Balasto y Vía en placa-Análisis de costo de inversión asociados a cada uno.pdf

ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO A MEDIO Y LARGO PLAZO DE LAS ESTRUCTURAS FERROVIARIAS DE BALASTO Y PLACA (PT–2006–046–17IAPM)

SP 5 – 5.1 An A n ális áli s is d e los lo s co c o s tes d e inv in v ers er s ión ió n asoc as ocii ado ad o s a cad c ada a sistema sis tema de vía Mayo 2008

CENIT Centro Ce ntro de Innovación del del Transp ort e

Preparado Preparado para: CEDEX (Centro de Experimentación de las Obras Públicas) Preparado por: CENIT, Centro de Innovación del Transporte

Contacto: CENIT – Centro de Innovación del Transporte Jordi Girona, 29, 2º A, Edifici Nexus II 08034 – Barcelona, España +34 93 413 76 67 [email protected]

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión

ÍNDICE DE CONTENIDOS 1

RESUMEN EJECUTIVO

5

2

INTRODUCCIÓN

6

3 DESCRIPCIÓN FUNCIONAL DE LOS SISTEMAS DE VÍA OBJ ETO DE ESTUDIO

7

3.1

7

Vía sobre balasto

3.1.1 Tipologías de análisis 3.1.2 Descripción funcional 3.1.2.1 Generalidades 3.1.2.2 Vía sobre balasto en líneas convencionales 3.1.2.3 Vía sobre balasto en líneas de alta velocidad 3.1.3 Experiencia existente 3.2

Vía en placa

3.2.1 Tipologías de análisis 3.2.2 Descripción funcional 3.2.2.1 Generalidades 3.2.2.2 Sistemas con carril embebido con apoyo continuo 3.2.2.3 Sistemas con un nivel elástico con apoyo discreto y placa continua 3.2.2.4 Sistemas con un nivel elástico con apoyo discreto y placa discontinua 3.2.2.5 Sistemas con dos niveles elásticos (entre carril y bloque y entre bloque y placa) con apoyo discreto y placa continua 3.2.2.6 Sistemas con dos niveles elásticos (entre carril y bloque y entre bloque y placa) con apoyo discreto y placa discontinua 3.2.3 Experiencia existente

4 ANÁLISIS ANÁ LISIS DE LAS L AS PARTIDAS PA RTIDAS QUE COMPONEN LOS COSTES DE INVERSIÓN 4.1

Desgloses de costes de inversión

4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.2

Desglose empleado en los estudios de planificación Desglose empleado en los proyectos de construcción Desglose empleado en los sistemas contables del gestor de infraestructuras Desglose empleado en estudios económico – financieros específicos Definición preliminar de un desglose para los costes de inversión

4.2.1 4.2.2

Criterios Desglose escogido

7 7 7 8 8 10 13

13 14 14 14 15 18 19 20 22

27 27

28 28 30 31 33

33 36

5 COSTES DE INVERSIÓN ASOCIADOS A LOS SISTEMAS DE VÍA OBJETO DE ESTUDIO 38 5.1

Estudios comparativos

38

5.1.1 Estudio económico del tramo Bonn / Siegburg – Aeropuerto de Frankfurt en la línea de alta velocidad Colonia – Rhin/Main. (DE Consult, 1989; a partir de las referencias en Tifsa, 1999 y Estradé, 1998) 38 5.1.2 Análisis técnico-económico para la definición tecnológica del equipamiento de la vía para la línea de alta velocidad Madrid – Zaragoza – Barcelona – Frontera Francesa (Tramo (Tramo Madrid – Lleida). Tifsa (1999) 39 5.1.3 “Track performance on new high speed lines in Spain” Fernández Gil, A. y Gilaberte, M. (2006) 42 5.1.4 La vía en placa como alternativa a la vía sobre balasto en líneas de alta velocidad. J. Miarnau (1999) 42 5.1.5 “Track compendium” Lichtberger (2005) 44 5.1.6 “Feasibility study – Ballastless track” UIC (2002) 44

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ÍNDICE DE CONTENIDOS 1

RESUMEN EJECUTIVO

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INTRODUCCIÓN

6

3 DESCRIPCIÓN FUNCIONAL DE LOS SISTEMAS DE VÍA OBJ ETO DE ESTUDIO

7

3.1

7

Vía sobre balasto

3.1.1 Tipologías de análisis 3.1.2 Descripción funcional 3.1.2.1 Generalidades 3.1.2.2 Vía sobre balasto en líneas convencionales 3.1.2.3 Vía sobre balasto en líneas de alta velocidad 3.1.3 Experiencia existente 3.2

Vía en placa

3.2.1 Tipologías de análisis 3.2.2 Descripción funcional 3.2.2.1 Generalidades 3.2.2.2 Sistemas con carril embebido con apoyo continuo 3.2.2.3 Sistemas con un nivel elástico con apoyo discreto y placa continua 3.2.2.4 Sistemas con un nivel elástico con apoyo discreto y placa discontinua 3.2.2.5 Sistemas con dos niveles elásticos (entre carril y bloque y entre bloque y placa) con apoyo discreto y placa continua 3.2.2.6 Sistemas con dos niveles elásticos (entre carril y bloque y entre bloque y placa) con apoyo discreto y placa discontinua 3.2.3 Experiencia existente

4 ANÁLISIS ANÁ LISIS DE LAS L AS PARTIDAS PA RTIDAS QUE COMPONEN LOS COSTES DE INVERSIÓN 4.1

Desgloses de costes de inversión

4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.2

Desglose empleado en los estudios de planificación Desglose empleado en los proyectos de construcción Desglose empleado en los sistemas contables del gestor de infraestructuras Desglose empleado en estudios económico – financieros específicos Definición preliminar de un desglose para los costes de inversión

4.2.1 4.2.2

Criterios Desglose escogido

7 7 7 8 8 10 13

13 14 14 14 15 18 19 20 22

27 27

28 28 30 31 33

33 36

5 COSTES DE INVERSIÓN ASOCIADOS A LOS SISTEMAS DE VÍA OBJETO DE ESTUDIO 38 5.1


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5.1.1 Estudio económico del tramo Bonn / Siegburg – Aeropuerto de Frankfurt en la línea de alta velocidad Colonia – Rhin/Main. (DE Consult, 1989; a partir de las referencias en Tifsa, 1999 y Estradé, 1998) 38 5.1.2 Análisis técnico-económico para la definición tecnológica del equipamiento de la vía para la línea de alta velocidad Madrid – Zaragoza – Barcelona – Frontera Francesa (Tramo (Tramo Madrid – Lleida). Tifsa (1999) 39 5.1.3 “Track performance on new high speed lines in Spain” Fernández Gil, A. y Gilaberte, M. (2006) 42 5.1.4 La vía en placa como alternativa a la vía sobre balasto en líneas de alta velocidad. J. Miarnau (1999) 42 5.1.5 “Track compendium” Lichtberger (2005) 44 5.1.6 “Feasibility study – Ballastless track” UIC (2002) 44


1

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión 5.1.7 “ International benchmarking of track costs” Stalder, O. (2002) 45 5.1.8 “Slab track: A competitive solution”. Esveld (1999) 47 5.1.9 Referencias sobre el coste de la vía en placa japonesa. Ando et al (2001), Miura et al (1998) 48 5.1.10 El sistema de vía en placa japonés (OHL) 49 5.2

Estudios de costes de líneas de alta velocidad

5.2.1 5.2.2 5.2.3

“High speed rail: International comparisons”. Steer Davies (2004) Referencias propias. CENIT “Prices and costs in the railways sector”. Baumgarter (2001)

49

49 51 54

5.3

Proyectos de construcción

55

5.4

Referencias de los proveedores

55

6

ELABORACIÓN DE UNA BASE DE DATOS DE COSTES DE CONSTRUCCIÓN 57

6.1

Origen de datos

57

6.2

Campos de entrada

57

6.3

Información disponible

58

7

PARÁMETROS PARÁ METROS DE VARIACIÓN VARIA CIÓN DE LOS COSTES DE INVERSIÓN

59

7.1

Homogeneización de los datos de coste

59

7.2

Identificación de parámetros de variación

59

7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.3

Tipología de vía Tipología de la sección (túnel, estructura, tierras) Longitud de la sección Otros parámetros Estimación de funciones de coste

7.3.1 7.3.2 7.3.3

Criterios de estimación para el coste de la superestructura Criterios de estimación para el coste de la infraestructura Funciones de coste

60 63 65 67 68

69 70 73

8

CONCLUSIONES

76

9

REFERENC REFERENCIAS IAS BIBL IOGRÁFICAS

77


2


ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA 1 Estructura del subproyecto SP5................................................................. 6 FIGURA 2 Esquema del conjunto de las capas de asiento y la plataforma en líneas convencionales........................................................................................................ 8 FIGURA 3 Esquema del conjunto de las capas de asiento y la plataforma en líneas de alta velocidad.................................................. .................................................... 9 FIGURA 4 Sistema EDILON con carril embebido ....................................................... 15 FIGURA 5 Sistema Rheda Dywidag............................................................................ 16 FIGURA 6 Sistema Rheda 2000................................... ............................................... 16 FIGURA 7 Sistema Züblin ........................................................................................... 17 FIGURA 8 Sistema BÖLG ........................................................................................... 18 FIGURA 9 Sistema Stedef clásico............................................................................... 19 FIGURA 10 Sistema SLAB TRACK (Shinkansen)....................................................... 20 FIGURA 11 Sistema IPA ............................................................................................. 21 FIGURA 12 Variante ferroviaria Las Palmas de Castellón – Oropesa del Mar ........... 24 FIGURA 13 Costes de construcción de la superestructura. Estudio INFRACOST ...... 46 FIGURA 14 Correlación entre el coste de construcción de la superestructura y el porcentaje ejecutado en placa. Estudio INFRACOST........................................... 46 FIGURA 15 Costes unitarios de renovación de diferentes aparatos de vía .............. 47 FIGURA 16 Rendimientos de montaje de vía en placa SLAB TRACK (Shinkansen) . 49 FIGURA 17 Costes de construcción de las líneas de alta velocidad........................... 50 FIGURA 18 Relación entre el coste de construcción y el % de túneles y viaductos existentes en las líneas de alta velocidad españolas............................................ 52 FIGURA 19 Campos incluidos en la base de datos .................................................... 57 FIGURA 20 Costes de construcción por tipo de vía .................................................... 60 FIGURA 21 Relación entre costes de construcción y presencia de vía en placa........ 60 FIGURA 22 Ratios de costes de construcción de la superestructura.......................... 62 FIGURA 23 Costes de superestructura según tipología de vía................................... 62 FIGURA 24 Relación entre costes de construcción y presencia de túneles y viaductos ...............................................................................................................................64 FIGURA 25 Relación entre costes de construcción y presencia de túneles y viaductos. Vía sobre balasto..................................... .............................................................. 64 FIGURA 26 Comparación de proyectos de inversión internacional con vía en placa . 65 FIGURA 27 Dependencia de los costes de inversión para vía en placa de la longitud ...............................................................................................................................66

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3


ÍNDICE DE TABLAS TABLA 1 Líneas de alta velocidad japonesas. Km de línea por sistema tecnológico . 11 TABLA 2 Principales realizaciones en vía sobre balasto para alta velocidad ............. 12 TABLA 3 Sistemas de vía en placa objeto de estudio................................................. 13 TABLA 4 Realizaciones más relevantes en los sistemas de vía en placa objeto de estudio (de longitud superior a 1 km) .................................................................... 25 TABLA 5 Desglose empleado en un estudio de alternativas de trazado..................... 28 TABLA 6 Desglose empleado en un proyecto de construcción de plataforma............ 29 TABLA 7 Desglose empleado en el sistema contable de RFF.................................... 30 TABLA 8 Partidas de coste de construcción de una línea ferroviaria - LITEP ............ 31 TABLA 9 Partidas de coste propias de cada sistema tecnológico .............................. 34 TABLA 10 Otras partidas de coste relevantes en el análisis económico .................... 35 TABLA 11 Partidas relevantes para el análisis de los costes de construcción ........... 36 TABLA 12 Influencia de las partidas analizadas. Línea Colonia - Frankfurt................ 38 TABLA 13 Desglose de los costes de construcción de la superestructura. Línea Madrid – Sevilla..................................................................................................... 40 TABLA 14 Estimación de los costes de construcción de la superestructura para vía en placa. Línea Madrid – Sevilla. ............................................................................... 41 TABLA 15 Estimación de los costes de construcción de la superestructura para vía en balasto y vía en placa. Línea Madrid – Barcelona................................................. 41 TABLA 16 Estimación de los costes de construcción de la superestructura para vía en placa. Línea Madrid – Sevilla. ............................................................................... 43 TABLA 17 Costes de construcción de la superestructura. Línea Rhône Alps............. 43 TABLA 18 Costes de construcción de la superestructura. Línea Mannheim - Stuttgart. ...............................................................................................................................44 TABLA 19 Comparación de costes de construcción de la superestructura en cuatro países europeos.................................................................................................... 44 TABLA 20 Estimación de costes de la superestructura. Esveld (1999) ...................... 48 TABLA 21 Índices de coste de construcción. Línea Hokuriku Shinkansen ................. 48 TABLA 22 Costes de construcción de líneas de alta velocidad. ................................. 51 TABLA 23 Características de algunas de las nuevas líneas de alta velocidad españolas. ............................................................................................................. 52 TABLA 24 Características de algunas de las nuevas líneas de alta velocidad españolas. ............................................................................................................. 53 TABLA 25 Porcentaje de coste atribuible a medidas de protección ambiental en algunas líneas francesas de alta velocidad........................................................... 53 TABLA 26 Coste de suministro y montaje de desvíos en líneas de alta velocidad ..... 54 TABLA 27 Coste de infraestructura en función del tipo de vía.................................... 54 TABLA 28 Algunas referencias de precio de proveedores.......................................... 56 TABLA 29 Ratios de costes de construcción. Estudios comparativos ........................ 61 TABLA 30 Evolución de costes unitarios totales en las vías japonesas...................... 67 TABLA 31 Costes de construcción de la superestructura. Escenario inferior ............. 69 TABLA 32 Costes de construcción de la superestructura. Escenario superior ........... 69 TABLA 33 Costes de desvíos y transiciones............................................................... 70 TABLA 34 Valores cuantitativos. Función de costes de la superestructura ................ 74 TABLA 35 Valores cuantitativos. Función diferencia de costes de la infraestructura.. 75


4


1 RESUMEN EJECUTIVO § 1.1

El presente informe tiene por objeto el análisis detallado de los distintos elementos que componen los costes de inversión directamente relacionados con las alternativas en estudio: sistemas de vía sobre balasto y sistemas de vía en placa.

§ 1.2

En primer lugar se han descrito sucintamente los sistemas de vía objeto de estudio, incidiendo en aquellos aspectos de diseño o constructivos que los diferencian desde el punto de vista de los costes de inversión. Para cada una de las dos familias tecnológicas analizadas (vía sobre balasto y vía en placa), se han enumerado y justificado las tipologías consideradas, se han descrito luego sus características funcionales y por último se ha presentado la experiencia existente.

§ 1.3

En segundo lugar se han estudiado diferentes alternativas de desglose para los costes de inversión en infraestructura ferroviaria y se ha establecido un desglose de los costes de inversión adecuado para la comparación de las tecnologías de vía sobre balasto y de vía en placa en el marco del análisis de costes por ciclo de vida.

§ 1.4

En tercer lugar se ha recopilado y analizado la información disponible en el estado del arte sobre costes de construcción. En esta revisión se han incluido estudios comparativos de costes de superestructura, estudios de costes específicos de las líneas de alta velocidad, información proveniente de algunos proyectos constructivos y los precios facilitados por los proveedores.

§ 1.5

Con el objeto de sistematizar el análisis de la información de los costes de inversión asociados a los diferentes sistemas de vía, se ha procedido a elaborar una base de datos con dichos costes, así como con otras informaciones relevantes para su correcta interpretación.

§ 1.6

Por último se ha realizado la homogeneización de los datos de coste, se ha procedido a identificar las variables que contribuyen a su explicación, y se ha explorado la posibilidad de calibrar funciones capaces de aproximar los costes de inversión a nivel de tramo.


5


2 INTRODUCCIÓN § 2.1

Este informe presenta los trabajos realizados en la tarea 5.1 ( Análisis de costes de inversión asociados a cada sistema de vía ), primera de las cuatro que integran el subproyecto SP5 ( Análisis de costes por ciclo de vida) del proyecto de investigación “Estudio del comportamiento a medio y largo plazo de las estructu ras ferroviarias de balasto y placa” .

§ 2.2

El encaje de la tarea señalada en el subproyecto SP5, así como los flujos de relación con los subproyectos restantes queda ilustrada en la FIGURA 1. FIGURA 1 Estruc tura del subproyecto SP5

Fuente: Propuesta del proyecto § 2.3

Concretamente, la tarea 5.1 tiene por objeto el análisis detallado de los distintos elementos que componen los costes de inversión directamente relacionados con las alternativas en estudio: sistemas de vía sobre balasto y sistemas de vía en placa. Para alcanzarlo se han desarrollado los contenidos siguientes, oportunamente reflejados en la estructura del presente informe: •

•

•

•

•

Breve descripción funcional de los sistemas de vía objeto de estudio (vía sobre balasto y vía en placa). Descripción y análisis de las partidas que componen los costes de inversión para los sistemas de vía objeto de estudio. Recopilación y análisis de la información disponible sobre los costes de inversión asociados a la construcción de los sistemas de vía indicados. Estudio de los parámetros de variación de costes de inversión asociados a los sistemas de vía indicados. Estimación de funciones de costes de inversión aplicables a los sistemas de vía indicados.


6


3 DESCRIPCIÓN FUNCIONAL DE LOS SISTEMAS DE VÍA OBJETO DE ESTUDIO § 3.1

Esta sección describe sucintamente los sistemas de vía objeto de estudio, incidiendo en aquellos aspectos de diseño o constructivos que los diferencian desde el punto de vista de los costes de inversión.

§ 3.2

Para cada una de las dos familias tecnológicas analizadas (vía sobre balasto y vía en placa), se enumeran y justifican las tipologías consideradas, se describen luego sus características funcionales y por último se presenta la experiencia existente.

3.1 Vía sobre balasto 3.1.1 Tipologías de análisis § 3.3

La evolución tecnológica experimentada por la vía sobre balasto como resultado de la introducción de servicios de alta velocidad, hace que hoy en día sea posible distinguir dos grandes tipologías en esta familia tecnológica: • •

Sistemas de vía sobre balasto para líneas convencionales Sistemas de vía sobre balasto para líneas de alta velocidad

§ 3.4

Ambas tipologías resultan de interés para su comparación con los sistemas de vía en placa. En el primer caso, la vía en placa puede constituir una alternativa rentable en aquellas líneas solicitadas por un elevado volumen de tráfico para las que el coste de la interrupción del servicio asociado a las labores de mantenimiento y renovación de la vía es elevado. En el segundo caso, la vía en placa puede resultar una tecnología más económica debido a las elevadas exigencias de calidad geométrica asociadas a las circulaciones a alta velocidad.

§ 3.5

Los apartados siguientes presentan una breve descripción funcional de cada sistema, así como una revisión de los casos en los que han sido aplicados.

3.1.2 Descripción funci onal 3.1.2.1 Generalidades § 3.6

La vía sobre balasto es el sistema tradicional de asiento de vía, caracterizado por la colocación, sobre la explanación, de una plataforma de balasto que reparte sobre ella las cargas que recibe de los carriles a través de las traviesas.

§ 3.7

A pesar de que este principio funcional sigue siendo vigente, los criterios de diseño de vías ferroviarias sobre balasto, así como los materiales utilizados, han ido evolucionando a medida que las velocidades de circulación iban aumentando. La finalidad de los cambios buscaba mejorar la resistencia


7


vertical del sistema para que éste pudiera soportar el incremento de las cargas dinámicas sin que su fiabilidad se viera afectada. § 3.8

Esta evolución supuso un aumento de las capas situadas bajo la traviesa, puesto que de la disposición de una única capa de balasto, apoyada sobre la plataforma de la vía, se pasó a la construcción de un conjunto de capas intermedias, cuya finalidad consistía en distribuir mejor las presiones sobre la infraestructura 3.1.2.2 Vía sobre balasto en líneas convencionales

§ 3.9

La configuración estructural de la sección transversal de la vía sobre balasto para líneas consta de una capa de coronación de la plataforma, sobre la cual asienta una capa de balasto con un espesor del orden de unos 25 cm. Sobre esta capa se apoyan las traviesas y los carriles, unidos a éstas mediante sujeciones (FIGURA 2). FIGURA 2 Esquema del conjunt o de las capas de asiento y la plataform a en líneas convencionales

Fuente: López Pita (2002a) § 3.10

Esta configuración resulta en un sistema con costes de construcción relativamente bajos y que cuenta con una relativa flexibilidad a la hora de reponer sus elementos, corregir su geometría o permitir pequeños ajustes de trazado. Por otro lado, la flexibilidad derivada del elemento estructural balasto favorece una evolución de la geometría a lo largo del tiempo, haciendo necesarias frecuentes correcciones. 3.1.2.3 Vía sobre balasto en líneas de alta velocidad

§ 3.11

A diferencia de dichas líneas, en las líneas de alta velocidad sobre balasto son varias capas de material granular las que asientan sobre la capa de coronación de la plataforma, tal y como se muestra en la FI GURA 3.

