CAPITULO 2 LIMITACIONES TÉCNICAS DE LA RED DE CARRETERAS Y PROPUESTA DE PROYECTOS
2.1. RED EXISTENTE Y PROBLEMAS ACTUALES En esta sección se describen las principales limitaciones que presenta la red de carreteras en su condición actual. Estas limitaciones están asociadas con las características geométricas de la sección transversal de las carreteras (ancho total, de carril y bermas) y la estructura de los pavimentos. Además, existen limitaciones de capacidad vial en algunos tramos, reflejadas en un valor bajo del máximo volumen de tránsito que puede operar en condiciones de flujo estable.
2.1.1. Problemas técnicos técnicos de drenaje, drenaje, deslizamientos deslizamientos y estructura estructura de pavimento
Dentro de los 7,500 km de carretera donde el volumen de tránsito supera los 500 vehículos/día en 2004, la condición de la capa de rodadura se encuentra “muy mala” o “pobre” para 810 km, de los cuales más de la mitad corresponde a un espesor global de calzada de menos de 40 cm.
2.1.2. Problemas de capacidad actuales Como se explica en la Sección 5.1.2 del Capítulo 5 de la Parte 3 del Informe Final, la relación entre el volumen de tránsito y la capacidad de un tramo, es un indicador esencial, pues antes de alcanzar la saturación, las condiciones de circulación se deterioran a medida que el volumen de tránsito se incrementa. Generalmente, se puede definir cuatro grados de condición de tránsito, de los cuales, los niveles 3 y 4 presentan un grado de congestión perjudicial: - Nivel 3 - circulación densa: si la relación volumen/capacidad es entre 0.45 y 0.80 , y el porcentaje de tiempo pasado en pelotón supera el 65 %. Los conductores tienen poca posibilidad en cuanto a su velocidad. El nivel de servicio está reducido. - Nivel 4 - riesgo de congestión: si la relación volumen/capacidad es superior a 0.80 , y el porcentaje de tiempo pasado en pelotón supera el 80 %. La velocidad está considerablemente afectada. Es casi imposible rebasar y el nivel de servicio es muy malo. Los riesgos de congestión son importantes: una perturbación menor (lluvia, vehículo lento, vehículo mal estacionado, etc.) genera embotellamientos donde los vehículos circulan con muy baja velocidad. Estos grados de condición de tránsito y los valores de V/C que se relacionan a los mismos, sirven de indicadores para identificar los problemas en la red. Ellos no remplazan un análisis más detallado de los niveles de servicio que requiere medir las velocidades de operación y la
Como se explica en la Sección 3.1.2 del Capítulo 3 de la Parte 3 del Informe Final, los cálculos de capacidad no se aplican a las carreteras no pavimentadas y los resultados del modelo se deben analizar con mucho cuidado. Si se cruza la información del Mapa 2.1 con el tipo de pavimento y ancho de calzada respectivamente, se constata que los tramos no pavimentados que presentan una relación V/C entre 0.45 y 0.80 también presentan un ancho de calzada insuficiente (inferior a los 5 m). Por ello, pueden requerir una ampliación en la medida que el volumen de tránsito lo justifique.. Estos tramos incluyen los siguientes: En la Longitudinal de la Sierra (R 003N): el tramo Empalme Chamaya-Cajamarca, al norte de Cajamarca. En la Longitudinal de la Selva (R 005N): los tramos Juanjui-Tocache (obras recién concluidas, cambios todavía no tomados en cuenta en la red modelada) y Tingo MaríaPuente Chino. En las transversales: un tramo al norte de Churín (R 016) y un tramo entre Huacarpay y Huancarani (D 100, departamento del Cusco). Los tramos que se ubican en carreteras pavimentadas y presentan una relación V/C entre 0.45 y 0.80 incluyen los siguientes: En la Longitudinal de la Sierra (R 003S): el tramo Pte. Matachico-Dv. Jauja (obras recién concluidas, cambios todavía no tomados en cuenta en la red modelada). En la Carretera Central (R 020): los tramos Dv. Santa Eulalia-Cupiche y CocachacraMatucana. El tramo Repartición-Uchumayo de la Transversal R 030A (departamento de Arequipa).
