Comparación de obras de rehabilitación sin zanja de redes de alcantarillado mediante los métodos estático y dinámico

Abstract

La infraestructura de alcantarillado en ciudades densamente pobladas como Lima, usualmente tiene varios años de antigüedad, superando muchas veces el período de vida útil de las tuberías. Ante ello, las Empresas Prestadoras de Servicios de Saneamiento deben invertir en obras de rehabilitación de alcantarillado para que disminuyan las incidencias operativas de colectores, tales como: atoros, colapsos y aniegos. Frente a esta necesidad, durante los últimos años las obras de rehabilitación en el Perú han aplicado la tecnología Trenchless, que es una tecnología sin excavación de zanja, la cual permite reducir el volumen de excavación, reposición de veredas, pavimento e impactos ambientales, es decir, su aplicación optimiza las inversiones y minimiza los impactos generados durante la etapa de construcción. La presente Tesis resalta la aplicación de un tipo de tecnología sin zanja, el método Pipe Bursting (PB), comparándose la modalidad Estático versus Dinámico, (conocido como neumático),también se analizaron los procedimientos constructivos, tiempos, costos, impactos ambientales y sociales, a fin de identificar la alternativa más efectiva. Por tanto, se evaluaron dos casos de obra bajo condiciones similares en la ciudad de Lima, aplicándose para cada caso el PB Estático y Dinámico. Tanto el sistema Estático y Dinámico requieren de la excavación de pozos de ataque o ventanas a lado de los buzones existentes, con el objetivo de instalar por un extremo los equipos de fragmentación y por el extremo opuesto para insertar de la tubería nueva, no obstante, la diferencia principal radica en la versatilidad de instalación de equipos y accesorios, así como el tiempo efectivo de fragmentación. En conclusión, la eficiencia de la aplicación del sistema Pipe Bursting dependió en gran medida del cumplimiento de las actividades preliminares y preparatorias, por ello el análisis comparativo estudió a detalle los procedimientos constructivos de cada método en dos frentes de trabajo a fin de reemplazar tuberías de concreto simple normalizado de diámetro de 200mm, mediante el uso de tubería de Polietileno igual diámetro asimismo se llego a verificar que las actividades preliminares y preparatorias representan aproximadamente el 50% del tiempo de la duración total. Finalmente, los resultados demostraron que el método PB Dinámico tiene mejor desempeño a nivel de costo y rendimiento respecto al PB Estático, sin embargo, el sistema neumático genera mayor cantidad de impactos ambientales negativos significativos, debido al incremento de niveles de ruido y vibración durante el proceso de fragmentación.

Lima is a densely populated city and its in sewerage infrastructure has more than 50 years and the pipes require replacement for exceeding their design life. Consequently, the Sanitation Service Provider Companies must invest in sewerage rehabilitation works to reduce the operational problems of collectors, such as: obstruct, collapse, and flooding. In order to solve this problem, Perú has applied Trenchless Technology (TT) in the last years for sewerage rehabilitation works. This is a type of subsurface construction work that requires a little excavation volume and no continuous trenches, also TT minimizes restoring ground surfaces such as sidewalks and pavement; in other words, application of this technology optimizes investments and minimizes the impacts generated during the construction stage. This Thesis highlights the application of a type of trenchless technology: the Pipe Bursting method by comparing the Static versus Dynamic System (known as pneumatic). This assessment considered the construction procedures, times, costs, environmental and social impacts, in order to identify the most effective alternative. Therefore, two construction cases were evaluated under similar conditions in Lima city, applying the Static and Dynamic systems for each case. As similarities, both systems require first digging of insert pits next to the existing manholes; then, the contractor should install the fragmentation equipment in one pit and on the opposite pit, should insert new pipes. In contrast, the main difference consists in the versatility of equipment installation and accessories, as well as the effective time of fragmentation. In conclusión, the efficiency of the application of the Pipe Bursting (PB) system largely depended on the accomplishment of the preliminary and preparatory activities and it was verified that the preliminary and preparatory activities represent approximately 50% of the time of the total duration. Finally, the results showed that the Dynamic system has better cost and performance compared to the Static system, however, the pneumatic system generates a greater number of significant negative environmental impacts, due to the increase in noise and vibration levels during the fragmentation process.