§ 3.12

La subbase o capa inferior, que gradúa los efectos hacia la plataforma y que evita el posible punzonamiento de ésta por el balasto y la contaminación de éste, puede abarcar en su forma más compleja, de arriba abajo, las siguientes capas: • •

Una capa de subbalasto. Una capa de fundación, constituida por gravilla anticontaminante. Se utiliza para la circulación de la maquinaria durante la obra y puede suprimirse en las plataformas con buena capacidad portante.


8

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión •

•

Una capa anticontaminante formada por arena. Se dispone en las plataformas de baja calidad únicamente. Un fieltro anticontaminante (geotextil), que se coloca en las plataformas de media y baja calidad como elemento aislante entre su capa de terminación, también llamada de forma, y la estructura de la subbase.

FIGURA 3 Esquema del conjunt o de las capas de asiento y la plataform a en líneas de alta velocidad

Fuente: López Pita (2002a) § 3.13

La complejidad de las capas de asiento que componen las líneas de alta velocidad en comparación con las líneas convencionales se explica por el hecho de que no sólo el balasto interviene en la reducción del nivel de presiones que alcanza la plataforma.

§ 3.14

En este sentido, las divergencias y cambios de diseño, así como las mayores exigencias a los materiales que forman las distintas capas de asiento y, en particular, la capa de sub-balasto, se engloban en la búsqueda de materiales que permitan mejorar el comportamiento de la infraestructura ferroviaria frente a las nuevas exigencias, tanto desde el punto de vista mecánico (soportar circulaciones a alta velocidad, durabilidad) como económico (costes de construcción y mantenimiento, principalmente).

§ 3.15

Han aparecido así nuevas alternativas de diseño enfocadas a mejorar la vía y la capa de sub-balasto, que tradicionalmente siempre había sido granular, aunque con pequeñas variaciones en los espesores mínimos en función de las administraciones ferroviarias y de la calidad de la plataforma (espesores de 15 a 50 cm, 70 cm excepcionalmente). Entre las distintas alternativas ensayadas destacan: • • •

§ 3.16

Refuerzo de la capa de sub-balasto con geotextiles o similares Sub-balasto en misto-cementato (suelos estabilizados con cemento) Sub-balasto bituminoso

El uso de algunas de estas soluciones se inició con el objetivo de cumplir las funciones requeridas por el sub-balasto en zonas particularmente sensibles, como serían, por ejemplo, las plataformas de débil capacidad portante y las zonas de transición entre la plataforma natural y las obras de fábrica.


9

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión § 3.17

En particular, los refuerzos con capas geotextiles suelen emplearse en casos en que el sub-balasto ha demostrado no cumplir los requisitos exigidos. Se trata pues de una medida de carácter más cercano al corrector o paliativo que, por ahora, de una alternativa a la sección tipo. Sin embargo, la posibilidad de incluir el uso de estos materiales en las secciones tipo de las líneas de alta velocidad sigue abierta dadas sus excelentes capacidades portantes, aislantes y drenantes.

§ 3.18

En cuanto al empleo de materiales alternativos al sub-balasto granular en las vías de alta velocidad, cabe señalar que, aunque solamente en Italia se ha generalizado su empleo, actualmente otros países están estudiando la posibilidad de utilizar el sub-balasto bituminoso en líneas de altas prestaciones.

§ 3.19

En lo que a las traviesas se refiere, la tendencia europea se caracteriza por la utilización de traviesas de hormigón monobloc pre o postensadas. La adopción de dichas traviesas se justifica, entre otros aspectos, por su mejor comportamiento frente a esfuerzos transversales y a fenómenos como la onda de levante, su mejor reparto de cargas verticales y su mayor duración. Cabe citar, sin embargo, la excepción a dicha tendencia, protagonizada por las primeras líneas de alta velocidad francesas, en las que se encuentran traviesas de hormigón armado tipo bi-bloc (U41).

§ 3.20

Si bien se observa cierta homogeneidad a nivel de tipo de traviesas y de su colocación, las características en cuanto a longitud y sección efectiva por carril difieren entre administraciones ferroviarias.

§ 3.21

En cuanto al sistema sujeción-placa de asiento, es el único elemento del emparrillado de vía a nivel europeo para el cual no existe consenso, en especial sobre la elasticidad de la placa de asiento del carril. Sin embargo, sí se puede hablar de una tendencia a utilizar placas de asiento con menor rigidez en las líneas de alta velocidad de construcción más reciente.

§ 3.22

En lo que concierne al carril, en la alta velocidad ferroviaria europea se ha generalizado el empleo del carril UIC 60, por las ventajas que dicho modelo ofrece frente al fenómeno fatiga.

3.1.3 Experiencia existente § 3.23

La vía sobre balasto ha sido la tipología empleada históricamente en las líneas ferroviarias convencionales, razón por la que se dispone de una amplia experiencia en lo que a su gestión y sus costes se refiere. La adaptación de la tipología empleada en líneas convencionales a la introducción de servicios de alta velocidad motivó la evolución y mejora de sus características técnicas.

§ 3.24

Las primeras experiencias de utilización de vía sobre balasto para alta velocidad fueron japonesas, con la construcción en 1964 de la línea Tokaydo entre Tokio y Osaka. La sustitución paulatina de esta tecnología por sistemas de vía en placa hace que no se cuente con referencias recientes relevantes. En este sentido es interesante destacar la evolución seguida por las líneas de alta velocidad niponas en lo que a sistema de vía se refiere (ver TABLA 1)


10

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión TABLA 1 Año

Líneas de alta velocidad japonesas. Km de línea por sistema tecnológico

Línea 1964 Tokaido

Tramo Tokio-Osaka

1975 Sanyo

Osaka-Okayama

156

8

164

1975 Sanyo

Okayama-Hakata

125

273

398

1982 Joetsu

Omiya-Niigata

15

255

270

1982 Tohoku

Tokio-Morioka

48

453

501

1997 Hokuriku Suma Fuente: Melis (2006)

Balasto Placa 516 0

Takasaki-Nagano

20 880

Total 516

105 125 1,094 1,974

§ 3.25

La construcción de las primeras líneas de alta velocidad en Europa se realizó con vía sobre balasto. En las primeras líneas de alta velocidad francesas, construidas en los años 80, las secciones estructurales adoptadas constaban de una capa de forma de 70 cm y una capa de sub-balasto de 20 cm para hacer la transición con el balasto. Estas secciones estructurales han sufrido pocos cambios en las ejecuciones más recientes (como la nueva línea de alta velocidad TGV Est que unirá París con Estrasburgo)

§ 3.26

La construcción de las primeras líneas de alta velocidad en Alemania (1991) significó un incremento en las necesidades de fiabilidad de la infraestructura ferroviaria de altas prestaciones (por su explotación en tráfico mixto). De acuerdo con este requerimiento, la DB emitió unas recomendaciones bastante exigentes, tanto en términos de espesores mínimos (70 cm), como en términos de capacidad portante requerida (de 45 a 120 MN/m2). En efecto, en el caso de plataformas de reducida o baja calidad (EV 20 MN/m2), para alcanzar el valor requerido a nivel de la cara inferior de la capa de balasto (EV 120 MN/m2) se necesitaría disponer de espesores de sub-balasto y capas de asiento superiores a 75 cm. ≈

≈

§ 3.27

En las líneas de alta velocidad españolas, al igual que en las nuevas líneas de altas prestaciones francesas y alemanas, el espesor de la capa de balasto bajo la traviesa se sitúa entre los 30 y los 35 cm. En cuanto a los espesores mínimos de la capa de sub-balasto granular, éstos han experimentado cambios con el tiempo: la primera línea de alta velocidad española, construida entre Madrid y Sevilla, está formada por una capa de grava bien graduada bajo balasto, con un espesor mínimo de 25 cm, mientras que, actualmente, en el caso de los nuevos trazados diseñados para permitir velocidades máximas de hasta 350 km/h, como la línea Madrid-Barcelona, se construye con un espesor mínimo de 30 cm.

§ 3.28

En Italia, ya desde la primera línea de alta velocidad entre Roma y Florencia, los ferrocarriles italianos decidieron colocar bajo el balasto (y en sustitución del sub-balasto granular tradicional) una capa de “misto-cementato” en algunos tramos y una capa de 12 cm de material bituminoso en otros. El sub-balasto en misto-cementato (sub-balasto con grava-cemento), constituido en general por material proveniente de roca calcárea machacada con un porcentaje bajo de cemento surgió gracias a la investigación que llevaron a cabo los Ferrocarriles Italianos (FS – Ferrovie dello Stato) sobre los materiales más aptos para la formación de la capa de sub-balasto. Más adelante, esta administración optó por inclinarse hacia el uso de material bituminoso como sub-balasto. El espesor


11


del sub-balsato bituminoso estipulado en la normativa de ITALFERR (2000), que sirve de base al proyecto de las líneas de alta velocidad actualmente en construcción, sólo hace referencia al espesor de 12 cm. § 3.29

A modo de resumen, en la TABLA 2 se han sintetizado las principales realizaciones en vía sobre balasto para alta velocidad ejecutadas en los últimos años en distintos países. TABLA 2 Princi pales realizaciones en vía sobre balasto para alta velocid ad Tipología

Sistema

País

2

Alta velocidad

Japón

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

*

Tramo

Tokaido (TokyoOsaka) Alta velocidad Japón Sanyo (Osaka Hakata) Alta velocidad Japón Tohoku (TokioMarioka) Alta velocidad Japón Jeoetsu (OmiyaNiigata) Alta velocidad Francia Paris - Lyon Alta velocidad Francia TGV Atlántico Alta velocidad Italia Roma - Firenze Alta velocidad Alemania Mannheim - Stuttgart Alta velocidad Alemania Hannover-Würzburg Alta velocidad España Madrid – Sevilla Alta velocidad Francia TGV Norte Alta velocidad Francia TGV Rhone-Alps Alta velocidad Francia Interjonction Alta velocidad Bélgica Bruselas - Francia Alta velocidad Japón Hokuriku (TakasakiNagano) Alta velocidad Francia TGV Mediterráneo Alta velocidad Bélgica Leuven - Bierset Alta velocidad España Madrid – Lleida Alta velocidad Korea Seul - Bousan Alta velocidad España Acceso ferroviario a Toledo Alta velocidad Italia Roma - Gricignano di Aversa Alta velocidad Italia Torino - Novara Alta velocidad España Madrid - Valladolid Alta velocidad España Córdoba – Málaga Alta velocidad Italia Padova - Venezia Alta velocidad Reino Unido Channel Tunnel Rail Link Descontadas las longitudes realizadas en vía en placa (ver TABLA 4)


Longi tud Año (km) 2 x 516

1964

2 x 281*

1975

2 x 48*

1982

2 x 15*

1982

2 x 410 2 x 286 2 x 231* 2 x 99 2 x 327 2 x 471 2 x 333 2 x 115 2 x 102 2 x 88 2 x 20*

1985 1990 1990 1991 1991 1992 1993 1994 1996 1997 1997

2 x 251 2 x 62 2 x 481 2 x 412 2 x 20,5

2001 2002 2004 2004 2005

2 x 195

2005

2 x 85 2 x 149,5 * 2 x 155 2 x 24 2 x 108

2006 2007 2007 2007 2007

12


3.2

Vía en placa

3.2.1 Tipologías de análisis § 3.30

De acuerdo con la caracterización realizada en el subproyecto SP-1 – Caracterización mecánica y estudio del deterioro de los sistemas de vía en placa y balasto, los sistemas de vía en placa pueden englobarse en las cinco tipologías siguientes: • • • •

•

§ 3.31

Sistemas con carril embebido con apoyo continuo Sistemas con un nivel elástico con apoyo discreto y placa continua Sistemas con un nivel elástico con apoyo discreto y placa discontinua Sistemas con dos niveles elásticos (entre carril y bloque y entre bloque y placa) con apoyo discreto y placa continua Sistemas con dos niveles elásticos (entre carril y bloque y entre bloque y placa) con apoyo discreto y placa discontinua

Para proceder al estudio de los costes de inversión asociados a las tipologías señaladas se ha procedido a seleccionar los sistemas más representativos para cada una de ellas. Primeramente se han inventariado los sistemas de vía en placa presentes en el mercado y, a continuación se han identificado aquellos que han sido aplicados en nuevas líneas de altas prestaciones. Los sistemas escogidos se indican en la TABLA 3. TABLA 3 Sistemas de vía en placa objeto de estudio Tipología general

§ 3.32

Sistema de vía en placa



Carril embebido con apoyo continuo



Sistema EDILON con carril embebido



1 nivel elástico con apoyo discreto y placa continua



Rheda 2000



Züblin



1 nivel elástico con apoyo discreto y placa discontinua



BÖGL



2 niveles elásticos (entre carril y bloque y entre bloque y placa) con apoyo discreto y placa continua



Stedef



2 niveles elásticos (entre carril y bloque y entre bloque y placa) con apoyo discreto y placa discontinua



SLAB TRACK



IPA

Los apartados siguientes presentan una breve descripción funcional de cada sistema, así como una revisión de los casos en los que han sido aplicados.


13


3.2.2 Descripción funci onal

§ 3.33

3.2.2.1 Generalidades Actualmente existe una multitud de sistemas de vía en placa. La mayor parte de dichos sistemas han sido desarrollados por la industria de la construcción, quien posee los derechos de propiedad industrial.

§ 3.34

Si bien existen sustanciales diferencias de concepción y definición, las diferentes soluciones se han basado en unos mismos componentes básicos: carril, sujeción, traviesa o placa de hormigón, elastómero o mortero de unión, placa de base o suelo estabilizado, y explanada mejorada o plataforma.

§ 3.35

Los elementos constitutivos esenciales del modelo de superestructura que representa la vía en placa son los siguientes (Escolano, 1998): •

•

•

•

•

•

Plataforma: Es el elemento portante sobre el que descansa o se cimenta la superestructura. Por consiguiente, su naturaleza y sus características geotécnicas condicionan el diseño de los restantes elementos constitutivos de la misma. Generalmente está constituida por la subbase del terreno, una capa protectora de la subbase y la capa antihelada. Solera: Es el elemento sobre el que descansa la vía en placa propiamente dicha. La solera, que va inmediatamente encima de la plataforma, puede ser un suelo grava cemento o una solera de hormigón en masa o armado. En caso de emplearse un suelo grava cemento, su espesor mínimo es de 30 cm y vuela a ambos lados de la placa soporte sobre ella colocada. Placa soporte: Es la capa de hormigón armado o asfalto sobre la que descansan los carriles y las traviesas. Fijación del carril: El sistema de fijación del carril ha de estar diseñado según el modelo de placa. Soldadura en barra larga: Las normas y tolerancias vigentes para la vía tradicional también se aplican para la vía en placa. Elementos adicionales: Dichos elementos están destinados al aislamiento acústico, con la finalidad de reducir la sonoridad a la sonoridad de una vía asentada sobre balasto (en general la reducción necesaria es de unos 5 dB).

3.2.2.2 Sistemas con carril embebido con apoyo contin uo Sistema EDILON con carril embebido § 3.36

El sistema EDILON con carril embebido (ver FIGURA 4) se caracteriza por la sujeción continua de los carriles mediante un elastómero confinado en una canaleta de hormigón.


14

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión FIGURA 4 Sistema EDILON con carril embebido

Fuente: Esveld (2003). § 3.37

El sistema EDILON requiere un procedimiento de construcción especial. La losa de hormigón se ejecuta in situ y a continuación se coloca el carril alineándolo y nivelándolo con anterioridad al vertido del elastómero (Corkelast).

§ 3.38

En lo que a costes de inversión se refiere, el sistema EDILON con carril embebido presenta las siguientes características: •

•

•

• • •

•

•

Reducción del espesor de la superestructura desde la base de la placa a la cabeza de carril, permitiendo una reducción apreciable del diámetro de perforación de los túneles, de la profundidad de excavación en soterramientos y de los cantos de los tableros de las obras de paso ferroviarias. Reducción en los niveles de ruido y vibraciones, que en ocasiones pueden alcanzar 10 o más decibelios. Reducción de los niveles de ruido, vibraciones del suelo y polución durante la fase de instalación. Elevado coste del elastómero Edilon Corkelast. Necesidad de maquinaria especial para su instalación. Exigencia de una gran precisión en la construcción de la placa y las acanaladuras. Difícil o prácticamente imposible corrección de los errores de alineación y nivelación una vez se ha construido el sistema. Discontinuidad en el sistema constructivo en desvíos y cruces, al pasarse de un sistema mecanizado a otro manual.

3.2.2.3 Sistemas con un nivel elástico con apoyo discr eto y placa continua Sistema Rheda 2000 § 3.39

La familia de sistemas Rheda cuenta con varios modelos, entre los que cabe destacar el Rheda Dywidag, el Rheda 2000, el Rheda City y el Rheda MRT

§ 3.40

El modelo Rheda Dywidag (ver FIGURA 5) es uno de los sistemas de vía en placa más antiguos. Consiste fundamentalmente en el empotramiento de las traviesas monobloque D301-W60 dentro de una losa de hormigón armado, que a su vez viene confinada dentro de una artesa soporte.


15

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión FIGURA 5 Sist ema Rheda Dywi dag

Fuente: Peña (2003) § 3.41

El modelo Rheda 2000 (ver FIGURA 6) está constituido por una sola losa de hormigón en la que están empotradas las traviesas bibloque B355-W60M, de modo que se elimina la junta entre hormigón de calado de losa y hormigón de artesa existente en sistemas Rheda previos (que a medio plazo derivan en grietas y problemas de durabilidad) y se disminuye la altura de construcción. FIGURA 6 Sist ema Rheda 2000

Fuente: Winter (2007). § 3.42

El resto de modelos Rheda, a diferencia de los modelos descritos (Dywidag y 2000) que se aplican a la alta velocidad ferroviaria y al servicio interurbano, son de aplicación en tranvías, cercanías y metro.

§ 3.43

El método constructivo del modelo Rheda 2000 requiere las siguientes acciones: el tendido de la armadura longitudinal, el posicionado de las traviesas, la colocación de armaduras transversales entre traviesas, la colocación del sistema de sujeción y los carriles, la ejecución de todas las soldaduras, y por último la nivelación y alineación y hormigonado de la placa dejando embebidas parte de las traviesas.