2.2. PROBLEMAS
DE
CAPACIDAD
PREVISIBLES
A
LOS
Como se explica en el Capítulo 5 de la Parte 3 del Informe Final, se asignaron a la red de referencia las matrices de origen y destino de la demanda de transporte proyectada para 2013 y 2023 respectivamente. Los Mapas 2.2 y 2.3, adjuntos al final de este capítulo, muestran los volúmenes de tránsito total asignados a los distintos tramos de la red de referencia en 2013 y 2023 respectivamente, así como las clases de congestión. i)
Situación en 2013
En 2013, en particular, los tramos de la red listados a continuación se encuentran en los niveles de congestión 3 ó 4. Respecto a la nomenclatura de puntos que definen los tramos, se debe destacar que la misma se circunscribe a los datos de inventario del PIT, los cuales fueron recogidos en el transcurso de la Tarea 1, en base a las indicaciones de los mapas viales por departamento del MTC (Asesoría Técnica) actualizados a noviembre de 1998. •
•
En la Panamericana: Se encuentran a nivel de congestión 3 (0.45 < V/C < 0.80) los tramos: - Cruce de la zona urbana de Piura, - Ingreso a Pativilca-Desvío Cajatambo (no hace parte de la concesión AncónPativilca), - San Luis-San Vicente de Cañete, - Dv. Quilca-Qda. Del Toro. En la Longitudinal de la Sierra : Se encuentran a nivel de congestión 3 (0.45 < V/C < 0.80) los tramos: Guayabo-El Tambo,
ii)
Situación en 2023
En 2023, los siguientes tramos de la red se encuentran a niveles de congestión 3 ó 4: •
•
En la Panamericana: Se encuentran a nivel de congestión 4 (V/C > 0.80) los tramos: - Ingreso a Pativilca-Desvío Cajatambo (no es parte de la concesión Ancón-Pativilca), - San Luis-San Vicente de Cañete. Se encuentran a nivel de congestión 3 (0.45 < V/C < 0.80) los tramos: - Sullana-Piura, - cruce por zona urbana de Piura, - cruce por zona urbana de Chiclayo, - Santa-Coishco, - cruce por zona urbana de Casma, - 10 km antes de Dv. Yauyos, - 5 km antes de Chincha Alta, - Dv. Quilca-Qda. Del Toro. En la Longitudinal de la Sierra : Se encuentran a nivel de congestión 4 (V/C > 0.80) los tramos: - Puente Matachico-Puente Stuart, - Paucarcolla-Puno. Se encuentran a nivel de congestión 3 (0.45 < V/C < 0.80) los tramos: - 23 km antes de El Tambo, - Dv. Sta. Cruz-Cochabamba,
-
Cajacay-Huambo (R 014), Cochacancha-Churín (R 016), Puente El Rancho-Tingo María (R 016A), KM 88+305-San Mateo (R020), R 003N-Tarma y Palca-Puntayacu (R 020A), Ingreso a Pisco (R 024), Repartición-Dv. Cerro Verde y Uchumayo-Arequipa (R 030A), Huancarani-Paucartambo (Cusco, D 100), Cusco-Pisac (D 107), Patapampa-Dv. D 121 (Arequipa, D 111).
En 2023, 378 km de carreteras recibirán un volumen de tránsito promedio diario que superará el 80 % de su capacidad (V/C > 0.8), nivel considerado como representativo del inicio de las degradaciones de las condiciones de tránsito. Estas carreteras incluyen 72 km que forman parte de proyectos comprometidos, sin embargo, generalmente estos proyectos de refuerzo no incluyen un incremento notable de la capacidad.