§ 3.44

En lo que a costes de inversión se refiere, el sistema Rheda 2000 presenta las siguientes características:


16


•

•

•

•

Elevado rendimiento en la producción debido a un alto grado de mecanización, si bien la introducción de la armadura que pasa a través de traviesas y hormigón (Rheda 2000) debe ser hecha manualmente. Fácil construcción de los desvíos, al ejecutarse éstos con traviesas estándar. Discontinuidad del proceso constructivo en desvíos, al ejecutarse éstos con traviesas estándar. Difícil introducción de elementos de absorción de ruido en los espacios entre traviesas Necesidad de maquinaria especial para la construcción de algunas partes del sistema

Sistema Züblin § 3.45

El principio constructivo del modelo Züblin (ver FIGURA 7) es similar al Rheda (parrilla de vía empotrada en placa de hormigón). Sin embargo, aquí el hormigón no se introduce entre y bajo las traviesas de una parrilla de vía exactamente tendida, sino que las traviesas se empotran en el hormigón fresco de una placa hecha “in situ”. Por medio de un equipo de trabajo, especialmente diseñado para ello, las traviesas de hormigón se introducen a presión y vibrando en el hormigón fresco, se pueden ajustar correcciones en altura hasta una cifra del orden de 50 mm. Entre traviesas queda espacio suficiente para colocar un elemento que absorba el ruido. FIGURA 7 Sistema Züblin

Fuente: UIC (2002). § 3.46

En lo que a costes de inversión se refiere, el sistema Züblin presenta las siguientes características: •

•

•

Elevado rendimiento en la producción debido a la mecanización total de las operaciones de montaje La ejecución de este sistema de vía solamente posible con un equipo especialmente diseñado Dificultades técnicas a la hora de embutir las traviesas en curvas con peralte igual o mayor a 150mm


17


Necesidad de una capa de protección de la subbase de 25mm frente a heladas

3.2.2.4 Sistemas con un nivel elástico con apoyo discr eto y placa discontinua Sistema BÖGL § 3.47

El sistema de vía en placa BÖGL (ver FIGURA 8) está compuesto por losas prefabricadas que conforman una estructura monolítica una vez acabado el proceso de montaje. El sistema incluye placas pretensadas de 6,45m x 2,5m x 0,20m que se sitúan sobre una plataforma formada por una capa de protección antiheladas apoyada sobre una subbase de hormigón de unos 30cm. Entre esta capa y la losa prefabricada, se dispone en último lugar una capa de mortero de cemento bituminoso de unos 3cm, siendo su única función la de proporcionar un apoyo uniforme de la placa prefabricada. Una vez unidas longitudinalmente todas las placas prefabricadas, se vierte el mortero bituminoso por los orificios circulares de manera que se disponga a lo largo de toda la cavidad entre ambas capas de hormigón. FIGURA 8 Sist ema BÖLG

Fuente: UIC (2002). § 3.48

En lo que a costes de inversión se refiere, el sistema BÖGL presenta las siguientes características:


18


• •

Exigencias topográficas elevadas: correcciones por hundimientos o colapso de las capas del terraplén o de mortero bituminoso Severas tolerancias de dimensionamiento Montaje mecanizado

3.2.2.5 Sistemas con dos niv eles elásticos (entre carril y bloque y entre bloque y placa) con apoyo disc reto y placa continua Sistema Stedef § 3.49

En el sistema de vía en placa Stedef (ver FIGURA 9), las traviesas bibloque de hormigón armado U-41 GV se colocan dentro de una artesa de hormigón armado. El espacio entre esta artesa y la traviesa se rellena posteriormente con un hormigón en masa (HM-35) cubriendo los bloques de la traviesa. Estas traviesas bibloque tienen en la parte inferior de cada uno de los bloques un colchón microcelular de caucho cuya principal función es proporcionar elasticidad vertical al sistema. Debido al colchón microcelular y a la placa de asiento de la sujeción Nabla, el sistema se comporta según un esquema de doble plano de elasticidad separado por una masa intermedia.

§ 3.50

El sistema Stedef es el modelo de mayor altura de construcción, con 855 mm desde cota cabeza carril hasta cota inferior de artesa. FIGURA 9 Sistema Stedef clásico

Fuente: UIC (2002). § 3.51

El proceso constructivo asociado a este modelo implica construir una solera de hormigón sobre la que se dispone la armadura y las traviesas, después se colocan los carriles, se alinean y nivelan y por último se procede al vertido de hormigón.

§ 3.52

En lo que a costes de inversión se refiere, el sistema Stedef presenta las siguientes características: •

Debe emplearse una base tratada con cemento o formada por hormigón magro para evitar la erosión del agua


19

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión • • • • • •

Requiere un mortero de relleno distinto para cada caso de utilización Montaje de los elementos de la vía sencillo Las variaciones térmicas complican el montaje Limita vibraciones al entorno Cadencia de instalación diaria limitada Las sujeciones reglables que emplea este sistema tienen un precio elevado

3.2.2.6 Sistemas con dos niv eles elásticos (entre carril y bloque y entre bloque y placa) con apoyo disc reto y placa discontin ua Sistemas SLAB TRACK (Shinkansen) § 3.53

Los Ferrocarriles Japoneses (JNR/RTRI) han desarrollado muchas variantes de sistemas de vía en placa con losa prefabricada usando hormigón pretensado o reforzado (ver FIGURA 10). Las losas, de dimensiones de 5m x 2,34m x 0,16 a 0,19m, incluyen dos niveles elásticos, el primero en el sistema de fijación ajustable y el segundo en la disposición de una capa de mortero bituminoso de al menos 4cm de grosor entre las losas y el basamento. Para prevenir los desplazamientos longitudinales y transversales de las placas, en la losa de hormigón de cimentación se colocan retenes de hormigón cilíndrico. FIGURA 10 Sistema SLAB TRACK (Shink ansen)

Fuente: Esveld (2003a).

§ 3.54

La construcción de vía en placa SLAB TRACK, requiere los siguientes pasos: fabricación de las placas y transporte a obra, ejecución de la solera de hormigón, posicionamiento y fijación de los retenes de hormigón, la colocación de las placas y el vertido de mortero de cemento – betún.

§ 3.55

En lo que a costes de inversión se refiere, el sistema Slab Track japonés presenta las siguientes características:


20


• •

Posibilidad de abrir la vía al tráfico tan pronto como se acaba la construcción Facilidad para obtener una gran precisión en el montaje Elevados rendimientos en su construcción

Sistema IPA § 3.56

El sistema IPA (Industria Prefabbricati e Affini) supone una adaptación del modelo japonés de vía en placa a Italia. El modelo IPA está formado por una plataforma de placas rectangulares de hormigón pretensadas longitudinal y transversalmente, apoyadas sobre un lecho de hormigón mediante la interposición de un mortero de cemento-asfalto inyectado a pie de obra, que realiza un apoyo regular y continuo a la losa de hormigón pretensado. La capa de mortero puesta en obra ejerce de compensación de las irregularidades de ejecución del lecho de cimentación y asegura, a su vez, un adecuado grado de elasticidad comparable a la tradicionalmente dada por el balasto. La cimentación está constituida por una losa de hormigón armado de 25cm de espesor, con doble armadura simétrica. Por su lado, la plataforma descansa sobre la cimentación por medio de una capa de mortero bituminoso (cemento, agua, betún, aditivos fluidificantes y arena), absorbiendo básicamente las oscilaciones, las vibraciones y el ruido. FIGURA 11 Sist ema IPA

Fuente: Focacci (1990) § 3.57

En lo que a costes de inversión se refiere, el sistema IPA presenta las siguientes características: •

Exigencias topográficas elevadas: correcciones por hundimientos o colapso de las capas del terraplén o de mortero bituminoso


21

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión • •

•

Altura de la vía reducida Inaplicabilidad a líneas ya en ejercicio (su construcción requiere 40-60 días/km) Severas tolerancias de dimensionamiento

3.2.3 Experiencia existente § 3.58

El inicio del desarrollo de los diferentes sistemas de vía sin balasto se remonta a la década de los años 60. Su aparición se debe a que la superestructura tradicional presente en las líneas ferroviarias existentes por aquel entonces no satisfacía las exigencias sobre la vía relacionadas con: • •

•

•

La alta velocidad aparecida en 1964 en Japón. La adaptación del trazado existente a los condicionantes exigidos por una circulación más rápida (160-200 km/h) en la mayoría de países de Europa. La mayor disponibilidad del vial exigida por el servicio, sobretodo en Japón donde el tráfico en la primera línea de alta velocidad, la Shinkansen Tokaido, creció de forma importante en los primeros años. La protección medioambiental.

§ 3.59

La necesidad de cumplir estos requerimientos indujo al estudio de nuevas soluciones estructurales de vía tanto en Europa como en el resto del mundo. En este sentido, varias administraciones ferroviarias construyeron y desarrollaron secciones de vía de pruebas en ciertos puntos de sus redes con sistemas sin balasto, que a lo largo del tiempo han ido siendo homologados.

§ 3.60

A partir de las secciones experimentales establecidas por cada administración ferroviaria se empezaron a desarrollar los nuevos sistemas de vía sin balasto. Un primer sistema se desarrolló en Holanda a principios de los años 60. Se trataba de la Estructura con Carril Embebido cuya primera aplicación se llevó a cabo en Rótterdam a modo de prueba en 1966. A partir de este sistema, en 1974 se desarrolló la solución Carril Embebido EDILON con Corkelast.

§ 3.61

Sin embargo, el carril embebido no se aplicó para alta velocidad hasta la construcción de un tramo de pruebas de 3 km de longitud en la ciudad de Best. La finalidad de este tramo era comprobar el comportamiento del Carril Embebido EDILON para su utilización en la línea de alta velocidad holandesa entre la ciudad de Ámsterdam y Bélgica (HSL-Zuid). Aún así, la línea, que será abierta al tráfico en diciembre de 2007, ha sido construida con el sistema Rheda 2000.

§ 3.62

El segundo país europeo en el que se empezó a estudiar una solución de vía sin balasto fue Francia. En 1964 se empezó a desarrollar el sistema Stedef, cuya aplicación en la red francesa se ha limitado a zonas puntuales, como el túnel de Villecresnes construido en 1994 o estaciones y ferrocarriles suburbanos. Asimismo, también de forma puntual, en Francia se han aplicado otros sistemas, como por ejemplo el Sateba. Sin embargo, el uso de sistemas de vía en placa no se ha hecho extensivo a las nuevas líneas de alta velocidad francesas, siendo todas ellas construidas con vía sobre balasto.


22


En Alemania no se llevó a cabo una profundización del sistema de vía sin balasto hasta la década de los 70. En 1972 se realizaron estudios sobre vía en placa en una sección de 600 m en la estación de Rheda en la línea de alta capacidad Dortmund - Hannover. El sistema desarrollado se bautizó como Sistema Rheda. Su aplicación se ha extendido a muchos puntos de la red alemana, habiéndose instalado en la década de los 70 unos 2.800 m en varios túneles, así como en los años 80 en ciertos tramos y túneles de varias líneas.

§ 3.64

Si bien el sistema Rheda es el más extendido en la red alemana, muchos otros sistemas han sido desarrollados, homologados y aplicados en dicho país. En 1977, se llevó a cabo la construcción de una nueva sección de pruebas entre Karlsfeld y Dachau con el sistema Bögl. Este sistema fue probado por segunda vez en otras dos secciones de pruebas en 1999, una en la estación de RoschMalsh en la línea Mannheim-Basel y otra en la estación de Hattstedt en la línea Hamburg - Westerland. Su aplicación no se haría efectiva hasta años más tarde en la línea Nuremberg - Ingolstadt.

§ 3.65

En 1987, el sistema Züblin fue probado en Obersslingen, siendo aplicado inmediatamente al año siguiente en un túnel de la línea Markstein, así como también entre Wittenberge y Dergenthin unos años más tarde.

§ 3.66

Sin embargo, hasta la mitad de la década de los 90 el uso de la vía en placa en Alemania se limitó a puntos concretos de la red, centrándose mayoritariamente en túneles, puentes y tramos de pruebas. En los años 1993 y 1994 se construyeron algunas secciones de vía sin balasto en las líneas acondicionadas Berlin - Hamburgo, Berlin - Halle o en la Würzburg Aschaffenburg. Fue en estos años en los que se desarrollaron y probaron multitud de nuevos sistemas como el BTD, el ATD y el GETRAC, entre otros.

§ 3.67

A finales de la década de los 90 se generalizó el uso de la vía en placa en la construcción de las líneas de altas prestaciones en Alemania. En 1996 se llevaron a cabo diversas pruebas en condiciones de operación en la sección de Waghäusl en la línea Mannheim-Stuttgart, con 7 variantes distintas de vía sin balasto (Züblin, Heilit & Wörner BES, Pose Leonard Weiss Crailshem, Heilit & Wörner Rasengleis, Hochtief-Schreck-Mieves, Rheda Heitkamp, SATO). Con esta experimentación, en 1997 se instaló el sistema Rheda Pfeiderer en algunos tramos en la ciudad de Berlín y en la línea Leipzig-Erfurt y, un año más tarde, se inauguró la línea Hannover - Berlin con los sistemas de vía en placa Rheda Wayss & Freytag, FFC, Züblin y BTD-V2.

§ 3.68

A principios de la primera década de los años 2000, Alemania implantó definitivamente el uso de la vía en placa en las líneas de nueva construcción. Así, en el año 2001 se instaló el sistema Rheda 2000 en la línea Erfurt-Leipzig. Un año más tarde se inauguró la línea Colonia-Frankfurt construida en su totalidad con diversos sistemas de vía en placa, como el Rheda Classic, el Züblin y el Rheda biblock. La última línea inaugurada ha sido la Nuremberg – Ingolstadt, en 2006. Dicha línea está dotada de vía en placa en un 84% de su longitud mediante los sistemas Rheda 2000 y Bögl.

§ 3.69

En España, la experiencia de la solución de vía en placa se inició a finales de la década de los 70 con la instalación del sistema británico PACT (Paved Concret Track) en un primer tramo de 4,1 km de longitud en la línea convencional Madrid – Barcelona. Debido a problemas en su mantenimiento fue retirado en 1992. En ese mismo año se instaló en la Estación de Atocha el sistema de patente holandesa Carril Embebido EDILON. En algunos túneles,


23


puentes y estaciones también se instalaron con el tiempo otros sistemas, como el francés Stedef. § 3.70

Sin embargo, no fue hasta inicios de los años 2000 cuando se hicieron las primeras pruebas para líneas de altas prestaciones. En el año 2002 se instaló el sistema BBEST, de patente británica, en una sección de pruebas en Medina del Campo. Asimismo, en el año 2003 se construyeron seis tramos de pruebas en el Corredor del Mediterráneo, entre Las Palmas de Castellón y Oropesa del Mar (FIGURA 12): cuatro de vía en placa (Edilon, Rheda Dywidag, Rheda 2000 y Stedef) y dos de estructura con capas bituminosas (Getrac y ATD). FIGURA 12 Variante ferroviari a Las Palmas de Castellón – Oropesa del Mar

Fuente: Gilaberte (2007) § 3.71

Desde ese momento, España ha empezado a aplicar la solución de vía en placa en ciertos puntos de sus nuevas líneas. Así, en 2007 se ha instalado vía en placa en los túneles de Guadarrama y se prevé construir un 25% del Eje del Atlántico con dicho sistema.

§ 3.72

Asimismo, en Italia la administración ferroviaria (FS) construyó en 1984 un tramo de ensayo con el sistema IPA, derivado de la solución japonesa Slab Track. A finales de la década de los 80, este sistema fue instalado en un tramo de 7 km con gran presencia de obras de fábrica en la línea Udine-Tarviso, convirtiéndose en la primera experiencia europea de vía en placa en una línea con velocidad superior a 200 km/h.

§ 3.73

La innovación en sistemas alternativos a la vía sobre balasto no sólo se llevó a cabo en Europa. Un año después de la puesta en servicio de la primera línea de alta velocidad en Japón en 1964, los japoneses empezaron a llevar a cabo estudios para el desarrollo de una vía sin balasto propia. El resultado fue el sistema japonés Slab Track, aplicado por primera vez en un 5% de la longitud total de la línea Sanyo-Este en 1972. A partir de este momento se generalizó el uso de este sistema en las líneas japonesas de posterior construcción, como la Sanyo oeste (inaugurada en 1975), con un 68,6% de la longitud total en vía en placa; la Jyoetsu (puesta en servicio en 1982), con un 94,4% de vía en placa; la Tohoku (inaugurada en 1991), con un 90,4%; o la Hokuriko (puesta en servicio en 1997), con un 84%.

§ 3.74

También es de destacar la construcción con vía en placa de la línea de alta velocidad de Taipei a Kaoshiung, en Taiwan, inaugurada en 2005. La totalidad


24


de la línea se ha construido con vía en placa con una combinación de sistemas, el japonés Slab Track en la vía y el Rheda 2000 en las estaciones de la línea. § 3.75

A modo de resumen, en la TABLA 4 se han sintetizado los principales sistemas de vía en placa introducidos o probados en distintos países europeos y en Japón, clasificándolos por tipologías: vía sin balasto sobre hormigón, vía sin balasto sobre asfalto y otros tipos de vía en placa. TABLA 4 Realizaciones más relevantes en los sistemas de vía en placa objeto de estudio (de longitud superior a 1 km) Tipología

Sistema

País

Tramo

Longitud Año (km)

1 1

EDILON EDILON

Estación de Atocha Best

8,2 3

1992 1998

2 2 2 2 2

Rheda Classic Rheda Classic Rheda Classic Rheda Classic Rheda Classic

España Países Bajos Alemania Alemania Alemania Austria Alemania

2 x 2,4 2x7 2 x 5,6 2 x 8,9 2 x 8,3

1985 1986 1989 1993 1994

2 2 2

Rheda Classic Rheda Dywidag Rheda 2000

2 x 117 2 x 15,6 2 x 81,5

1998 2002 2005

2

Rheda 2000

Alemania Alemania Países Bajos Alemania

2 x 36

2006

2

Rheda 2000

España

2 x 30

2007

2

Rheda 2000

España

Túnel de Einmalberg Túnel de Mühlberg Túnel de Sengeberg Túnel de Säusentein Berlín – Hamburgo (Breddin-Glöwen) Berlín-Hannover Colonia- Rhein Main Ámsterdam – Frontera belga Nuremberg– Ingolstadt Túnel de Guadarrama Túnel del Perthus

2 x 8,3

2

Rheda 2000

España

2x8

2

Rheda 2000

Taiwan

88

2007

2

Rheda 2000

China

2 x 10

2007

2

Rheda 2000

China

2 x 980

2

Rheda 2000

India

Túneles varios en el Eje Atlántico Taipei – Kaoshiung (estaciones) Wuhan to Guangzhou (ensayo) Wuhan to Guangzhou Udhampur - Katra

En constr. 2007

2

Rheda Berlín

Alemania

4x8

2

Rheda Berlín

Alemania

2x3

2001

2 2 2 2

Rheda Berlín Züblin Züblin Züblin

Alemania Alemania Alemania Alemania

2 x 43,7 2 x 21,2 2 x 4,8 2x6

2002 2002 1989 1994

2 2

Züblin Züblin

Alemania China

Zoo – Berlín Main Station Erfurt – Leipzig (Schkeuditz) Colonia- Rhein Main Colonia- Rhein Main Túnel Markstein Wittenberge – Dergenthin Gardelegen Xi’an-Zhengzhou

En constr. En constr. 1997

2 x 22 2 x 460

3

BÖGL

China

Pekín – Tianjin

2 x 116

1996 En constr. En constr.


10

25

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión Tipología

Sistema

País

Tramo

Longi tud Año (km)

3

BÖGL

Alemania

2 x 35

2006

4 4

Stedef Stedef

Suiza Suiza

Nuremberg– Ingolstadt Túnel de Heitersberg Zurich

10 15,9

4

Stedef

España

Tramos diversos *

55

4 4

Stedef Stedef

Francia Francia

9,2 2,5

4 4 4

Stedef Stedef Stedef

Suiza Francia Italia

11,5 8,5 14

1995 1996 1997

4 5

Stedef IPA

Francia Italia

8,7 2x7

1999 1989

5 5 5 5 5

IPA IPA IPA IPA Shinkansen slab track Shinkansen slab track Shinkansen slab track Shinkansen slab track Shinkansen slab track Shinkansen slab track Shinkansen slab track Shinkansen slab track Shinkansen slab track

Italia Italia Italia Italia Japón

5 5 5 26 2 x 281

1988 1988 1991 1993 1975

2 x 451

1982

2 x 256

1982

2 x 105

1997

2 x 82

Japón

RER C Túnel de Villecresnes Túnel de Grauholz Interconexión TGV Túnel Passante di Milano RER E Gemona del Friuli Carnia Túnel de Canizzaro Fiumicino aeroporto Roma – Florencia Verona- Brennero Sanyo (Osaka – Hakata) Tohoku (TokioMarioka) Jeoetsu (OmiyaNiigata) Hokuriku (TakasakiNagano) Tohoku (Hachinohe Aomori) Kyushu (HakataYatsuhiro) Nagano (NaganoKanazawa) Hokkaido

1975 19791990 19841994 1988 1994

Taiwan

Taipei - Kaoshiung

2 x 345

En constr. En constr. En constr. En constr. 2007

5 5 5 5 5 5 5 5

Japón Japón Japón Japón Japón Japón

2 x 130 2 x 221 2 x 144

Fuente: Elaboración propia a partir de Fabricantes (RailOne, Züblin, Edilon), UIC (2002), M. Melis (2006) Nota: Tipologías – (1) Carril embebido con apoyo continuo; (2) 1 nivel elástico con apoyo discreto y placa continua; (3) 1 nivel elástico con apoyo discreto y placa discontinua; (4) 2 niveles elásticos con apoyo discreto y placa continua; (5) 2 niveles elásticos con apoyo discreto y placa discontinua


26


4 ANÁLISIS DE LAS PARTIDAS QUE COMPONEN LOS COSTES DE INVERSIÓN § 4.1

El análisis de los costes de inversión asociados a las distintas alternativas tecnológicas planteadas en el capítulo anterior puede realizarse a través de varios niveles de agregación: desde el coste de inversión total de una línea, hasta el detalle del coste de un determinado componente (p.ej. traviesas) en una sección específica. Lógicamente, el detalle de la información de costes disponible será el que determine el nivel de agregación del análisis y su capacidad para identificar los factores de variación de los costes de inversión.