2.3. PROPUESTA DE PROYECTOS 2.3.1. Identificación de los proyectos i)
Criterios de identificación
Los criterios para determinar las obras de construcción, ampliación, pavimentación, refuerzo
calibración del modelo de transporte presentado en la Parte 3 del Informe Final. Este mapa sirve para la aplicación de los criterios 3 y 5 previamente indicados. Para identificar los proyectos que cumplen con los criterios 2 y 4, en un primer paso se asignó las matrices proyectadas al año 2023, a la red de referencia (la cual incluye los proyectos comprometidos), como se explica en la Parte 3 del Informe Final. El Mapa 2.3, adjunto al final de este capítulo, muestra el volumen de tránsito diario incluyendo el tránsito local asignado a cada tramo de la red de referencia en 2023. Se resaltan en rojo los tramos de la red en los cuales la relación volumen/capacidad alcanza 0.80. Como se explicó en la Sección 2.1.2, la relación entre el volumen de tránsito y la capacidad de un tramo, es un indicador esencial, pues antes de alcanzar la saturación, las condiciones de circulación se deterioran a medida que el volumen de tránsito se incrementa. Generalmente, se puede definir un grado de congestión perjudicial si la relación volumen/capacidad es superior a 0.80, cuando el porcentaje de tiempo pasado en pelotón supera el 80 %. ii)
Tipos de proyecto
En base a los criterios previamente presentados, se identificaron cinco tipos de proyectos:
1- Construcción de carreteras nuevas: de los 2,340 km de tramos intransitables de la RVN, se consideró los siguientes: - El tramo faltante de la Variante “costanera” de la Panamericana Sur (R 001SA): Quilca-Matarani (62 km, departamento de Arequipa). El tramo faltante de la Longitudinal de la Sierra (R 003N): Corongo-Tauca (46 km,
iii)
Proyectos propuestos
El Cuadro 2.1, adjunto al final de este capítulo, indica la lista de los proyectos propuestos que se resumen a continuación. Los proyectos se presentan por ruta y por departamento y se indica su inicio, su fin, los volúmenes de tránsito (IMD de 2004, tránsito normal y generado proyectado al 2023), el tipo de proyecto, las características (tipo de pavimento, sección típica y longitud) iniciales y finales. Los volúmenes de tránsito son promedios calculados luego de ponderación en relación a la longitud de los sub-tramos. El Apéndice 2/3 muestra los detalles de los proyectos por sub-tramos. Respecto a la nomenclatura de puntos que definen los tramos, se debe destacar que la misma se adecua a los datos de inventario del PIT, los cuales fueron recogidos en el transcurso de la Tarea 1 en base a las indicaciones de los mapas viales por departamento del MTC (Asesoría Técnica) actualizados a noviembre de 1998. El Cuadro 2.2 indica las longitudes totales por tipo de proyecto. El Mapa 2.4, adjunto al final de este capítulo, muestra la ubicación de los proyectos propuestos.
Cuadro 2.2 - Longitud total por tipo de proyectos propuestos Tipo de proyecto Construcción Ampliación Pavimentación
Longitud inicial (km) 482 378 1,834
% (en relación a la red del estudio) 2% 2% 8%
o a la construcción de una nueva. En particular, no se identifican en esta etapa del estudio los requerimientos de vías de evitamiento. La elección de la solución técnica más conveniente se debe hacer luego de estudios más detallados. Otro ejemplo, se identifican los requerimientos de refuerzo de estructura sin estudios específicos, con el objetivo de estimar globalmente estos requerimientos, pero no de diseñar la estructura apropiada a cada uno de los tramos, ni elegir el tipo de pavimento (carpeta asfáltica o tratamiento superficial bituminoso). Los tipos de carretera se definen de acuerdo con las características de su sección transversal. Las actuales secciones típicas de carreteras existentes, antiguas, no corresponden a las Normas de Diseño de Carreteras del Perú de 2001. El inventario vial llevado a cabo en el marco del PIT ha considerado los tipos que se muestran en la Figura 2.1 adjunta al final de este capítulo. El Cuadro 2.4 resume las principales características de estas secciones. Las velocidades de diseño se aplican en condiciones ideales (terreno plano y sin fricción lateral) y se pueden reducir de acuerdo con las condiciones reales (por ejemplo, en terreno montañoso). Para tomar en cuenta la realidad existente, se consideró en el inventario vial del PIT hasta cuatro tipos de carreteras de una calzada (C, D, E y F) mientras que las Normas de Diseño de Carreteras del Perú de 2001 consideran tres tipos (PC: primera clase, SC: segunda clase y TC: tercera clase) para la concepción de los proyectos de la red futura. De otro lado, para la estimación de costos de los proyectos, se necesitó definir los cambios de características (de tipos) en relación al tipo existente. Por ello, se clasificaron los proyectos según los tipos del inventario. En el ámbito de planificación del estudio este enfoque es suficiente. En las fases posteriores de estudios de factibilidad y de estudios definitivos de los proyectos, obviamente, las Normas de Diseño de Carreteras del Perú tendrán que aplicarse.