§ 4.2

Ahora bien, esta realidad no debiera condicionar a priori la formulación de herramientas metodológicas suficientemente refinadas y detalladas como para ser capaces de adaptarse a análisis más exigentes. Esto es particularmente cierto en el caso de las metodologías disponibles para el análisis de costes por ciclo de vida, cuyo punto de partida habitual es un minucioso desglose de los costes estudiados en función de los componentes del sistema objeto de estudio.

§ 4.3

De acuerdo con estas consideraciones, la presente sección busca establecer un desglose de los costes de inversión que resulte adecuado para la comparación de las tecnologías de vía sobre balasto y de vía en placa (de acuerdo con las tipologías definidas en el capítulo 2) en el marco del análisis de costes por ciclo de vida. Para ello, y con anterioridad a la recopilación de información detallada realizada en el capítulo 4, se presentan diferentes alternativas de desglose para los costes de inversión en infraestructura ferroviaria, se propone un desglose para la comparación objeto de este estudio y se procede a la definición de sus partidas.

4.1

Desgloses de cost es de inversión

§ 4.4

La planificación y ejecución de una obra de infraestructura de la complejidad de una línea ferroviaria, se acompaña a lo largo de todo el proceso de un flujo de información económica que abarca desde las estimaciones iniciales del valor de la inversión a acometer hasta las certificaciones finales de obra, reflejo fidedigno de los desembolsos realizados por la administración. Este flujo, más preciso en su cuantificación a medida que avanza el proceso de planificación y ejecución, suele apoyarse en una sólida base técnica ofrecida por los proyectos de construcción, pues es en ellos donde se detallan los sistemas, subsistemas y componentes de la obra emprendida y se justifican los recursos requeridos para su producción.

§ 4.5

A su vez, cada uno de los agentes económicos involucrados en la transacción (el gestor de infraestructura, las empresas constructoras) incorpora la información de ingresos y gastos generada en el proceso de producción a su propio sistema contable. En el caso del gestor de infraestructura, las certificaciones de la empresa constructora se incorporan como un gasto asociado a la inversión realizada, al que hay que sumarle otros desembolsos, como son la contratación de la dirección de obra, las indemnizaciones derivadas de las expropiaciones o los intereses del capital empleado entre otros para obtener el coste de inversión total.


27


En determinadas ocasiones, en el marco de estudios económico – financieros específicos orientados al establecimiento de costes de referencia, a la comparación entre soluciones tecnológicas de distinta naturaleza o a una mejor definición de los criterios contables (por ejemplo las vidas útiles de los componentes), se producen análisis de detalle centrados en determinados elementos del coste de inversión.

§ 4.7

Los apartados siguientes presentan las diferentes clasificaciones de gastos y costes de inversión derivadas de las fuentes mencionadas: el proceso de planificación y construcción (estudios previos y proyectos), los sistemas contables y los estudios económico-financieros

4.1.1 Desglose empleado en los estudios de planificación § 4.8

Las etapas iniciales del proceso de planificación de una nueva infraestructura ferroviaria (estudio de alternativas, estudios previos, etc.) se apoyan en análisis económicos orientados a establecer la viabilidad y la rentabilidad de un conjunto de soluciones o de una solución predeterminada. Por este motivo, el grado de detalle empleado en la descripción de los costes de inversión es reducido, pues se enfoca a determinar las diferencias relativas o la cuantía de una serie de partidas generales.

§ 4.9

Un ejemplo de desglose empleado en este nivel de análisis es el ofrecido por el “Estudio de alternativas de trazado” redactado en el marco del “Plan Territorial Especial de Infraestructuras del Tren del Sur” del Cabildo de Tenerife. Las partidas consideradas en el estudio de rentabilidad de las distintas alternativas son las recogidas en la TABLA 5 TABLA 5 Desglose empleado en un estudio de alternativas de trazado

Partidas Infraestructura Estructuras Túneles Reposición de Viales Vías y Ptos. Técnicos Estaciones y Talleres Electrificación Seguridad y Comunicaciones Medidas Correctoras y Cerramiento Reposición de Servicios Afectados Varios y Obras Complementarias Seguridad y Salud Fuente: Elaboración propia a partir de Ineco (2006)

4.1.2 Desglose empleado en los proyectos de construcci ón § 4.10

El desglose empleado en los proyectos de construcción tiene por finalidad el presupuestar del modo más detallado posible el coste de la infraestructura ferroviaria a ejecutar. Como en el caso anterior, se trata de prognosis y estimaciones realizadas con anterioridad a la construcción y que por tanto son susceptibles de verse alteradas por las bajas en los concursos de adjudicación,


28


las revisiones de precios y por la aparición de modificados o proyectos complementarios. Sin embargo, proporcionan un desglose detallado en capítulos, partidas y unidades de obra que refleja adecuadamente el proceso de producción de los sistemas y subsistemas de la infraestructura ferroviaria. § 4.11

En términos generales, los proyectos de construcción asociados a la infraestructura ferroviaria se pueden diferenciar en proyectos de construcción de plataforma y en proyectos de montaje de vía. Para proporcionar una panorámica completa de los desgloses empleados, se han analizado los presupuestos de un proyecto de plataforma para alta velocidad, y los presupuestos de un proyecto de plataforma y montaje de vía en el que existe un tramo con tecnología en balasto y un tramo con tecnología en placa.

§ 4.12

El primer proyecto proporciona el desglose en capítulos y partidas recogido en la TABLA 6. TABLA 6 Desglose empleado en un proyecto de construc ción de plataforma

Capítulo Movimiento de tierras

Estructuras

Drenaje Túneles Reposición de servidumbres

Instalaciones ferroviarias Integración ambiental

Reposición de servicios afectados

Obras complementarias


Subcapítulos Demoliciones y trabajos previos Excavaciones Rellenos y terraplenes Tratamientos del terreno Viaductos Pasos superiores Pasos inferiores Muros Cuneta Obras de drenaje Túnel perforado Túnel artificial Reposición de viales Reposición riego, saneamiento y abastecimiento Situaciones provisionales Varios Instalaciones ferroviarias de la plataforma Defensa contra la erosión e integración paisajística Adecuación ambiental de vertederos Protección del sistema hidrológico Protección acústica Protección del patrimonio arqueológico Vigilancia ambiental Reposición de vías pecuarias Reposiciones telefónicas Reposiciones eléctricas Reposiciones gas Reposiciones fibra óptica Reposiciones alumbrado Cerramiento Varios

29


El segundo proyecto proporciona un desglose en capítulos y partidas muy parecido al descrito en la TABLA 6, y no proporciona un mayor detalle de los capítulos y subcapítulos dedicados a la superestructura de vía, que quedan englobados bajo el epígrafe “Superestructura de vía”.

4.1.3

Desglose empleado infraestructuras

§ 4.14

El gestor de la infraestructura incorpora las infraestructuras de nueva realización en su balance como activos, generalmente con un valor igual a su coste de construcción (en el caso de emplear técnicas de inventario perpetuo) o con su valor de uso, de reposición o de mercado (en el caso de emplear técnicas de valoración).

§ 4.15

La valoración del activo de infraestructura en los años siguientes a su incorporación al balance requiere un conocimiento detallado de sus características. En el primer caso (técnicas de inventario perpetuo) se necesita determinar la depreciación del activo a partir de la estimación de la vida útil de sus distintos componentes. En el segundo caso (técnicas de valoración) se precisa establecer una descripción suficientemente detallada del mismo para poder efectuar su valoración.

§ 4.16

Generalmente, los informes anuales del gestor de infraestructura proporcionan información técnica agregada sobre los diferentes componentes y vidas útiles considerados a la hora de valorar el activo de infraestructura. En otros casos, sin embargo, los informes anuales facilitan un desglose detallado de los componentes tenidos en cuenta (permitiendo atisbar el desglose mantenido en su contabilidad analítica).

§ 4.17

Un ejemplo de desglose detallado de partidas se puede hallar en el informe de cuentas del gestor de infraestructura francés RFF correspondiente al año 2005 (“Financial report 2005”). La TABLA 7 proporciona aquellos elementos del desglose citado que se relacionan directamente con la infraestructura.

en

los

sistemas

contables

del

gestor

de

TABLA 7 Desglose empleado en el sistema contable de RFF

Capítulo Terrenos Tratamientos del terreno

Movimiento de tierras Vía (alta velocidad)

Vía (líneas principales)


Elementos Terrenos de asiento de la vía Otros terrenos Alcantarillado, drenaje y otros Vallado Obra civil para telecomunicaciones Obra civil para señalización y electrificación Movimiento de tierras Carriles (9 categorías según clasif. UIC) Carriles (fuera de la clasif. UIC) Traviesas Balasto Equipamiento de vía Carriles (9 categorías según clasif. UIC) Carriles (fuera de la clasif. UIC) Traviesas Balasto

30


Capítulo Vía (líneas de servicio)

Suministro eléctrico Señalización Telecomunicaciones Pasos a nivel Estructuras

Elementos Equipamiento de vía Carriles (9 categorías según clasif. UIC) Carriles (fuera de la clasif. UIC) Equipamiento de vía Apartaderos (puertos) Apartaderos (privados) Hasta 15 partidas diferentes Hasta 17 partidas diferentes Hasta 20 partidas diferentes Pasos a nivel Puentes y viaductos ferroviarios Puentes carreteros Obras subterráneas (incluyendo túneles) Estructuras < 2 metros Muros de contención Barreras antirruido Pasos peatonales (superiores) Pasos peatonales (inferiores)

Fuente: Elaboración propia a partir de RFF (2005)

4.1.4 Desglose empleado en estudios económico – financieros específicos § 4.18

Una última fuente de clasificaciones de costes son los estudios económicofinancieros realizados con alguna finalidad específica (p.ej. fijación de cánones ferroviarios, estudio de alternativas tecnológicas, etc.). Si bien en múltiples ocasiones estos estudios se apoyan en un grado de desagregación de la información de costes reducido, en otras proporcionan un detalle notable.

§ 4.19

Tal es el caso del estudio “Prices and costs in the railways sector” realizado en el año 2001 por el Laboratoire d’Intermodalité des Transports Et de Planification (LITEP) de la École Polythecnique Federale de Lausanne (Suiza). Si bien la finalidad del estudio era la de proporcionar órdenes de magnitud de los diferentes costes que intervienen en el sector ferroviario, y no el establecimiento de una metodología de cálculo de costes por ciclo de vida de la infraestructura ferroviaria, éste proporciona un desglose detallado de los costes de inversión. Las partidas de coste asociadas a la construcción de la infraestructura ferroviaria recogidas en el estudio son las que se muestran en la TABLA 8.

§ 4.20

El desglose presentado cubre todos los costes en los que se incurre para la construcción de una línea ferroviaria, e incluye tanto la vía ferroviaria (infraestructura, superestructura, equipamiento) como los estudios iniciales, las expropiaciones, los sistemas de electrificación y señalización o las estaciones. TABLA 8 Partidas de coste de cons truc ción de una línea ferrovi aria - LITEP

Capítulo Estudios Expropiaciones


Partidas Viabilidad Anteproyecto Proyecto Expropiaciones

31


Capítulo Infraestructura

Superestructura

Sistema de electrificación Sistema de señalización

Equipamiento de vía Estaciones

Partidas Dirección de obra Trabajos previos Reposición de viales Tierras Terraplenes Desmontes Capas de asiento Subbalasto Drenajes Protección de estructuras Estructuras Muros Acueductos Puentes Túneles Pasos superiores e inferiores Barreras antirruido Vallas Viales de servicio Costes financieros Gastos generales Mantenimiento inicial Balasto Traviesas Sujeciones Carriles Soldaduras Montaje Mantenimiento inicial Subestaciones Catenaria Cables Sistema de bloqueo automático Señales Sistema de transmisión de señales a cabina Control centralizado por radio Pasos a nivel con señales acústicas Pasos a nivel con barreras Agujas Desvíos Cruzamientos Estaciones

Fuente: Elaboración propia a partir de Baumgartner (2001) § 4.21

Por el contenido de determinadas partidas, se puede apreciar que la clasificación de costes propuesta por el LITEP se orienta principalmente hacia la valoración de sistemas de vía sobre balasto. De hecho el estudio la aplica para estimar los costes de líneas convencionales y de alta velocidad ejecutadas con esa tecnología.


32


4.2

Definici ón preliminar de un desglose para los costes de inversión

4.2.1 Criterios § 4.22

Del análisis del desglose de costes de inversión presentado en la sección anterior, se desprende una correspondencia lógica entre los capítulos y partidas empleados y la realidad tecnológica del sistema ferroviario, de tal manera que capítulos y partidas pueden asociarse directamente a diferentes subsistemas y componentes de la infraestructura ferroviaria.

§ 4.23

Este enfoque sistémico ofrece un valor añadido al planteamiento de un modelo de costes por ciclo de vida (CCV) para las diferentes tipologías de vía objeto de análisis, pues no sólo permite identificar aquellas con un ciclo de vida menor, sino también la contribución de los diferentes componentes técnicos al mismo, permitiendo valorar el efecto de posibles mejoras o cambios tecnológicos.

§ 4.24

Un segundo motivo para adoptar el enfoque sistémico en el desglose de la inversión es la mayor facilidad de asignación de la información de costes a los bloques de entrada definidos en el modelo. El carácter generalmente disperso y fragmentario de la información sobre los costes de cada opción tecnológica hace recomendable elegir un desglose lo más próximo posible a la realidad física de la infraestructura.

§ 4.25

Una vez establecido el enfoque sistémico en la definición del desglose, se hace necesario formular un criterio para discriminar qué capítulos y partidas lo conformarán.

§ 4.26

Dadas la finalidad (establecimiento de un modelo de CCV para evaluar las tecnologías disponibles) y alcance del presente subproyecto (los 2 sistemas de vía en balasto y los 5 sistemas de vía en placa objeto de estudio), se plantea como criterio de selección de las partidas el de la relevancia económica en términos relativos. Es decir, que el desglose a adoptar debe poner de manifiesto las diferencias existentes en los CCV de los sistemas evaluados. Por tanto, aquellos subsistemas y componentes que no presenten diferencias de coste significativas entre los sistemas objeto de estudio no precisarán de un elevado grado de detalle. Por el contrario, aquellos subsistemas y componentes que contribuyan significativamente a las diferencias de coste por ciclo de vida de los sistemas objeto de estudio deberán ser reflejados con el suficiente detalle.

§ 4.27

Desde la perspectiva de los costes de inversión las diferencias entre los diferentes sistemas objeto de estudio pueden deberse a las siguientes causas: •

•

•

Diferencia de costes en las partidas que definen el sistema tecnológico en cuestión (por ejemplo la partida “Balasto” sólo aparecerá en las tipologías de vía sobre balasto) Diferencia de costes en otras partidas atribuibles a las características tecnológicas de cada sistema (por ejemplo un menor coste en la partida “Puentes” debida a las menores exigencias estructurales de la vía en placa) Diferencias significativas en la distribución temporal de los costes


33


Las partidas de costes que definen cada sistema tecnológico objeto de estudio se pueden sintetizar en la TABLA 9 TABLA 9 Partidas de coste propias de cada sistema tecnológico l a n o i c n e v n o C B

Carriles X Sistema de sujeción X puntual Sistema sujeción continuo Traviesas X Balasto X Losa de hormigón prefabricada Losa de hormigón in situ Subbase bituminosa Subbase no bituminosa

d a d i c o l e v a t l A B

X X

n o l i d E P

X

0 0 0 2 a d e h R P

L G O B P

f e d e t S P

n e s n a i k n i h S P

X X

X X

X X

X X

X X X

X

X X

X

X

X X

X X

X

X

X

X X

Fuente: Elaboración propia § 4.29

En segundo lugar se precisa identificar las partidas de costes no directamente relacionadas con los sistemas tecnológicos objeto de estudio, pero que pueden sufrir alteraciones significativas en función de la elección realizada.

§ 4.30

De acuerdo con la literatura, las principales variaciones de coste derivadas de la tipología de vía empleada son las siguientes: •

•

•

•

•

Los sistemas de vía en placa son particularmente sensibles a los asientos, por lo que en general requieren una calidad de la plataforma mayor y exigen gran precisión en su instalación. Los sistemas de vía en placa pueden lograr una mejor adaptación al terreno y un menor movimiento de tierras, pues permiten radios de curvatura menores en el trazado. (Tifsa, 1999); (Estradé, 1998). La sección de los túneles podría reducirse en el sistema de vía en placa, debido a la menor altura del plano de vía y a la menor anchura requeridas (ausencia de banqueta de balasto) respecto de la solución en balasto (Tifsa, 1999); (Estradé, 1998). Este último autor sugiere una reducción de la sección del orden de 10 m 2 en líneas de alta velocidad. El canto de los tableros de los puentes podría reducirse en el caso de emplear sistemas de vía en placa, debido a la menor sobrecarga impuesta a la estructura. La sección transversal requerida por los sistemas de vía en placa es menor que la exigida por los sistemas de vía sobre balasto, lo que posibilita construir un tablero menos ancho.


34


•

•

•

•

§ 4.31

Existen diferencias en el nivel de emisiones sonoras y vibraciones de los diferentes sistemas objeto de estudio (Estradé, 1998), que podrían requerir un diferente nivel de colocación de medidas correctoras. Existen diferencias en el diseño y disposición de drenajes entre los diferentes sistemas objeto de estudio. Así, los sistemas en placa requieren un drenaje central en los tramos de doble vía. Este drenaje debe ser superficial, en vez del profundo de la superestructura con balasto. (Estradé, 1998) La presencia de tramos de vía en placa en una línea requiere la construcción de elementos de transición en su entronque con los tramos de vía sobre balasto. Las soluciones técnicas disponibles para ejecutar los desvíos dependen del sistema de vía en placa escogido, y en algunos casos suponen la adopción de métodos constructivos especiales. Esta circunstancia permite aventurar que en estos elementos puedan existir diferencias relevantes de costes En la vía en placa tienen que dejarse los espacios libres de antemano para la instalación de los dispositivos y equipos de señalización. (Estradé, 1998)

De estas observaciones, se desprende la necesidad de que el análisis de los costes por ciclo de vida contemple adicionalmente a las ya indicadas, las partidas incluidas en la TABLA 10 TABLA 10 Otras partidas de coste relevantes en el análisis econó mico

Partidas Movimiento de tierras Puentes y viaductos Túneles Drenajes Instalaciones ferroviarias de la plataforma Capa de forma Aparatos de dilatación Juntas aislantes Transiciones Desvíos y travesías Puesta a punto de la calidad geométrica Medidas correctoras Fuente: Elaboración propia § 4.32

En la citada TABLA 10 se observa que existen varias partidas de coste que dependen fuertemente de factores locales (características del terreno, presencia de túneles y viaductos, número de desvíos, zonas de transición, afección por ruido y vibraciones, etc.). Esta dependencia implica que los análisis de coste por ciclo de vida requerirán su aplicación a casos concretos, o bien, la formulación de diferentes hipótesis a la hora de establecer el marco de comparación.

§ 4.33

Se observa también que algunas partidas de coste relevantes en la comparación de los sistemas objeto de estudio presentan una naturaleza


35


puntual (p.ej. las transiciones o los desvíos) o longitudinal (p.ej. la longitud de túneles y viaductos). De aquí se deriva la necesidad de que el marco de comparación escogido, real o teórico, tenga en cuenta la dimensión longitudinal. § 4.34

Por último, se precisa disponer de una idea aproximada de la distribución de los costes de inversión en el tiempo y de la duración total de las tareas de construcción para cada sistema objeto de estudio.

4.2.2 Desglose escogido § 4.35

Junto a los tres factores identificados como probable causa de diferencias en los costes por ciclo de vida de las soluciones tecnológicas analizadas diferentes componentes en la superestructura, diferentes efectos sobre otras partidas de costes y diferente distribución temporal de los costes - cabe mencionar su posible diferenciación en virtud de otros costes que podrían definirse como “no sistémicos”.

§ 4.36

Tal es el caso de los costes asociados a estudios y proyectos, a homologaciones de sistemas técnicos o a ensayos, previsiblemente superiores en el caso de tratar con tecnologías de nueva implantación. Pueden ser distintos los costes de expropiación que se deriven de la flexibilidad del trazado. También pueden diferir los costes financieros que se deriven de cada opción, dadas las diferentes cuantías y su diferente distribución en el tiempo. Los costes generales atribuibles a la construcción también serán por regla general distintos, al estar limitados a un determinado porcentaje sobre el coste total de construcción.

§ 4.37

Con el objeto de simplificar el marco de análisis y sin que ello impida incluir consideraciones sobre estos aspectos de cara a la evaluación de las tecnologías examinadas, se opta por no considerar estos costes “no sistémicos”.

§ 4.38

Por tanto, se propone desglose de costes de construcción reflejado en la TABLA 11 para su inclusión en un modelo de costes por ciclo de vida. TABLA 11 Partidas relevantes para el análisis de los c ostes de construcci ón

Partida Aparatos de dilatación Balasto Capa de forma Carriles Desvíos y travesías Drenajes Instalaciones ferroviarias de la plataforma Juntas aislantes Losa de hormigón in situ Losa de hormigón prefabricada Medidas correctoras Movimiento de tierras Puentes y viaductos Puesta a punto de la calidad geométrica


36


Partida Sistema de sujeción puntual Sistema sujeción continuo Subbase bituminosa Subbase no bituminosa Transiciones Traviesas Túneles


37


5 COSTES DE INVERSIÓN ASOCIADOS A LOS SISTEMAS DE VÍA OBJETO DE ESTUDIO § 5.1

Una vez definidas las partidas de coste potencialmente relevantes en una comparación de detalle entre las alternativas tecnológicas objeto de estudio, en este capítulo se presentan los datos cuantitativos, relativos al coste de inversión, disponibles en el estado del arte.

§ 5.2

La presentación de los datos disponibles se ha estructurado de acuerdo con el documento de procedencia, distinguiendo los estudios comparativos de costes de superestructura de los estudios de costes específicos de las líneas de alta velocidad, de la información proveniente de los proyectos constructivos y de los precios facilitados por los proveedores.

5.1


§ 5.3

En este apartado se presentan las hipótesis y datos cuantitativos empleados en un conjunto de estudios dedicados al análisis económico de las soluciones de vía en placa frente a las soluciones tradicionales de balasto.

5.1.1 Estudio económico del tramo Bonn / Siegburg – Aeropuerto de Frankfurt en la línea de alta velocidad Colonia – Rhin/Main. (DE Consult, 1989; a parti r de las referenci as en Tifs a, 1999 y Estr adé, 1998) § 5.4

Este estudio compara desde un punto de vista económico las soluciones de vía sobre balasto y de vía en placa para la ejecución del tramo Bonn / Siegburg – Aeropuerto de Frankfurt (144,5 km) en la línea Colonia – Rhin/Main.

§ 5.5

Para el análisis, el estudio considera las siguientes partidas de los costes de inversión: Trazado, Obras de tierra, Túneles, Puentes, Superestructura, Catenaria, Señalización y Telecomunicaciones.

§ 5.6

Primeramente, el estudio analiza desde un punto de vista cualitativo la influencia de cada una de estas partidas sobre los costes de cada solución. La TABLA 12 recoge de manera esquemática dichas reflexiones. TABLA 12 Influencia de las partidas analizadas. Línea Colonia - Frankfurt

Trazado

La vía en placa alcanza un peralte admisible de 170mm, frente a los 160mm de la vía en balasto. Esta ventaja queda anulada por la restricción de confort de los viajeros, que limita la insuficiencia de peralte a 100 mm. No se consideran diferencias de costes por este concepto.

Obras de tierra

La vía en placa origina costes suplementarios derivados de la mayor exigencia sobre la calidad de la plataforma.


38


La vía en placa permite reducir el área de plataforma limitada por la necesidad de establecer una zona de seguridad. Esta reducción puede alcanzar los 2,5 m. En lo referente a las obras de arte, puede bajar los costes de inversión en un 7,8%. Túneles

La reducida diferencia de espesor (10 cm) entre la vía con balasto y la vía en placa no introduce variaciones significativas en el coste de inversión. El estudio concluye que los costes de la vía en placa en túnel se elevan al 150% de los de la vía con balasto, y pueden ser rebajados hasta un 120% mediante mejoras en el proceso constructivo.

Puentes

El estudio concluye que el coste de inversión de la vía en placa en túnel representa un incremento del orden de 3,5 veces respecto de la vía en balasto.

Superestructura

El estudio analiza los costes de inversión de una vía con balasto tipo UIC 60, B70/W60 y una vía en placa tipo Rheda modificado (sistema Heilit & Woerner).

Desvíos

El estudio realiza una estimación del tipo y número de aparatos de vía, según un tipo de explotación.

Transiciones

El estudio considera que las dos alternativas (placa y balasto) son excluyentes, por lo que no se considera el coste de las transiciones.

Catenaria

Mismo coste en ambos casos

Señalización

Mismo coste en ambos casos

Telecomunicaciones Mismo coste en ambos casos Fuente: Elaboración propia a partir de las fuentes citadas § 5.7

A continuación, el estudio integra estas consideraciones y llega a la conclusión de que la relación entre los costes de inversión de la vía en placa y de la vía sobre balasto es de 1,2 en túneles, de 3,8 en puentes y de 1,9 sobre explanación. De forma global, y para el caso de la línea Colonia – Rhin/Main, la relación de costes se estimó igual a 2,0.

§ 5.8

Por último, el estudio señala que esta diferencia en los costes de inversión puede reducirse si continúa la tendencia de diseño a favor de un índice de balasto más exigente y de una plantilla de asiento bajo carril más elástica.

5.1.2 Análisis técnico-económico para la definic ión tecnológic a del equipamiento de la vía para la línea de alta velocidad Madrid – Zaragoza – Barcelona – Frontera Francesa (Tramo Madri d – Lleida). Tifsa (1999) § 5.9

Este estudio realiza un análisis económico orientado a determinar la viabilidad de la posible implantación del sistema de vía sin balasto en zonas de la línea española de alta velocidad Madrid-Barcelona.

§ 5.10

El estudio parte de un conjunto de reflexiones generales, entre las que cabe destacar las siguientes:


39


•

•

Los costes de inversión son superiores para cualquier solución de vía en placa que se aplique, con un rango del 30-40% como referencia del valor medio del incremento de coste. La vía en placa permite ahorros en puentes, debido a la reducción de la sección transversal y la sobrecarga permanente sobre el puente. Para la solución italiana, la reducción de la sobrecarga permanente se estima en un 17%. La vía en placa, gracias a su adaptabilidad al terreno, permite menores volúmenes excavados en trincheras y menores vertidos en terraplenes, así como un número inferior de túneles y viaductos. El coste de la inversión puede reducirse, en estos casos, hasta un 55%.

§ 5.11

A la hora de estimar la relación entre los costes de inversión inicial para la vía en balasto y para la vía en placa, el estudio analiza los costes de inversión de la línea de alta velocidad Madrid – Sevilla (ejecutada en balasto) y estima el coste de la misma en el caso de haber sido realizada con vía en placa.

§ 5.12

Para el análisis de los costes de inversión, el estudio considera los siguientes tramos: •

•

•

§ 5.13

S1 - Madrid – Getafe (19,8 km): discurre por terreno urbanizado en un 28% de su recorrido. Cuenta con 0,4 km de túneles. S2 - Getafe – Córdoba (326,8 km): discurre por terreno accidentado en un 42% de su recorrido y por terreno urbanizado en un 6%. Cuenta con 6,86 km de viaductos y 16,67 km de túneles. S3 - Córdoba – Sevilla (130,3 km): discurre por un terreno aún más accidentado que la sección anterior, y por terreno urbanizado en un 9% de su recorrido.

El estudio presenta el desglose de costes de la superestructura en balasto para cada uno de los tramos señalados (obtenido a partir de UIC, 1995). Aquí se presentan en la TABLA 13, en la que los importes han sido convertido a euros. TABLA 13 Desglose de los cost es de construcción de la superestructura. Línea Madrid – Sevilla. Coste Medio Sección (M€/100km)

Coste Medio (M€/100km)

CosteTotal (M€)

1. Información general Sección Longitud (km de línea)

S1 19,8

S2 326,8

S3 130,3

64,90

77,26

70,32

74,85

356,96

8,55

13,31

12,16

12,80

61,02

56,35 11,97 17,77 17,77 8,83

63,95 13,21 22,62 21,19 6,94

58,16 11,31 20,72 19,39 6,75

62,05 12,64 21,89 20,55 6,97

295,94 60,27 104,42 98,03 33,21

476,9

2. Costes de in versión Superestructura a) Inst. tajos y trenes trabajo b) Materiales puestos en obra Balasto Carriles Traviesas+ Sujeción Aparatos

Fuente: UIC (1995). Precios de 1994 expresados en millones de euros. Km de línea


40


A partir de estos datos, de las conclusiones del estudio alemán de la línea Colonia – Rhin/Main y de encuestas realizadas a expertos en la materia, el estudio de Tifsa estima los costes de realización de la línea Madrid-Sevilla con vía en placa de acuerdo con la TABLA 14. TABLA 14 Estimación de los costes de construcción de la superestruct ura para vía en placa. Línea Madrid – Sevilla. Factor

Coste Medio Sección (M€/100km)

Coste Medio (M€/100km)

CosteTotal (M€)

1. Información general Sección Longitud (km de línea)

S1 19,8

S2 326,8

S3 130,3

133,09

155,90

147,08

152,54

727,46

25,66

39,91

36,49

38,39

183,06

107,43 34,65 1,80 17,77 35,54 17,68

115,98 35,13 1,98 22,62 42,38 13,87

110,59 35,91 1,69 20,72 38,77 13,49

114,16 35,32 1,89 21,89 41,11 13,93

544,40 168,45 9,04 104,42 196,06 66,42

476,9

2. Costes de in versión Superestructura a) Inst. tajos y trenes trabajo b) Materiales puestos en obra Hormigón Balasto Carriles Traviesas+ Sujeción Aparatos

3

0,15 1 2 2

Fuente: Tifsa (1999). Precios de 1994 expresados en millones de euros. Km de línea. § 5.15

El estudio justifica los factores empleados en la estimación por las tareas que requiere la vía en placa en las instalaciones de tajos y trenes de trabajo (control del hormigón, instalación de la subbase mejorada, protecciones antirruido, encofradotas, acero de la armadura, tendido de la armadura, bombeo de hormigón, hormigoneras, etc.); por la ausencia de balasto (únicamente necesario en los laterales si se utiliza como sistema de absorción del ruido y en las transiciones) y por la mayor complejidad constructiva y el uso de hormigón en las traviesas, sujeciones y aparatos.

§ 5.16

Del análisis de la línea Madrid – Sevilla, el estudio obtiene un ratio de costes de inversión entre la vía en placa y la vía en balasto igual a 2,04.

§ 5.17

El estudio realiza entonces un análisis similar para los costes de inversión de un “tramo tipo” de la línea Madrid-Barcelona. Los resultados se presentan en la TABLA 15. El ratio de costes de inversión entre la vía en placa y la vía en balasto obtenido en este caso es igual a 2,11. TABLA 15 Estimación de los costes de construcción de la superestruct ura para vía en balasto y vía en pl aca. Línea Madrid – Barcelona. Factor

Coste Medio - Balasto (M€/100km)

Coste Medio - Placa (M€/100km)

82,09

173,52

15,63 66,46

42,81 130,71

Costes de inversión Superestructura a) Inst. tajos y trenes trabajo b) Materiales puestos


2,7

41

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión Factor en obra Hormigón Balasto Carriles Traviesas+ Sujeción Aparatos

0,15 1 2 2



0,00 11,19 16,83 24,04 14,40

35,32 1,68 16,83 48,08 28,80

Fuente: Puebla et al (2000). Precios de 1999 expresados en millones de euros. Km de línea

5.1.3 “ Track performance on new high speed lines in Spain” Fernández Gil, A. y Gilaberte, M. (2006) § 5.18

Esta ponencia presenta los resultados de una comparación entre los costes por ciclo de vida de los sistemas de vía con balasto y de vía sin balasto en el caso de emplearlos en líneas de alta velocidad (Vmax = 350km/h)

§ 5.19

Los costes de inversión iniciales empleados en la comparación son los siguientes: •

•

§ 5.20

Vía con balasto: 545.082 €/km de vía (obtenidos mediante la extrapolación de los costes de construcción de la línea Madrid – Sevilla) Vía sin balasto: 1.110.056 €/km de vía (basados en la experiencia española).

Los valores indicados corresponden a los valores medios por km de vía del estudio Tifsa (1999) actualizados mediante al año 2006 mediante un coeficiente igual a 1,45.

5.1.4 La vía en placa como alternativa a la vía sobre balasto en líneas de alta velocidad. J. Miarnau (1999) § 5.21

Esta tesina de especialidad realiza una comparación del coste de la tecnología de vía en placa y la de balasto para líneas de alta velocidad en España, Francia, Alemania y Reino Unido.

§ 5.22

Para el caso español, el autor realiza un ejercicio similar al descrito en el apartado 4.1.2 para la línea de alta velocidad Madrid – Sevilla. A partir de los datos de costes obtenidos de UIC (1995), se aplican coeficientes a las diferentes partidas de coste para estimar el coste de la superestructura en la misma línea en el caso de ser ejecutada con placa. El resultado del ejercicio se presenta en la TABLA 16. Cabe destacar la elección de un factor 5 para la estimación del coste de la instalación de tajos y trenes de trabajo.

§ 5.23

Para el caso francés, el autor desglosa los costes de la superestructura de un tramo de 116 km de la línea de alta velocidad Rhône Alps, ejecutada en balasto. El tramo estudiado ha sido diseñado para una velocidad máxima de 300 km/h y cuenta con 3,8 km de viaductos y 5,1 km de túneles. Los costes de inversión se recogen en la TABLA 17.


42

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión TABLA 16 Estimación de los costes de construcción de la superestruct ura para vía en placa. Línea Madrid – Sevilla. Factor



74,88 12,79

178,13 63,97

62,08

114,16

0,00 12,66 21,90 20,55 6,97

35,33 1,90 21,90 41,11 13,93

Costes de inversión Superestructura a) Inst. tajos y trenes trabajo b) Materiales puestos en obra Hormigón Balasto Carriles Traviesas+ Sujeción Aparatos

5

0,15 1 2 2

Fuente: Mirarnau (1999). Precios de 1994 expresados en millones de euros. Km de línea TABLA 17 Costes de construcci ón de la superestructura. Línea Rhône Alps. Coste Medio (M€/100km) Costes de inversión Superestructura a) Inst. tajos y trenes trabajo b) Materiales puestos en obra Balasto Carriles Traviesas+ Sujeción Aparatos

32,18 4,18 28,00 6,74 11,20 7,83 2,23

Fuente: Mirarnau (1999). Precios de 1997 expresados en millones de euros. Km de vía § 5.24

La comparación se apoya en los datos de coste disponibles para el túnel de Villescresnes, ejecutado con vía en placa Stedef, y para el que los costes de inversión ascienden a 91,95 M€/100 km de vía (año 1997).

§ 5.25

Para el caso alemán, el autor aporta un desglose de los costes de la superestructura de la línea de alta velocidad Mannheim – Stuttgart, diseñada para una velocidad máxima de 250km/h y con 4,7 km de viaducto y 27,6 km de túnel. Los costes de inversión se recogen en la TABLA 18.

§ 5.26

En este caso, el autor establece la comparación con el precio de dos sistemas de vía en placa diferentes: el sistema Rheda ( 65,39 M€/100 km de vía) y el sistema Züblin (56,19 M€/100 km de vía).

§ 5.27

Adicionalmente, el autor proporciona datos de coste de la superestructura en el Eurotúnel, ejecutada con el sistema de vía en placa Sonneville. Los costes totales ascendieron a 73,74 M€/100 km de vía (Año 1997), de los que 16,53 M€/100km de vía fueron atribuibles a la logística, 12,02 M€/100 km de vía a los carriles y los 45,2 M€/100 km de vía restantes al conjunto de hormigón y traviesa.


43

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión TABLA 18 Costes de cons truc ción de la superestr uctura. Línea Mannheim Stuttgart. Coste Medio (M€/100km) Costes de inversión Superestructura a) Inst. tajos y trenes trabajo b) Materiales puestos en obra Balasto Carriles Traviesas+ Sujeción Aparatos

45,21 3,77 41,45 5,39 14,50 10,34 11,21

Fuente: Mirarnau (1999). Precios de 1997 expresados en millones de euros. Km de vía § 5.28

Por último, el autor proporciona una tabla resumen de los costes de los dos sistemas analizados en cada país (TABLA 19). TABLA 19 Comparación de costes de constr ucción de la superestructura en cuatro países europeos. País España Alemanía - Züblin - Rheda Francia Inglaterra

Vía en balasto (M€/100 km ) 41,11 45,20

32,15 73,74

Vía en placa (M€/100 km ) 97,78 65,21 56,19 91,95 0,00

Fuente: Mirarnau (1999). Precios de 1997 expresados en millones de euros. Km de vía

5.1.5 “ Track compendium” Lichtberger (2005) § 5.29

Este manual incluye referencias de costes para la vía sobre balasto y la vía en placa. En concreto, el manual cuantifica el coste de la superestructura en 350 €/m vía para vías sobre balasto y en 750-1100 €/m de vía para vía en placa. Se señala que el coste de los sistemas de vía en placa presenta un comportamiento decreciente con la longitud y se sugiere un ratio de costes placa/balasto de 1,5 – 2.

5.1.6 “ Feasibility study – Ballastless track” UIC (2002) § 5.30

Este estudio busca proporcionar un estado del arte sobre las tecnologías de vía en placa disponibles, e incluye en su último apartado algunas consideraciones de tipo económico. Así, cifra la relevancia de la vía en los costes de construcción de una nueva infraestructura entre el 10% y el 25%, y proporciona algunos datos económicos generados en el estudio INFRACOST.

§ 5.31

Según el estudio citado (INFRACOST), el coste de construcción medio del metro de vía sobre balasto para alta velocidad (sin desvíos) asciende a 500 €/m (580 € de 2007), mientras que el del metro de vía en placa suma 1.300 CENIT Centro de Innovación del Transpor te

44


€/m (1.515 € de 2007). (No se especifica la muestra, las tecnologías de placa o los componentes incluidos para obtener estos valores agregados; aparentemente incluye gastos generales). § 5.32

Estos valores arrojan un ratio de costes de construcción medios igual a 2,6 con un ratio mínimo de 1,2 (para la vía en placa japonesa en túnel) y un ratio máximo de 4 (para un caso no identificado de la muestra). El estudio explica las desviaciones encontradas por la variedad de los casos estudiados (sobre obra de tierra, viaducto, túnel), por una cierta indefinición de los componentes considerados en la vía, por la existencia de especificidades locales (lugar de ejecución, costes de mano de obra) y por las diferentes elecciones de diseño (sujeciones ajustables, sistemas anti-vibración, etc.)

§ 5.33

El estudio aclara que el coste de la vía sobre balasto adoptado como base para las comparaciones, puede aumentar hasta un 40% en el caso de insertar capas elásticas bajo balasto. También indica que el uso de vía sobre balasto en túneles lleva a un incremento del volumen de excavación necesario que supone un incremento de coste de la obra civil de 250€/m (291 € de 2007), es decir, cerca del 50% del coste de la vía.

§ 5.34

El estudio señala que, en túneles, el coste de la vía en placa para alta velocidad supone entre el 1,1 y el 1,5 del coste de la vía en balasto, mientras que sobre obra de tierra representa entre el 1,3 y el 3,0 del coste de la vía en balasto.

§ 5.35

En lo que respecta al desglose del coste de construcción por partidas, el estudio especifica que mientras el coste del carril es el mismo para todas las alternativas, el coste de las sujeciones de la vía en placa representa entre 2 y 8 veces el coste de las sujeciones de la vía en balasto (siendo 2 el valor más probable sobre obra de tierra). Los costes generales se estiman en un 15% del coste de construcción para todos los casos.

5.1.7 “ International benchmarking of track costs ” Stalder, O. (2002) § 5.36

Este estudio, integrado en el proyecto INFRACOST, analiza los costes de la superestructura ferroviaria a partir de los datos proporcionados por los gestores de infraestructura de doce países europeos (Reino Unido, Francia, Italia, Irlanda, Finlandia, Noruega, Suecia, Suiza, Rep. Checa, Bélgica, Países Bajos y Dinamarca), cinco empresas ferroviarias estadounidenses (US Class-I) y cuatro administraciones ferroviarias asiáticas.