El Mapa 2.6, adjunto al final de este capítulo, muestra los volúmenes de tránsito total (normal y generado) en cada tramo de la red de proyectos en 2023. En general, se verifica que han desaparecido las situaciones de congestionamiento perjudicial (V/C > 0.80) con excepción en un tramo de la transversal 010A (cerca del Dv. a Otuzco) y de la transversal 020A (PalcaPuntayacu). Estas situaciones pueden evitarse incluyendo estos tramos en los proyectos P2-7 y P2-15 respectivamente (véase Cuadro 2.1 y Apéndice 2/4). En esta etapa de la programación, estos tramos no se incluyeron en dicho proyecto debido a que estas situaciones de congestión se deben a la inclusión del tránsito generado y que el ratio V/C supera muy poco el 0.8. En general, los proyectos viales propuestos son independientes unos de otros, debido a que la zona de influencia de cada uno es distinta. Las rutas en las cuales los proyectos se ubican no compiten entre sí. Sin embargo, existen algunas excepciones como las siguientes: El tramo para construir la Variante “costanera” de la Panamericana Sur (R 001SA): Quilca-Matarani (departamento de Arequipa) compite con la Panamericana Sur que pasa por Repartición. El tramo para construir Huamachuco-Juanjui de la Ruta Transversal 010B compite con el Eje Amazonas Norte (Paita-Tarapoto-Yurimaguas) debido a que permite unir el Puerto de Salaverry (Trujillo) al Puerto de Yurimaguas. La asignación de tránsito a la red de proyectos permite analizar las condiciones de competencia entre estas rutas. El Mapa 2.6, adjunto al final de este capítulo, muestra los volúmenes de tránsito total (normal y generado) en cada tramo de la red de proyectos en 2023.
Aunque el ahorro en vehículos-km no sea muy importante (0.8 %), cabe destacar que en la situación con proyectos 96.6 % de los vehículos-km recorridos lo son en carreteras pavimentadas mientras que en la situación de referencia está participación no supera el 91.5 %. El Cuadro 2.6 muestra el total de los vehículos-horas diarios (incluyendo el tránsito local) en la red de referencia (sin proyectos) y a la red con proyectos en 2023. Se puede ver que se necesita menos tiempo de recorrido para el mismo volumen de viajes (el total de los vehículos diarios asignados no cambia mientras que el total de los vehículos-horas disminuye) debido a la mejora de la red con los proyectos. El ahorro total en vehículos-horas supera el 23 %. Siendo el valor de tiempo por vehículos de los vehículos ligeros y de los vehículos de transporte público de pasajeros 12.5 S/. y 50.7 S/. por hora respectivamente (véase Parte 3 del Informe Final), el ahorro total anual en tiempo representa 852 millones de soles o sea cerca de 243 millones de dólares.
Cuadro 2.6 - Vehículos-horas diarios en 2023 Tipo de vehículos Vehículos ligeros Transporte público Transporte de carga Total
Miles de vehículos-horas (vhr) Red de referencia 240 166 201 607
Red de proyectos 183 134 149 466
Ahorro Miles de vhr 57 32 52 141
% 23.7 % 19.3 % 25.8 % 23.2 %
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Movimiento de tierras: en $/m3/km, aplicables a la suma de las cantidades de excavaciones (en sitio o préstamo) y de los terraplenes compactados. Sub-base: en $/m3/km, con base en un material de tipo grava natural seleccionado. Base clásica: en $/m3/km, con base en grava triturada. Base particular: en $/m3/km, de tipo base negra (granulometría 0/20 con 4 % de asfalto) o grava triturada (0/31.5 mejorada con 7 % de cemento), Capa de rodadura: en $/m3/km, de tipo capa asfáltica (granulometría 0/10 con 6 % de asfalto). Puentes: en $/m2 de losa. Obras de drenaje: en $/m3 de concreto por km, incluyendo concreto, aceros (80 kg/m3) y encofrado (5 m2 por m3) representativo de las alcantarillas y cunetas de concreto. Transporte de materiales a una distancia de menos de un km: en $/m3 x km. Transporte de materiales a una distancia de más de un km: en $/m3 x km.