§ 5.37

A partir de los datos de numerosos proyectos ferroviarios, el estudio realiza la homogeneización de los costes mediante su actualización (a euros de 1999) y corrección en función de las diferencias de poder adquisitivo y procede a su comparación.

§ 5.38

El estudio define el coste de la superestructura como la suma del coste asociado a carriles, traviesas, sujeciones, desvíos y balasto o vía en placa (sin incluir los niveles inferiores al balasto o a la placa). Estima que la superestructura supone entre un 10% y un 25% del coste total del proyecto y proporciona un coste base de 350 €/m de vía para el caso de una vía en balasto sin desvíos y de 1700 €/m de vía para el caso de una vía en placa para alta velocidad.


45


Estas conclusiones se obtienen del análisis de un total de 161 muestras, de las que 6 corresponden a proyectos de nueva construcción realizados con vía en placa. La FIGURA 13 presenta las medianas y desviaciones obtenidas para los distintos proyectos estudiados. En el caso de la vía en placa, se pueden observar las elevadas variaciones de coste (entre 1000 €/m de vía y 2000 €/m de vía, con una mediana próxima a los 1300 €/m de vía) FIGURA 13 Costes de const rucc ión de la su perestruc tura. Estudi o INFRACOST

Vía en placa

Fuente: Stalder (2002). Datos del año 2002 FIGURA 14 Correlación entre el coste de construcción de la superestructura y el porc entaje ejecutado en pl aca. Estudio INFRACOST

Fuente: Stalder (2002). Datos del año 2002


46


El estudio analiza también el impacto de la vía en placa en el coste total de la vía. Para ello, estudia la correlación entre los costes medios unitarios y el porcentaje de longitud ejecutada en placa a partir de 11 proyectos (FIGURA 14). El estudio señala que el impacto del coste de la vía en placa es superior al que resulta de considerar únicamente la superestructura, ya que exige la construcción de una subbase y mayor obra civil. Asimismo indica que a medida que se incrementa la experiencia en la aplicación de vía en placa, los costes de este sistema tienden a disminuir, tal y como demuestra la experiencia japonesa, donde el coste de la vía en placa se sitúa alrededor de los 1000 €/m vía.

§ 5.41

El estudio proporciona información adicional acerca del coste de los diferentes proyectos de renovación analizados y los compara con una función de costes predeterminada. También aporta una gráfica de gran interés en la que facilita el coste de diferentes aparatos de vía (FIGURA 15). FIGURA 15 Costes unitario s de renovación de diferentes aparatos de vía

Fuente: Stalder (2002). Datos del año 2002

5.1.8 “ Slab track: A competiti ve solution” . Esveld (1999) § 5.42

En este artículo, el autor realiza una comparación de los sistemas de vía en placa frente a los de balasto, prestando particular atención a los sistemas de vía siguientes: Vía sobre balasto para alta velocidad, Vía en placa Rheda, Vía en placa con carril embebido (no integrada en la subbase), Vía en placa con carril embebido (no integrada en la subbase, procedimiento constructivo optimizado), Vía en placa con carril embebido (integrada en la subbase) y Vía sobre balasto convencional.

§ 5.43

En lo que respecta a los costes de construcción, el artículo presenta una comparación de los sistemas mencionados sin tener en cuenta el coste de la losa de hormigón. Los resultados son los indicados en la TABLA 20.


47

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión TABLA 20 Estimación de costes de la superestr uctura. Esveld (1999) Tipo de vía VÍA DE ALTA VELOCIDAD Carril embebido (NI) Carril embebido (NI, optimizado) Carril embebido (I) Rheda Vía sobre balasto VÍA CONVENCIONAL Vía sobre balasto Carril embebido (NI, optimizado)

Coste de con stru cció n (€/m) 1200 860 910 1270 1000 590 800

Fuente: Esveld (1999).

5.1.9 Referencias sobr e el cost e de la vía en placa japonesa. Ando et al (2001), Miura et al (1998) § 5.44

En el primer artículo los autores refieren que los costes de construcción de la vía en placa empleada en la línea Sanyo Shinkansen (1975) ascendieron a entre 1,3 y 1,5 veces los costes de construcción si se hubiera empleado vía sobre balasto.

§ 5.45

Con posterioridad a la construcción de esa línea, el diseño de la vía en placa japonesa experimentó diferentes mejoras, orientadas a su utilización sobre obras de tierra. Así, tras realizar numerosos ensayos, la Japan Railway Construction Public Corporation construyó vía en placa sobre obra de tierra en la línea Hokuriku Shinkansen (un tramo de 10,8 km), en la línea Tohoku Shinkansen (un tramo de 11 km) y en la línea Kyushu Shinkansen (un tramo de 13 km). Los autores indican que, en el conjunto de estas experiencias, los costes iniciales de construcción de vía en placa sobre obra de tierra, incluyendo la subbase típica, resultaron un 18% mayores que los de la vía sobre balasto en los desmontes y un 24% en los terraplenes.

§ 5.46

Adicionalmente, los autores presentan las variaciones de coste observadas en la construcción de la línea Hokuriku Shinkansen en función del tipo de tramo y del diseño de vía. Dichas variaciones se presentan en la TABLA 21. TABLA 21 Índices de coste de construcción. Línea Hokuriku Shinkansen Tipo de vía

Índic e de cos te

Notas

J – Slab track AF 55T J – Slab track AF 57 Ordinary Slab Track A-55 M Slab track A-55C (pretensado) Slab track A-55 MN Slab track A-55CN (pretensado) Vía en balasto A Vía en balasto B Vía en balasto C con traviesas resilientes Vía en balasto C con traviesas resilientes

0,92 – 1,19 0,86 – 1,12 1,00 – 1,30 1,10 – 1,43 1,16 – 1,51 1,26 – 1,64 0,77 – 1,00 1,03 – 1,34 0,84 – 1,10

En túneles y viaductos En túneles En viaductos en zonas cálidas En viaducto en zonas frías En viaducto en zonas cálidas En viaducto en zonas frías

1,11 – 1,44

Para V≥ 160 km/h y zona nevada

Para V≥ 160 km/h y zona nevada

Fuente: Ando et al (2001).


48


En el segundo artículo, los autores refieren que un estudio económico realizado en 1990 para comparar el coste de la vía en placa y de la vía sobre balasto para su uso en la línea Tohoku Shinkansen, obtuvo una relación de costes de inversión (placa/balasto) igual a 1,3. También indica que el ahorro resultante de la menor sección de excavación requerida por los túneles para vía en placa es próximo al 30%.

§ 5.47

5.1.10 El sistema de vía en placa japonés (OHL) En este informe de la empresa constructora OHL, propietaria de la patente para la construcción del sistema de vía en placa japonés en España, se realiza una presentación de las principales características de dicho sistema. Tras detallar los componentes del sistema, así como su procedimiento de fabricación, el documento proporciona datos sobre rendimientos del proceso constructivo (FIGURA 16).

§ 5.48

FIGURA 16 Rendimientos de montaje de vía en placa SLAB TRACK (Shinkansen)

5.2 Estudios de cost es de líneas de alta velocidad § 5.49

En este apartado se presentan los datos cuantitativos disponibles en el estado del arte relativos al coste de las líneas de alta velocidad. Si bien en algunos casos resulta difícil la asignación de los mismos a los sistemas tecnológicos objeto de estudio (por tratarse de líneas completas) o a los componentes de la superestructura (al tratarse de costes totales), estas referencias permiten caracterizar la relevancia de los costes analizados y ayudan a definir las condiciones de contorno del análisis planteado.

5.2.1

“High speed rail: International comparisons ” . Steer Davies (2004)

§ 5.50

En 2004 vio la luz un informe preparado por Steer Davies Gleave para la Comisión para el Transporte Integrado del Reino Unido en el que se comparaba el coste de construcción de líneas de alta velocidad en diferentes países del mundo (España, Francia, Alemania, Japón, Corea, Italia, Taiwán, Países Bajos y Reino Unido). Los costes de los distintos proyectos analizados se recogen en la FIGURA 17.


49

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión FIGURA 17 Costes de const rucc ión de las líneas de alta veloci dad

Fuente: Steer Davies (2004). § 5.51

Los valores indicados en el estudio, presumiblemente incluyen el coste total derivado de la ejecución de las líneas (expropiaciones, ejecución de todos los sistemas requeridos, etc.). No se especifica cómo se ha realizado la armonización de los costes presentados ni si los costes financieros han sido incluidos en el análisis.

§ 5.52

Acto seguido, el estudio analiza las diferencias de costes observadas entre los distintos países y extrae una serie de conclusiones sobre aspectos generales que influyen en el coste unitario de construcción de estas infraestructuras: •

•

•

•

•

La orografía del terreno: se estima que el coste de construcción de una línea con abundantes viaductos y túneles de de 4 - 6 veces superior que una línea que discurra por una zona sin dificultades orográficas importantes. Coste de terrenos y mano de obra: el estudio los estima menores en los países del sur de Europa. Regulación medioambiental y de seguridad. cuanto más rigurosa es, mayor es el coste de la obra. El informe considera que esta normativa es más rigurosa en el Reino Unido y Alemania que en otros países como España. Duración del proceso de construcción. a mayor duración, mayor coste. Como ejemplo, se señala que en el Reino Unido y en Italia (donde los procesos de planificación y aprobación de proyectos son muy largos) la duración es mucho mayor que en otros países como España y Francia, resultando un mayor coste. Coste de las estaciones. Se menciona que el SRA (Strategic Rail Authority) estimó el coste de las estaciones en torno al 8-10% del coste de construcción de una línea de alta velocidad. También se señala que este coste aumenta como mínimo un 20% cuando se construye una estación monumental y con excesivos adornos arquitectónicos frente a una estación adecuada y funcional.


50


•

•

Segregación de tráficos. El estudio señala que el coste de construcción de una línea para tráfico mixto es mayor que cuando se construye exclusivamente para el tránsito de trenes de viajeros. Esto es así porque las líneas que van a soportar trenes de mercancías deben contar con una inclinación de rasante del orden de la mitad que las dedicadas únicamente al tráfico de viajeros. Los cambios en el proyecto una vez iniciadas las obras aumentan el coste final. Costes del personal dedicado a planificación y proyecto. El informe los estimó en el 25% del coste total del proyecto para el CTRL, mientras que en la línea Madrid- Lleida alcanzaron el 2-3%.

5.2.2 Referencias propias. CENIT § 5.53

Tomando como referencia estudios previos realizados por el CENIT, se ha completado la TABLA 22, en la que se presentan los costes de construcción de diferentes líneas de alta velocidad actualizados al año 2005. En ella se observa la alta variabilidad de dichos costes, dependiendo del país y de la línea considerada. TABLA 22 Costes de construc ción de líneas de alta velocid ad. País Francia

Japón

Alemania

España Reino Unido

Líneas París-Lyon TGV-Atlántico Valence - Marsella Tokaido Sanyo Joetsu Tohoku Hannover-Würzburg Mannheim-Stuttgart Colonia - Frankfurt Madrid-Sevilla Madrid - Lleida Londres-Folkestone (1er tramo)

M€/km (*) 4,44 7,40 14,52 19,26 21,48 48,13 31,84 25,18 26,66 26,97 7,22 10,37 31,12

(*) Actualizados año 2005 Fuente: CENIT a partir de diversas fuentes § 5.54

En términos generales, los valores presentados son inferiores a los establecidos en el apartado 4.2.1, si bien se constata igualmente la variabilidad de los mismos en función del país y de la línea analizada.

§ 5.55

Para explicar parcialmente estas desviaciones, cabe señalar entre otros aspectos como la orografía, los criterios de diseño, el coste de las medidas de protección ambiental, las diferencias en el coste de la mano de obra o el coste de estudios y proyectos.

§ 5.56

La influencia de la orografía y de los criterios de diseño empleados sobre el coste total de la infraestructura ferroviaria es evidente, pues cuanto más


51


exigentes son los criterios de diseño y más accidentada es la orografía, más elevados resulta el coste global de la infraestructura. Este hecho queda ejemplificado para el caso español en la TABLA 23 y en la FIGURA 18 TABLA 23 Característi cas de algun as de las nuevas líneas de alta velocidad españolas. Denominación de la obra

Longitud del tramo/línea Viaductos y puentes

Túnel

Caract. Long. v +p % long. v+p Caract. Long. tún. % long. t.

(% long. v+p+t) M€ Importe contrato M€/km

LAV MadridSevilla

LAV MadridLleida

LAV CórdobaMálaga

LAV MadridLevante, tramo Puebla Larga-Alzira

471 km

481 km

154,5 km

6.516 m

31 viaductos

97 viaductos

33 viaductos

2 viaductos 1 puente

9.845 m

27.912 m

11.835 m

267 m

2,09%

5,8 %

7,66%

4,10 %

17 túneles

28 túneles

10 Túneles

-

15.819 m

25.869

19.047 m

-

3,36 %

5,4 %

12,32%

0%

5,45 %

11,2 %

19,98 %

4,10 %

1.852 M€ 11,98 M€/km

22 M€ 3,40 M€/km

3.212 M€ 4.983 M€ 6,82 M€/km 10,36 M€/km Fuente: CENIT a partir de diversas fuentes

FIGURA 18 Relación entre el cost e de constr ucción y el % de túneles y viaductos existentes en las líneas de alta velocidad españolas. 14 ) m12 k / € 10 s e n 8 o l l i 6 m ( e t s o C

4 2 0 0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

% de longitud de (túneles + viaductos ) % (túnel + viaducto) Fuente: CENIT


52


Un efecto secundario, pero relevante para el análisis planteado en este informe, es que las mayores dificultades orográficas afectan en mayor medida a los componentes de la infraestructura, y por tanto tienen el efecto de reducir la participación de la superestructura en el coste total. En esta situación, la importancia relativa de los costes de superestructura asociados al sistema de vía empleado tiende a disminuir y la de las diferencias de costes de infraestructura que se puedan derivar del sistema de vía escogido aumenta. La

§ 5.58

TABLA 24 proporciona el peso relativo de la superestructura (vía) y la plataforma sobre el coste total para un conjunto de tramos de alta velocidad. TABLA 24 Característi cas de algun as de las nuevas líneas de alta velocidad españolas. Valores en %

Superestruct ura

Plataforma

LAV Madrid - Zaragoza

18

60

LAV Zaragoza – Lleida

20

56

LAV Lleida - Barcelona

15

67

11

68

LAV Córdoba – Málaga (Tramo Los Prados – Arroyo de las Cañas) Fuente: CENIT § 5.59

Otro aspecto que está contribuyendo al progresivo aumento del coste de las líneas de alta velocidad es el de la protección medioambiental. La inversión en este concepto incluye el coste de las medidas correctoras del impacto ambiental de la obra en su sentido más amplio, tanto durante los trabajos como una vez puesta en servicio la línea. Entre otras incluye: correcciones o minimización de cruces con otras infraestructuras, reducción del impacto visual de las obras de fábrica, reducción de la ocupación del suelo, minimización de la generación de ruidos, vibraciones y campos electromagnéticos, habilitación de pasos de fauna, etc. En este sentido, cabe destacar las crecientes inversiones realizadas por este concepto en la red de alta velocidad francesa (TABLA 25). TABLA 25 Porcentaje de coste atribuible a medidas de protecció n ambiental en algunas líneas francesas de alta velocidad. Línea

§ 5.60

% de la inversión dedicada a la prot ección medioambiental

París – Lyon

7

TGV Atlántico

12

TGV Norte

18

TGV Mediterráneo Fuente: CENIT

22

Por lo que respecta a la elaboración de estudios y proyectos, la experiencia sitúa este coste en el entorno de 4% a 6% de la inversión total. La magnitud de las expropiaciones es, por la propia naturaleza de este concepto, muy variable. No obstante, como referencia puede mencionarse que en el caso de la nueva línea de alta velocidad Madrid-Barcelona se estiman que son del orden del 3% de la inversión de la línea. Finalmente, en lo que respecta a las estaciones


53


nuevas o modernizadas, y refiriéndose a la citada línea, los recursos económicos necesarios se sitúan en el entorno del 5% de la inversión en la línea. Todas las cifras a nivel de estudios de proyecto. § 5.61

Por su elevado coste unitario y su relevante contribución al coste total de la superestructura, merece la pena realizar una consideración a parte para el coste de construcción de los desvíos en las líneas de alta velocidad. De acuerdo con López Pita (2002), el coste medio unitario de los desvíos instalados en las líneas de alta velocidad Madrid – Sevilla y Madrid – Barcelona es el indicado en la TABLA 26 Coste de suminis tro y mon taje de desvíos en líneas de alta velocidad Coste (k€/ud) Suministro Montaje

Desvíos Desvíos convencionales tg 0,11 – tg 0,09 – tg 0,075 Desvíos de alta DSIH-AV-60-760-0,071(250/80) velocidad en la DSIH-AV-10.000/4.000línea Madrid – 0,026(250/160) Sevilla DSIH-AV-60-3.000/1.5000,045(350/100) Desvíos de alta velocidad en la DSIH-AV-60-10.000/4.000línea Madrid – 0,027(350/160) Barcelona DSIH-AV-60-17.000/1.5000,020(350/220) Fuente: López Pita (2002b)

48-108

9-15

150

24

270

30

390

42

512

60

690

120

5.2.3 “ Prices and cost s in the railways sector” . Baumgarter (2001) § 5.62

§ 5.63

Este estudio proporciona órdenes de magnitud del coste de construcción de los diferentes subsistemas ferroviarios según el nivel de precios del año 2000. Los datos de partida son de una variada procedencia: empresas constructoras de infraestructura y equipos ferroviarios, gestores de infraestructura, compañías ferroviarias, etc. En el estudio, el coste de la infraestructura de la vía incluye la dirección de obra, trabajos previos, movimientos de tierra, reposición de viales, capa de forma, subbalasto, drenaje, puentes, túneles, pasos superiores e inferiores, vallas, barreras antirruido, viales de servicio, intereses, gastos generales, etc. Su coste aparece desglosado según dos importantes condicionantes: la orografía del terreno y el tipo de línea (vía única, vía doble y convencional o de AV). TABLA 27 Coste de infr aestructura en funci ón del tipo de vía. Infraestructur a

Dificultad topográfica

Baja

Media

Alta

Tipo de línea

Inversión

Vía única

Convencional

2

5

20

Vía doble

Convencional

2

7

20

Alta velocidad

3

10

40

mill ones EUR/km

Fuente: Baumgarter (2001)


54


§ 5.64

De la TABLA 27 se deduce que la inversión necesaria para construir una línea ferroviaria aumenta mucho con las dificultades que presenta el terreno. Para una dificultad topográfica media, el coste también es muy sensible a la decisión de construir una línea con vía doble, mientras que esta influencia es menor en el caso de que el terreno sea llano o muy montañoso. El coste de construcción las líneas de AV aumenta entre un 50% y un 100% con respecto a las líneas convencionales.

5.3

Proyectos de construc ción

§ 5.65

Las fuentes anteriores se complementan con la información proporcionada por los las justificaciones de precios y presupuestos de los proyectos de construcción en los que existen tramos diseñados con tecnología de vía en placa.

§ 5.66

En presente estudio se han analizado elementos de coste procedentes de cuatro proyectos constructivos en las líneas de alta velocidad españolas.

§ 5.67

Para cada uno de ellos, se han estudiado las partidas de coste asociadas a la superestructura ferroviaria, analizando en detalle las justificaciones de precios disponibles para los componentes de la vía sobre balasto y de la vía en placa.

§ 5.68

Este análisis ha puesto en evidencia la ausencia de correspondencia directa entre las partidas empleadas en el proyecto y los componentes técnicos de la superestructura. Así la unidad de obra empleada para presupuestar los tramos ejecutados en placa es el metro de vía en placa, sin que exista una asignación de recursos a cada componente técnico.

§ 5.69

Esta tarea ha sido realizada por el equipo redactor, que en los casos de incertidumbre (p.ej. mano de obra) ha adoptado un criterio de asignación proporcional a los costes directamente asignables.

§ 5.70

Del análisis de estos proyectos se desprenden costes para la vía en placa situados entre 600 y 920€/m de vía, mientras que para sus homólogos en balasto los costes se sitúan entre 340 y 410 €/m de vía.

5.4

Referencias de los proveedores

§ 5.71

Por último, en este apartado se presentan algunos de los precios proporcionados por los proveedores para los distintos componentes analizados. La TABLA 28 recoge los precios de distintos componentes, así como las fechas en las que se obtuvo la referencia.

§ 5.72

En la citada tabla, se puede apreciar también la elevada variación de los precios en función de la fecha de referencia y el proveedor (lo que explica diferencias del orden del 15% en las traviesas Rheda 2000).


55

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión TABLA 28 Algunas referencias de precio de proveedores. Componente Carril UIC-60 (en camión) Edilon Corkelast VA 60 (en camión) Edilon Primer U90WB (en camión) Edilon Primer 21 (en camión) Elementos alineación/nivelación Edilon Filler Blocks 010 Traviesa B 355 (Rheda 2000) Husillos 500 mm (Rheda 2000) Husillos 700 mm (Rheda 2000) Traviesas Rheda 2000 Traviesas hormigón PR-1 + suj. Carril UIC-60 (en camión)

Precio

Fecha de referencia

88,11 €/m de vía 184,8 €/m de vía 32,9 €/m de vía 22,5 €/m de vía 12,19 €/m de vía 10 €/m de vía 140,2 €/ud 109 €/ud 115 €/ud 160,5 €/ud 91,5 €/ud 101,4 €/m de vía

Mayo 2007 Mayo 2007 Mayo 2007 Mayo 2007 Mayo 2007 Mayo 2007 Agosto 2007 Agosto 2007 Agosto 2007 Agosto 2007 Agosto 2007 Agosto 2007

Fuente: Elaboración propia a partir de diversos proveedores § 5.73

En conversaciones directas con los proveedores de varios sistemas de vía en placa, éstos señalaron los mayores costes de construcción de esta tecnología. Un representante de la casa Bögl ofreció un valor para el coste de construcción de esta tecnología de 1.000 € /m de vía. Un representante de la casa Rail.One no quiso proporcionar datos concretos para el sistema Rheda 2000, y se limitó a indicar su superioridad económica sobre la vía sobre balasto a partir de un periodo de análisis de 17 años.


56


6 ELABORACIÓN DE UNA BASE DE DATOS DE COSTES DE CONSTRUCCIÓN § 6.1

Con el objeto de sistematizar el análisis de la información de los costes de inversión asociados a los diferentes sistemas de vía, se ha procedido a elaborar una base de datos con dichos costes, así como con otras informaciones relevantes para el análisis realizado en este documento.

§ 6.2

En este capítulo se presentan de manera sintética las características más significativas de la base de datos diseñada: el origen de los datos, el diseño de los campos de entrada y el número de registros introducidos.

§ 6.3

La base de datos ha sido realizada en soporte Microsoft Access 2002.

6.1

Origen de datos

§ 6.4

La información incorporada a la base de datos Los datos económicos que conforman la base de datos proceden de las distintas fuentes reseñadas en el capítulo 4

6.2

Campos de entrada

§ 6.5

La base de datos consta de 32 campos de entrada de datos, relacionados con las fuentes de origen, las características de las líneas y tramos analizados, las características de la superestructura y los costes de sus componentes. FIGURA 19 Campos incl uidos en la base de datos

Fuente: Base de datos CENIT


57


6.3

Información disponib le

§ 6.6

Las fuentes consultadas permiten disponer de 32 registros en la base de datos, si bien no todos los campos cuentan con información para cada uno de ellos.


58


7 PARÁMETROS DE VARIACIÓN DE LOS COSTES DE INVERSIÓN § 7.1

La razón de ser de la base de datos de los costes de construcción de los distintos componentes de vía, tanto para las soluciones estructurales de vía sobre balasto como para los sistemas de vía en placa, consiste su empleo para la identificación de los parámetros de variación de los costes de inversión de las citadas soluciones estructurales, objetivo principal del presente capítulo.

§ 7.2

Para ello se ha realizado la homogeneización de los datos de coste, se ha procedido a identificar las variables que contribuyen a su explicación, y por último se ha explorado la posibilidad de calibrar funciones capaces de aproximar los costes de inversión a nivel de tramo.

7.1 Homogeneización de los datos de cost e § 7.3

Con la finalidad de poder contar con una base adecuada para el análisis de los parámetros de variación de los costes de inversión de los diferentes sistemas de vía objeto de estudio, se ha procedido a la homogeneización de los datos de costes disponibles.

§ 7.4

Dicha homogeneización ha constado de los tres pasos siguientes: • •

•

Conversión de divisas a Euros Actualización de precios a junio del 2007 (mediante la utilización de datos oficiales del INE y del Eurostat) Reducción a la base de comparación (1 km de vía)

7.2 Identificación de parámetros de variación § 7.5

A partir de la reducida información disponible, y siguiendo las referencias disponibles en la literatura, se propone analizar el efecto de los siguientes parámetros sobre el coste de inversión. • • • •

§ 7.6

Tipología de vía Tipología de la sección (túnel, estructura, tierras) Longitud de la sección Otros parámetros

En los apartados siguientes se analiza el efecto de cada parámetro en los costes


59


7.2.1 Tipología de vía § 7.7

El análisis de los costes de construcción totales de las líneas de alta velocidad, parece indicar que aquellas infraestructuras en las que se emplean mayoritariamente sistemas de vía en placa presentan un coste unitario generalmente superior a aquellas ejecutadas con vía sobre balasto (FIGURA 20). Esta observación no impide que existan casos en los que el coste unitario de las líneas de alta velocidad ejecutadas con vía sobre balasto sea superior al de aquellas ejecutadas con vía en placa, como es el caso de algunas líneas de alta velocidad alemanas o de la recientemente inaugurada entre Londres y Folkestone. FIGURA 20 Costes de cons truc ción por ti po de vía Londres-Folkestone Joetsu Shinkansen Tohoku Shinkansen Colonia-Frankfurt Mannheim-Stuttgart Hannover-Wurtzburg Sanyo Shinkansen Tokaido Shinkansen TGV Mediterráneo Madrid-Lleida TGV Atlántico Madrid-Sevilla Paris-Lyon

Vía en placa Vía sobre balasto

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Millones € / Km vía

Coste de construcción (Euros de 2007)

Fuente: Base de datos CENIT § 7.8

El análisis de los costes de construcción totales de aquellas líneas de alta velocidad que cuentan con presencia de vía en placa, muestra también una cierta relación entre el coste unitario de la línea y el porcentaje de la longitud total ejecutado con vía en placa (FIGURA 21) FIGURA 21 Relación entre costes de const rucc ión y presenc ia de vía en placa a í v e d

) 7 0 0 2 m € ( K / n € ó s i e c n c o u r l l i t s M n

o c e d e t s o C

30 25 R2 = 0,8316

20 15 10 5 0 0%

20%

40%

60%

80%

100%

Longitud de via en placa / Longitud total



60


Sin embargo de las observaciones anteriores no puede extraerse ninguna conclusión sobre la relación entre la tipología de vía y el coste, dado el gran peso e influencia del coste de la infraestructura. Para ello se ha procedido a analizar el coste de la superestructura asociado a cada tipología.

§ 7.10

Los estudios comparativos entre las tecnologías de vía en placa y de vía sobre balasto proporcionan ratios globales de costes de construcción de la superestructura entre la vía en placa y la vía sobre balasto (TABLA 29). Estos ratios se obtienen mediante el estudio de líneas concretas o mediante el análisis estadístico de diferentes proyectos y, en general, no permiten distinguir la variación en el ratio de costes de construcción en función del tipo de tramo (puente, túnel o explanación). TABLA 29 Ratios de costes de construc ción. Estudios comparativos Ratio P/V (Medio)

Ref.

Auto r

Año

Línea

Vía en placa

4.1.1 4.1.2 4.1.2

1989 1999 1999

Colonia - Frankfurt Madrid - Sevilla Madrid - Barcelona

2 2,04 2,11

Rheda Rheda Rheda

4.1.3 4.1.4 4.1.4 4.1.4 4.1.5 4.1.6 4.1.7

DE Consult Tifsa Tifsa Fernández Gil J. Miarnau J. Miarnau J. Miarnau Lichtberger UIC UIC

2006 1999 1999 1999 2005 2002 2002

Madrid - Sevilla Madrid - Sevilla Mannheim-Stuttgart Mannheim-Stuttgart -------

2,04 2,38 1,44 1,24 1,75 2,6 2,6

Rheda Rheda Züblin Rheda

4.1.8

Esveld

1999

HSL Zuid

1,27

Rheda

4.1.8

Esveld

1999

HSL Zuid

1,2

Carril embebido

4.1.8

Esveld

1999

HSL Zuid

1,36

Carril embebido

4.1.9

Ando

2001

1,40

Shinkansen

4.1.9

Ando

2001

1,30

Shinkansen

4.1.9

Ando

2001

Sanyo Shinkansen Hokuriku Shinkansen Tohoku Shinkansen

1,30

Shinkansen

Notas

Valor promedio Valor promedio Valor promedio No considera el coste de la base No considera el coste de la base Línea convencional. No considera el coste de la base Ratio de valores promedio

Fuente: Apartados 4.1.1 a 4.1.9 § 7.11

Es posible asociar indirectamente algunos de los ratios a las tecnologías concretas empleadas. Las referencias japonesas proporcionan datos para el modelo de vía en placa empleado en el Shinkansen. Las referencias españolas se han fundamentado en comparaciones con el modelo de vía en placa Rheda. Las referencias europeas incluyen datos referidos a carriles embebidos (sin tener en cuenta el coste de las bases), vía en placa Rheda y vía en placa Züblin. Para las referencias generales no es posible aislar las tecnologías tenidas en cuenta (FIGURA 22).

§ 7.12

En lo que respecta al tipo de línea, las referencias españolas, japonesas y europeas (salvo un valor correspondiente a líneas convencionales) corresponden a líneas de alta velocidad. En el caso de las referencias generales, nuevamente, no es posible aislar esta variable.


61

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión FIGURA 22 Ratios de costes de cons truc ción de la superestructu ra Ratio de costes de co nstrucc ión Vía en Placa/Vía sobre Balasto

3

Referencias Referencias Referencias Referencias

2,5 2 o i t a R

españolas generales japonesas europeas

Fuente: Referencias SP-5.1 Apartados 4.1.1 a 4.1.9

1,5 1 0,5 2,14

Valores promedio

2,32

1,33

1,42

Grles.

Japón

Europa

0 España

Referencias

Fuente: Apartados 4.1.1 a 4.1.9 § 7.13

De acuerdo con estos ratios, los costes de construcción de la superestructura de la vía en placa japonesa suponen en la actualidad un sobrecoste del 30% respecto de su alternativa en balasto. Los costes de construcción de la superestructura de la vía en placa en España, se estiman en más del doble de los costes de construcción de la superestructura en balasto para alta velocidad. Estas estimaciones se apoyan en la hipótesis de adoptar vía en placa Rheda. El ratio medio estimado (2,14) se presenta como una opción razonable entre las referencias generales (2,32) y algunas estimaciones aplicadas a líneas europeas (1,42 con un valor máximo de 2). FIGURA 23 Costes de superestruct ura según tipol ogía de vía

Túnel de Vi llescresnes (Coste real) Rhone-Alps (Coste real) Mannheim-Stuttgart (Coste real) Madrid-Sevilla (Estimación) Madrid-Sevilla (Coste real) Madrid-Getafe (Estimación) Madrid-Getafe (Coste real) Madrid-Barcelona - Tramo tipo (Estimación) Madrid-Barcelona - Tramo tipo (Estimación) Getafe-Córdoba (Estimación) Getafe-Córdoba (Coste real) Córdoba - Sevilla (Estimación) Córdoba - Sevilla (Coste real) 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

Costes de construcción - Superestructura (Euros 2007)Millones € / Km de vía



62


Según el informe Infracost, el coste total de construcción de la superestructura y el porcentaje de la longitud total ejecutado con vía en placa, guardan una estrecha relación. La tendencia creciente identificada en la FIGURA 14 parece sugerir aumentos del coste unitario de la superestructura del orden de 14 € por cada punto en el porcentaje ejecutado en placa hasta llegar a un ratio de costes de superestructura (placa/balasto) próximo a 4 – 4,5 cuando el porcentaje alcanza su máximo.

§ 7.15

En valores absolutos, los estudios comparativos arrojan un coste unitario para la superestructura en balasto situado entre los 400 y los 600 €/m de vía. En el caso de la superestructura en placa, los costes se estiman superiores a 1000 €/m de vía (FIGURA 23).

§ 7.16

Estas estimaciones resultan superiores a los costes de superestructura unitarios recogidos en los proyectos de construcción analizados, que sitúan el coste de la vía en placa Rheda 2000 entre 780 y 940 €/m de vía.

§ 7.17

De las diversas evidencias presentadas, cabe por tanto afirmar lo siguiente: •

•

•

• •

No es posible establecer una relación directa entre el coste de construcción total de una línea y la tipología de vía empleada en ésta El coste de la superestructura en placa resulta mayor que el coste de la superestructura en balasto. De acuerdo con las referencias, el ratio de coste Placa / Balasto se sitúa entre 1,3 y 2,6. En el caso español, dicho ratio parece estar situado entre 2 y 2,38. No se dispone de base suficiente para concluir sobre el comportamiento de los diferentes modelos de vía en placa.

7.2.2 Tipología de la sección (túnel, estructura, tierras) § 7.18

Los costes de construcción totales guardan una relación directa con el porcentaje de la longitud del trazado que discurre en túnel o en viaducto (FIGURA 24). A partir de los costes de construcción unitarios disponibles en la base de datos para distintas líneas de alta velocidad, se obtiene un índice de correlación R2 igual a 0,71. Cada incremento de 1 punto en el porcentaje que suponen túneles y viaductos implica un aumento del coste de construcción unitario de aproximadamente 150.000 € / km de vía.

§ 7.19

La FIGURA 24 también muestra cómo los trazados con mayores longitudes en túnel o en viaducto han sido ejecutados con vía en placa. Esta evidencia se debe a los elevados condicionantes de trazado existentes en las líneas japonesas, mayoritariamente ejecutadas con vía en placa.


63

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión FIGURA FIGURA 24 Relación entre costes de constru cción cci ón y presencia de túneles tún eles y viaductos ) a í 7 v 0 0 m 2 K e / d € s s o e r n u o E l l ( i M n ó i c c u r t s n o c e d e t s o C

30 25 20

2

R = 0,7084 15 10 5

Vía en placa Vía sobre balasto

0 0%

10%

20 %

30 %

4 0%

50 %

6 0%

70 %

8 0%

9 0%

1 00 %

Longitud acumulada de túneles y viaductos / Longitud total de la línea

Fuente: Base de datos CENIT FIGURA FIGURA 25 Relación entre costes de constru cción cci ón y presencia de túneles tún eles y viaductos. Vía sobre balasto a í v m K / € s e n o l l i M

) 7 0 0 2 e d s o r u E ( n ó i c c u r t s n o c e d e t s o C

14 12

R2 = 0,7455

10 8 6 4 2 0 0%

10%

20%

30%

40%

B B B B B B B B B P P P 50% P

Longitud acumulada de túneles y viaductos / Longitud total total de la línea

Fuente: Base de datos CENIT § 7.20

La relación entre los costes de construcción totales y el porcentaje de la longitud del trazado que discurre en túnel o en viaducto se hace más acusada cuando el ajuste se realiza sólo sobre las líneas ejecutadas con vía sobre balasto (FIGURA 25). En este caso cada incremento de 1 punto en el porcentaje que suponen túneles y viaductos implica un aumento del coste de construcción unitario de aproximadamente 200.000 € / km de vía. El análisis aislado de algunas referencias nacionales (FIGURA 18) confirma un gradiente más elevado cuando sólo se consideran líneas ejecutadas con vía sobre balasto.

§ 7.21

Sin embargo no resulta posible concluir sobre la diferencia de gradientes entre ambos tipos de línea, pues el abaratamiento relativo de las líneas ejecutadas con vía en placa podría deberse en todo o en parte a las economías de escala derivadas de una mayor presencia de túneles y viaductos en sus trazados.


64


De las diversas evidencias presentadas, cabe por tanto afirmar lo siguiente: •

•

•

Existe una una relación relación directa directa entre el coste coste de construcción total de de una línea y la presencia de túneles y viaductos en la misma. La tendencia tendencia creciente observada entre el el coste de construcción construcción total y la presencia de túneles y viaductos muestra gradientes mayores cuando se consideran exclusivamente líneas ejecutadas con vía sobre balasto No es posible atribuir directamente directament e la reducción del gradiente a la elección de sistemas de vía en placa en dichas líneas, debido a la posible presencia de economías de escala.

7.2. 7.2.3 3 Longit ud de la sección § 7.23

No se ha encontrado una relación clara entre los costes de construcción totales y la longitud de las líneas a partir de los registros de la base de datos. Tampoco se han observado tendencias claras al analizar las líneas construidas con vía sobre balasto y las líneas construidas con vía en placa.

§ 7.24

No se ha hallado una relación clara entre los costes de construcción de la superestructura y la longitud de la línea a partir de los registros de la base de datos. Tampoco se han observado tendencias claras al analizar los presupuestos ofrecidos por los proyectos.

§ 7.25

La falta de correlación evidente probablemente responda a la implicación de otros factores dependientes del contexto con una mayor relevancia que la longitud. FIGURA FIGURA 26 Comparación de proyecto s de invers ión in ternacion al con vía en placa Costes Costes de construcci ón (€/vía-m) La superficie corresponde a la longi tud de Vía en en Placa (vía-km)

Porcentaje en Vía en Placa (% del tramo)

Balasto 100%

Balasto 0%

Fuente: Hüsmann et al (2003)


65

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión FIGURA FIGURA 27 27 Dependenci Dependenci a de los cos tes de invers ión p ara vía en placa de la longitud Costes para Vía en Placa (€/vía-m)

Costes de inversión armonizados armonizados al 100% Vía en Placa Referencia: Referencia: 200 km de vía corresp ondientes a 100 km de línea

Línea de tendencia

Longitud total del tramo (vía-km)

Fuente: Hüsmann et al (2003) § 7.26

En la literatura científica se ha encontrado una referencia alemana (Hissman et al, 2003) que muestra una cierta relación entre la longitud de vía construida en vía en placa y los costes de construcción, dejando de lado algunas excepciones. Tras representar gráficamente el coste de construcción, el porcentaje de vía en placa sobre el trazado total y la longitud de vía en placa (FIGURA 26), los autores armonizan armonizan los costes de inversión inversión al 100% de vía en placa (FIGURA 27) y ponen en evidencia que en grandes proyectos con longitudes comprendidas entre los 300-400 km de vía, la vía en placa puede ser aproximadamente un tercio más barata que para proyectos con longitudes de vía inferiores a los 100 km.

§ 7.27

Esta evidencia ha sido complementada complementada con consultas a los proveedores acerca del rendimiento de la puesta en obra de los distintos sistemas. Representantes de la casa Bögl indicaron la existencia de mayores rendimientos en grandes longitudes debido a la optimización de los procesos de prefabricación y transporte. Citaron como ejemplo la puesta en obra de 200 km de vía en placa Bögl en China en un plazo de dos meses y medio. Representantes de la casa Rail.One, propietaria de la patente Rheda 2000, explicaron el mayor rendimiento logrado en grandes longitudes debido a la optimización del proceso completo de colocación de traviesas y armaduras, de hormigonado in situ y de la alineación / nivelación final. Esta optimización permitía superar los rendimientos de 200 m de vía/día, alcanzando un máximo cercano a los 500 m de vía / día (logrados en las obras de la línea de alta velocidad holandesa HSL Zuid).