Se tomaron en cuenta los gastos relativos a las obras preliminares, señalización, seguridad vial, protección ambiental y varios, por medio de un porcentaje de la suma de los costos por km. resultando de la aplicación de los precios de referencia a las cantidades de obra estimada. Se analizaron para cada región los precios unitarios de los presupuestos detallados de tres proyectos recientes significativos (de más de 20 km. de longitud) para determinar el precio promedio de referencia de obra correspondiente. Se utilizaron los datos de los nueve proyectos de carretera siguientes para este análisis:
El sistema de cálculo de los costos, utiliza por un lado un listado de precios unitarios que reflejan las condiciones particulares de las tres zonas principales clásicas del país (costa, sierra y selva) en relación a la distancia al mar (puertos), las condiciones climáticas generales para la construcción de carreteras, las facilidades ofrecidas a las empresas encargadas de las obras, y por otro lado, los volúmenes de obras promedios por tipo de carretera y de topografía (plana, ondulada, montañosa). Los precios unitarios aplicables en la sierra, aunque sean determinados en base a tres proyectos de la sierra en zona plana u ondulada, permiten tener un costo representativo porque se aplican a volúmenes por kilómetro diferentes en zona montañosa.
Cuadro 2.7 - Precios unitarios de referencia (en US $ sin IGV) del año 2004 No de precio Costa Selva Sierra Promedio
1 2.71 3.01 5.35 3.69
2 11.53 12.17 10.93 11.55
Precio 1: Movimiento de tierra (en $/m 3) Precio 2: Sub-base (en $/m 3) Precio 3: Base clásica (en $/m 3) Precio 4: Base particular (en $/m 3) Precio 5: Capa de rodadura (en $/m 3)
3 14.34 17.24 17.42 16.34
4 88.15 99.68 91.25 93.03
5 6 7 110.19 1 384.95 301.15 124.60 1 765.10 384.93 114.06 1 685.55 366.41 116.28 1 611.87 350.83
8 1.69 2.34 2.06 2.03
Precio 6: Puentes (en $/m2) Precio 7: Obras de drenaje (en $/m3 de concreto) Precio 8: Transporte < 1 km (en $/m3 x km) Precio 9: Transporte > 1 km (en $/m3 x km)
9 0.26 0.56 0.52 0.45
iii)
Costos por Kilómetro
De las cantidades por km y de los nueve precios básicos unitarios se deduce en la hoja Excel el costo por km de carretera de acuerdo con los siguientes datos de entrada: la zona, el terreno (plano, ondulado, montañoso o de pendiente crítica), el tipo de obra (carretera nueva, cambio de tipo o refuerzo), el CBR de subrasante, codificado por rango creciente de S1 a S5, el tipo de sección transversal (inicial y final en caso de cambio de tipo), el volumen de tránsito acumulado (futuro y de los 15 años anteriores en caso de cambio de tipo). Se utilizaron los datos de tránsito clasificados de acuerdo con la codificación (T1, T2, T3, etc., véase Apéndice 2/6) del CEBTP (Centro de Estudio para la Construcción y las Obras Públicas, CEBTP por sus siglas en Francés) para la determinación de la parte recuperable de la estructura existente. Se supuso que cada tramo fue construido con la estructura adecuada al tránsito estimado de la época cuando los datos del inventario no existían o parecían dudosos. En adición a los costos estimados con base en los nueve precios de referencia, se añadieron algunos porcentajes a la suma de esos nueve renglones para considerar la incidencia de los otros renglones habituales de los proyectos de carretera: Obras preliminares (5 % en terreno plano u ondulado y 8 % en montaña para carreteras nuevas o cambio de tipo y 3 % para refuerzo). Señalización y seguridad vial (3 %).
-
este costo fuera superior, lo que acontecería generalmente en zona urbana, se buscaría una variante de trazado (periférico) en zona suburbana de mismo costo global. Cálculo de un costo adicional de un 12 % (Costa) 15 % (Selva) y 18% (Sierra) de los costos anteriores para los estudios, la supervisión y el pilotaje de las obras. Cálculo del IGV aplicable.
Cabe destacar que la hipótesis de reducción de la longitud de los trazos nuevos en relación a la longitud de la carretera existente (10 % en el caso de trazado enteramente nuevo, 5 % en el caso de trazado parcialmente nuevo) se sustenta, en particular, en base a las estadísticas derivadas de algunos ejemplos como los siguientes: Carretera Olmos-Corral Quemado-R ío Nieva, Tramo Pedro Ruiz-R ío Nieva: longitud inicial 97.75 km, longitud después construcción 91.60 km, reducción 6 %. Carretera Cuzco-Juliaca-Desaguadero, Tramo II Pucar á-Santa Rosa: longitud inicial 81.25 km, longitud después construcción 74.14 km, reducción 9 %. Carretera Cuzco-Juliaca-Desaguadero, Tramo III: longitud inicial 64.20 km, longitud después construcción 55.10 km, reducción 14 %. Los costos de adquisición de derecho de vía considerados para las estimaciones, incluyendo programa de asentamiento, son de 0.30 $/m2 en zona de costa, 0.20 $/m2 en la sierra y 0.10 $/m2 en la selva en zona rural, sobre el cual se aplicó un coeficiente de 3 en zona suburbana y de 7 en zona urbana para cada zona. Estos valores se derivaron de estudios existentes como los Estudios Definitivos de ingeniería
Por ejemplo, en el caso de la carretera central (Ruta 020), el costo estimado de las obras propuestas para suprimir la congestión permitirá satisfacer a este objetivo alcanzando una fluidificación suficiente del tránsito por el medio de la construcción de secciones de carretera de cuatro carriles en una longitud significativa. Sin embargo, en las secciones del trazado muy críticas del punto de vista del relieve, la ampliación a cuatro carriles podría inducir un costo de tal importancia que no parece factible. El Cuadro 2.1, adjunto al final de este capítulo, muestra el costo de los proyectos cuyo desglose por sub-tramos se muestra en el Apéndice 2/$. El Cuadro 2.7 presenta el resumen de estos costos según el tipo de ruta.
Cuadro 2.8 - Costos de los proyectos propuestos por tipo de ruta Tipo de ruta Panamericana Longitudinal de la Sierra Longitudinal de la Selva Transversales de la Red Vial Nacional Transversales de la RVD y RVV Total
Longitud (km) Inicial Final 1,080 1,071 976 945 779 769 2,704 2,593 717 688 6,256 6,066
Costo en miles de US $ Obras (1) Total (2) 271,388 362.456 192,726 266,603 96,120 136,212 851,027 1,172,874 131,851 182,731 1,543,112 2,120,876
(1) Costo de obras sin IGV (2) Costo total incluyendo derecho de vía, estudios y supervisión, incluyendo IGV
SECCION TIPICA A3
SECCION TIPICA B3
Gráfico 2.1 Tipos de Carretera Plan Intermodal de Transportes del Perú - MTC/OGPP Informe Final - Parte 4, Capítulo 2. Consorcio BCEOM-GMI-WSA. Junio de 2005
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SECCION TIPICA A2
SECCION TIPICA B2
Gráfico 2.1 Tipos de Carretera Plan Intermodal de Transportes del Perú - Ministerio de Transportes y Comunicaciones/OGPP Informe Final - Parte 4, Capítulo 2. Consorcio BCEOM-GMI-WSA. Junio de 2005
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SECCION TIPICA C
SECCION TIPICA D
SECCION TIPICA E
SECCION TIPICA F
Gráfico 2.1 Tipos de Carretera Plan Intermodal de Transportes del Perú - MTC/OGPP Informe Final - Parte 4, Capítulo 2. Consorcio BCEOM-GMI-WSA. Junio de 2005
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