§ 7.28

De las diversas evidencias presentadas, cabe por tanto afirmar lo siguiente:


66


•

A partir de los datos cuantitativos recopilados no se ha podido establecer una relación directa entre la longitud de la sección y los costes unitarios totales o de la superestructura A partir de algunas referencias y de la consulta con los proveedores se aprecia la existencia de rendimientos crecientes para grandes longitudes. Por tanto parece razonable admitir una tendencia a la disminución de los costes unitarios de la superestructura con el aumento de longitud de la sección

7.2.4 Otros parámetros § 7.29

Otros parámetros que han sido identificados como potencialmente relevantes a la hora de explicar los costes de construcción de una línea ferroviaria, son los siguientes •

Año de construcción La progresiva evolución en el tiempo de las tipologías de vía objeto de análisis implica dos tendencias contrapuestas en lo que a la evolución de costes se refiere. Por un lado se produce una acumulación de experiencia en la fabricación y puesta en obra de los diferentes sistemas, lo que implica una reducción de los costes unitarios. Por otro lado se introducen mejoras en el diseño y se acometen obras de mayor dificultad técnica, posibles gracias a la madurez de la tecnología, lo que generalmente redunda en un encarecimiento del sistema. Para evaluar el peso de estas tendencias en el caso de la vía en placa se ha realizado un análisis de la evolución de los costes unitarios de las líneas japonesas con el tiempo (TABLA 30). De él se desprende un incremento progresivo del coste de construcción de 1 km de vía, tendencia que bien puede reflejar la mayor presencia de vía en placa y de túneles y viaductos en las realizaciones más recientes. TABLA 30 Evolución de costes unit arios totales en las vías japonesas Año

Línea

Long

%Placa

%TyV

1964 Tokaido

516

0%

47,2%

Coste unitario (k€/km vía) 9.630

1975 Sanyo

562

50%

87,6%

10.740

1982 Joetsu

270

94%

98,9%

24.065

90%

94,6%

15.920

1982 Tohoku 501 € actualizados a junio de 2007

•

Criterios de dis eño (sección transversal) Los criterios de diseño aplicados a la definición de la sección transversal de una línea de ferrocarril pueden influir el coste total de la línea y la contribución de la superestructura al mismo. De hecho existe un efecto combinado de la rigidez de la infraestructura y la


67


rigidez de la superestructura para cumplir las exigencias funcionales en la vía y en el terreno. La elección de una determinada combinación de infraestructura y superestructura tiene consecuencias relevantes en términos económicos, tanto en la fase de construcción como en la de explotación. En el caso de emplear sistemas de vía en placa, el coste total de la vía podría verse reducido si se minimizan las mejoras del terreno y se aumenta la rigidez de la placa, por ejemplo mediante el incremento de su espesor (Esveld, 2003b). •

Criterios de dis eño (trazado) Los criterios de diseño relacionados con el trazado son un importante factor en el coste total de las líneas de altas prestaciones. La bibliografía señala como una de las ventajas fundamentales de los sistemas de vía en placa la posibilidad de aceptar mayores peraltes e insuficiencias de peralte, con la consiguiente reducción de algunos radios de curvatura. Por tanto, los sistemas de vía en placa presentarían un menor impacto ambiental y un ahorro de los costes de su instalación en nuevas líneas, por los menores volúmenes excavados en trincheras y vertidos en los terraplenes, y por el número inferior de túneles y viaductos que requeriría la nueva traza. Sin embargo existen aportaciones contradictorias al respecto. Según cuantificaciones económicas realizadas para la línea Hannover-Würzburg, Estradé indica que si se hubiera empleado la superestructura de losas del tipo Rheda (que permite rebajar el radio mínimo en planta de las curvas de 5.300 m a 3.000 m) el nivel de la inversión se hubiera podido reducir en un 55%. (Estradé, 1991) En el caso de la línea Colonia – Frankfurt, el estudio realizado por DE Consult señala que la vía en placa alcanza un peralte admisible de 170mm, frente a los 160mm de la vía en balasto, pero que esta ventaja queda anulada por la restricción de confort de los viajeros, que limita la insuficiencia de peralte a 100 mm. Por tanto, la ventaja económica derivada de los menores costes asociados a la utilización de la vía en placa no debe ser computada de manera automática a la hora de estimar su coste, sino que debe ser analizada cuidadosamente en cada caso concreto.

7.3 Estimació n de funcion es de cost e § 7.30

La dispersión de la información de costes y las variables que los determinan hacen que el calibrado de una función de coste a partir de las entradas de la base de datos no ofrezca una significación estadística suficiente. Sin embargo, sí que proporcionan datos cuantitativos suficientes y señalan algunas pautas de variación a partir de las cuales resulta posible formular una estimación razonable de los costes de construcción asociados a los sistemas tecnológicos objeto de estudio.

§ 7.31

En los apartados siguientes se presentan de manera progresiva los criterios de estimación escogidos tanto para el coste de la superestructura como para el sobrecoste de la infraestructura.


68


7.3.1 Criterios de estimación para el coste de la superestruct ura § 7.32

Tal y como se ha indicado anteriormente, existe una divergencia entre los costes unitarios derivados de los estudios y estimaciones anteriores y los costes derivados de los proyectos de construcción y los proveedores, si bien ambos presentan un ratio de costes de construcción placa / balasto del mismo orden de magnitud. Con el objeto de incorporar y evaluar los efectos de esta divergencia en los datos iniciales, se ha optado por definir dos escenarios para la estimación: un escenario inferior basado en los costes de los proyectos (TABLA 31) y un escenario superior apoyado en los costes de construcción incorporados a la base de datos (TABLA 32).

§ 7.33

Ambos escenarios han podido ser establecidos de manera fiable únicamente para dos tipologías de vía: vía sobre balasto para alta velocidad y vía en placa Rheda para alta velocidad. [Se dispone de un único dato para los sistemas de vía Züblin (648,73 €/ m de vía), Bögl (1.000 €/ m de vía) y Stedef (1.086,68 €/ m de vía), que no han podido ser contrastados / complementados. Se dispone de una única estimación para el sistema de carril embebido Edilon para alta velocidad (1.360 €/ m de vía) que no incluye el coste de la base. No se dispone de un valor cuantitativo para la vía en placa japonesa]. TABLA 31 Costes de construcción de la superestructura. Escenario inf erior Balasto AV

Rango (€/m de vía) 416,30 - 426,25

Media (€/m de vía) 421,28

Rheda (línea AV) 768,50 - 940,38 854,48 Fuente: Proyectos y proveedores. € actualizados a Junio de 2007 TABLA 32 Costes de construcción de la superestructura. Escenario superior Balasto AV

Rango (€/m de vía) 353,96 – 527,40

Media (€/m de vía) 446,27

Rheda (línea AV) 865,58 – 1.231,50 1.022,43 Fuente: Base de datos CENIT. € actualizados a Junio de 2007 § 7.34

Estos costes unitarios deben ser completados con los costes relativos a los desvíos y a las transiciones. A partir de los datos recopilados se puede estimar el coste de un desvío para vía sobre balasto en una línea de alta velocidad depende fuertemente de las velocidades máximas admitidas en la vía principal y la vía desviada. Para el estudio que nos ocupa, se toma como referencia el coste de un desvío con velocidad en vía desviada inferior a 140, estimado en 330.000 €/ud. Si bien no se dispone de datos de coste para un desvío de estas características ejecutado para vía en placa, las estimaciones encontradas en la literatura aplican un factor de 2 al coste del desvío para vía sobre balasto. Dicho factor podría estar justificado para el caso de la vía en placa Rheda, debido a la discontinuidad del proceso constructivo y al hecho de que los desvíos precisan de traviesas estándar. En el caso de las transiciones, se dispone de un único dato de coste, procedente de un proyecto constructivo: 62.200 €/transición y vía. Por tanto se proponen los valores siguientes para los dos conceptos señalados (TABLA 33):


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SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión TABLA 33 Costes de desvíos y transiciones. Balasto AV

Transiciones (€/ud) 62.200

Desvíos (€/ud) 330.000

Rheda (línea AV) 62.200 660.000 Fuente: Base de datos CENIT. € actualizados a Junio de 2007

7.3.2 Criterios de estimación para el coste de la infraestruct ura § 7.35

La parte proporcionalmente pequeña que supone la superestructura respecto del coste total de la línea hace que las posibles variaciones en el coste de la infraestructura que puedan producirse como resultado de adoptar una u otra solución tengan un papel relevante a la hora de comparar las alternativas tecnológicas disponibles. Sin embargo no parece posible establecer un valor absoluto para los costes unitarios de infraestructura, dada su fuerte dependencia de factores locales tales como la geotecnia o el relieve.

§ 7.36

Para poder introducir esta variable en el análisis, se ha optado por un planteamiento relativo, en el que lo que se intenta estimar es la diferencia de costes de construcción de la infraestructura que implica o puede implicar una solución respecto de la otra. Partiendo de este enfoque, se ha realizado una estimación de la posible variación de costes de infraestructura derivada de la adopción de una u otra tecnología para el conjunto del trazado y para secciones en túnel, en viaducto, sobre terraplenes y sobre desmontes / terreno natural.

§ 7.37

Por último, las posibles diferencias en el coste de la infraestructura estimadas han servido para definir dos escenarios de análisis para cada factor: uno de variación cero (escenario ∆0) y otro de variación relativa (escenario ∆R)

Trazado § 7.38

La posibilidad de aplicar mayores peraltes en el caso de emplear sistemas de vía en placa, posibilita una reducción de los radios de curvatura mínimos y una optimización del trazado. Dicha optimización se reflejaría en una menor presencia de túneles y viaductos, así como en una posible reducción de la longitud total del trazado.

§ 7.39

Las hipotéticas ventajas económicas que se pudieran derivar del empleo de la vía en placa dependerían con fuerza de otras variables territoriales (orografía, patrones de ocupación y aprovechamiento del territorio, áreas ambientalmente sensibles, etc.). Tampoco se han localizado referencias que aporten datos cuantitativos acerca de este aspecto, si no para descartarlo (DE Consult, 1989).

§ 7.40

Por estas razones, se opta por considerar únicamente el escenario de variación cero para este factor

Túneles § 7.41

La menor altura del plano de vía ofrecida por los sistemas de vía en placa permite una reducción de la sección excavada para lograr la misma superficie libre, factor condicionante del diseño del túnel.


70


Existen discordancias entre las fuentes a la hora de valorar el alcance de esta reducción. Por un lado Estradé menciona una reducción de 10 m 2 en la sección excavada (Estradé, 1997); por otro el análisis llevado a cabo para la línea Colonia - Frankfurt estima una reducción de 10 cm en la altura del plano de vía en el caso de emplear vía en placa (DE Consult, 1989), lo que limitaría la reducción de la sección a un valor del orden de 1 – 1,5 m 2. Para realizar una estimación del posible ahorro de costes de infraestructura se ha considerado un volumen de excavación intermedio entre las dos referencias e igual a 5 m 2.

§ 7.43

Estos volúmenes, multiplicados por el coste unitario del m 3 de excavación ofrecerían una primera estimación del ahorro de costes. Lógicamente el coste unitario del m3 de excavación dependerá del tipo de terreno en el que se ejecute el túnel. Como coste unitario de excavación se ha adoptado el valor de 36,4 €/m3 proporcionado por el anejo de justificación de precios de uno de los proyectos de construcción analizados para la unidad de obra “Excavación en avance en túnel, terreno clase A mediante perforación y voladura para terreno tipo S-I, incluso carga, transporte y descarga de los productos en vertedero” y actualizado a junio de 2007.

§ 7.44

De acuerdo con los valores escogidos como hipótesis para el volumen de excavación y el coste unitario de la misma, se puede concluir que la aplicación del sistema de vía en placa en túneles supone un ahorro de costes del orden de 91 €/ m de vía.

Puentes y viaductos § 7.45

De acuerdo con las referencias disponibles, la vía en placa permite ahorros en puentes, debido a la reducción de la sección transversal y la sobrecarga permanente sobre el puente. Para la solución italiana, la reducción de la sobrecarga permanente se estimó en un 17%.

§ 7.46

La determinación precisa del ahorro de costes en puentes y viaductos debido a la reducción de la sobrecarga permanente que implica la utilización de la vía en placa exige conocer de antemano la luz y la tipología del puente en cuestión.

§ 7.47

Con respecto a la tipología del viaducto suele ir acorde con la luz del mismo, es decir a mayor luz tipologías más ligeras; ya que con el aumento de luz el peso propio del tablero se va convirtiendo en la carga dominante y se hace imprescindible rebajar ese nivel de acciones. Aunque una elección adecuada de la tipología ayude a rebajar el peso propio, éste sigue siendo el factor determinante en luces grandes y muy poco condicionante en luces pequeñas.

§ 7.48

Es por eso que la reducción de carga muerta tendrá más repercusión en los puentes más pequeños (25 ó 30 m de luz) que en los puentes grandes (como de 100m de luz en adelante). En los puentes pequeños el peso propio es muy reducido y cualquier variación de carga muerta o sobrecarga afectará mucho al conjunto, en los puentes grandes el peso propio adquiere una gran relevancia y una variación de carga muerta o sobrecarga significará muy poco.

§ 7.49

Para estimar el ahorro de coste potencial, se ha procedido a realizar una estimación para un viaducto de LAV "tipo". Se trata de un cajón de hormigón pretensado de 55 m de luz (rango de luces medias) construido con autocimbra. De manera aproximada las cargas que tiene son básicamente tres:


71


Peso Propio del tablero = 24 t/m Carga Muerta Balasto = 10 t/m Sobrecarga de Tráfico ferroviario = 20 t/m ----------------------------------------------------------------Suma total = 54 t/m § 7.50

En el caso de reducir un 17% la carga muerta como resultado de introducir un

sistema de vía en placa, las cargas pasarían a ser las siguientes: Peso Propio del tablero = 24 t/m Carga Muerta Placa = 0,83*10 = 8,3 t/m Sobrecarga de Tráfico ferroviario = 20 t/m ----------------------------------------------------------------Suma total = 52,3 t/m § 7.51

Que es una variación en peso de la estructura del 52,3/54 = 0,969. Si se repercute esta variación de peso tan sólo en el tablero (las otras dos unidades relevantes son los estribos que dependen de la tipología y las pilas que dependen de la luz, pero básicamente ambas son independientes del peso): Precio Tablero = 409€/m2 Precio Estribos = 70€/m2 Precio Pilas = 235€/m2 Precio Varios = 82€/m2 ----------------------------------------------------------------Precio Total = 796€/m2 Precio Tablero = 0,969 * 409€/m2 = 396,1€/m2 Precio Estribos = 70€/m2 Precio Pilas = 235€/m2 Precio Varios = 82€/m2 ----------------------------------------------------------------Precio Total = 783,1€/m2

§ 7.52 § 7.53

Se obtiene así una reducción total del presupuesto de 783,1/796 = 0,984 A partir de la estimación aquí presentada se puede concluir que una reducción del 17% de carga muerta implica un ahorro en torno a un 1,6% del presupuesto total del viaducto. En términos absolutos esta diferencia supone una reducción del orden de 90 €/ m de vía.

Terraplenes § 7.54

Las mayores exigencias de calidad geométrica a nivel de la capa de forma que introducen los sistemas de vía en placa tienen un efecto en el coste de la infraestructura, especialmente en el caso de los terraplenes.

§ 7.55

Nuevamente, la estimación del incremento de coste introducido por los sistemas de vía en placa depende de las características locales y del diseño específico de la infraestructura. En concreto, la altura de terraplén y su composición se presentan como variables determinantes a la hora de evaluar el sobrecoste, pues determinarán las actuaciones adicionales necesarias para


72


cumplir el criterio de asientos máximos en la capa de forma. Entre las medidas disponibles figuran la sustitución de terreno, la construcción de columnas de grava o de jet-grouting, así como la ejecución de inyecciones o de micropilotes. § 7.56

Para estimar las acciones adicionales requeridas, así como su coste, el presente subproyecto se apoya en los resultados de la tarea 1.3, que especifica los tratamientos adecuados para cada franja de altura de terraplén (<10 m; 10-20 m; 20-30 m y 30-45 m)

Terreno natural (a nivel o desmonte) § 7.57

Los sobrecostes derivados de la colocación de sistemas de vía en placa sobre terreno natural son a priori menores de los que se producen en los tramos ubicados sobre terraplenes. Sin embargo, este hecho no excluye que en algunos emplazamientos sea necesario tratar el terreno mediante actuaciones que no hubieran sido requeridas en el caso de haber optado por una superestructura de vía sobre balasto.

§ 7.58

La estimación de las acciones suplementarias y de su coste se apoya nuevamente en los resultados de la tarea 1.3

7.3.3 Funciones de coste § 7.59

A partir de los criterios de estimación señalados en los apartados anteriores, resulta posible describir el coste de cada uno de los sistemas analizados tal y como se presenta a continuación: Superestructura

§ 7.60

Se adopta la siguiente formulación general: CS = CBase · [ctun·Ltun + cestr ·Lestr + ctierr ·Ltierr ] + Cdesv·n desv + Ctrans·n trans

§ 7.61

Siendo: CS CBase ctun cestr ctierr Ltun Lestr Ltierr Cdesv Ctrans n desv n trans

§ 7.62

Coste de construcción total de la superestructura (en €) Coste base (en €/m de vía) Coeficiente en túnel (-) Coeficiente en estructura (-) Coeficiente en tierras (-) Longitud que discurre en túnel (m de vía) Longitud que discurre sobre estructuras (m de vía) Longitud sobre terraplén o terreno natural (m de vía) Coste unitario de desvío (€/ud) Coste unitario de transición (€/ud) Número de desvíos (ud) Número de transiciones (ud)

La formulación propuesta incluye unos coeficientes de ponderación para las longitudes de vía en túnel, en estructura y en tierras, con el objeto de poder incorporar de manera sencilla las variaciones de coste de construcción de la


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superestructura que se producen cuando ésta se halla en cada tipo de tramo (debido a variaciones en su diseño o en los procesos constructivos). De momento y dada la falta de referencias detalladas en este ámbito para la vía en placa, dichos coeficientes se supondrán iguales a la unidad. § 7.63

De acuerdo con los criterios mencionados, se proponen los siguientes valores cuantitativos, en los que las unidades monetarias corresponden a euros de junio de 2007 (TABLA 34). TABLA 34 Valores cuantitativos. Función de costes de la superestruct ura CBase (€/ m de vía) Balasto AV

Esc. Superior 446,27

Esc. Inferior 421,28

1.022,43

854,48

Rheda (línea AV)

Coeficientes (-) Balasto AV

c tun

c estr

c tierr

1

1

1

Rheda (línea AV)

1

1

1

Costes unitarios (€/ud) Balasto AV

Ctrans

Cdesv

62.200

330.000

Rheda (línea AV)

62.200

660.000

Infraestructura § 7.64

Se adopta la siguiente formulación para las diferencias de costes de infraestructura debidas a la elección de dos sistemas de vía: CI = ∆Ctraz·L + ∆Ctun·Ltun +∆Cestr ·Lestr + ∆Cterr ·Lterr + ∆Ctnat·Ltnat

∆

§ 7.65

Siendo: CI ∆Ctraz ∆Ctun ∆Cestr ∆Cterr ∆Ctnat L Ltun Lestr Lterr Ltnat ∆

§ 7.66

Diferencia de costes de infraestructura (en €) Diferencia de costes derivadas del trazado (en €/ m de vía) Diferencia de costes en túneles (en €/ m de vía) Diferencia de costes en estructuras (en €/ m de vía) Diferencia de costes en terraplenes (en €/ m de vía) Diferencia de costes en terreno natural (en €/ m de vía) Longitud total del trazado (en m de vía) Longitud que discurre en túnel (m de vía Longitud que discurre sobre estructuras (m de vía) Longitud que discurre sobre terraplén (m de vía) Longitud que discurre sobre terreno natural (m de vía)

De acuerdo con los criterios mencionados, se proponen los siguientes valores cuantitativos, en los que las unidades monetarias corresponden a euros de junio de 2007 (TABLA 35).


74

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión TABLA 35 Valores cuanti tativos. Funci ón diferencia de cost es de la infraestructura

[Placa – Balasto]

Esc. 0

Esc. R

Ctraz

0

0

Ctun

0

- 91

Cestr

0

- 90

Cterr

0

+ ¿?

Ctnat

0

+ ¿?

(€/ m de vía) ∆ ∆ ∆ ∆ ∆


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8 CONCLUSIONES §8 1

La dispersión de la información de costes y las variables que los determinan hacen que el calibrado de una función de coste a partir de las entradas de la base de datos no ofrezca una significación estadística suficiente. Sin embargo, sí que proporcionan datos cuantitativos suficientes y señalan algunas pautas de variación a partir de las cuales ha resultado posible plantear una estimación razonable de los costes de construcción asociados a los sistemas tecnológicos objeto de estudio.

§8 2

Se han propuesto dos formas funcionales sencillas capaces de establecer una comparación adecuada entre los costes de construcción de dos sistemas tecnológicos. La primera considera los costes de la superestructura en valor absoluto, mientras que la segunda incorpora las diferencias relativas en los costes de infraestructura derivados de cada sistema.

§8 3

A partir de las referencias disponibles se han estimado los coeficientes de la primera función para las tipologías de vía Rheda y vía sobre balasto para alta velocidad. Se dispone así de un valor de coste base de acuerdo con dos escenarios (superior e inferior), así como de costes unitarios para desvíos y para la transición placa – balasto.

§8 4

Los coeficientes de la segunda función han sido formulados para varios factores con influencia en los costes de infraestructura (trazado, túneles, estructuras, terraplenes y tramos sobre terreno natural). Se ha considerado un escenario de variación cero y otro de variación relativa, para el que ha sido posible dar una estimación de los coeficientes asociados a los tramos en túnel y sobre estructuras. El desarrollo de las fases de modelación del proyecto permitirán previsiblemente realizar estimaciones fiables para tramos en terraplén y sobre terreno natural.


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Balasto y Vía en placa-Análisis de costo de inversión asociados a cada uno.pdf

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