ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO A MEDIO Y …webaux.cedex.es/idipeit/conv2006/Convocatoria_2006/PT-2006-024-19... · 5.1.3 “Track performance on new ... FIGURA 3 Esquema del conjunto

ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO A MEDIO Y LARGO PLAZO DE LAS ESTRUCTURAS FERROVIARIAS

DE BALASTO Y PLACA (PT–2006–046–17IAPM)

SP 5 – 5.1

Análisis de los costes de inversión asociados a cada sistema de vía

Mayo 2008

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]

CENIT

Centro de Innovación del Transporte

SP5 – 5.1: Análisis de costes de inversión

1

CENIT


ÍNDICE DE CONTENIDOS

1 RESUMEN EJECUTIVO 5

2 INTRODUCCIÓN 6

3 DESCRIPCIÓN FUNCIONAL DE LOS SISTEMAS DE VÍA OBJETO DE ESTUDIO 7 3.1 Vía sobre balasto 7

3.1.1 Tipologías de análisis 7 3.1.2 Descripción funcional 7

3.1.2.1 Generalidades 7 3.1.2.2 Vía sobre balasto en líneas convencionales 8 3.1.2.3 Vía sobre balasto en líneas de alta velocidad 8

3.1.3 Experiencia existente 10 3.2 Vía en placa 13

3.2.1 Tipologías de análisis 13 3.2.2 Descripción funcional 14

3.2.2.1 Generalidades 14 3.2.2.2 Sistemas con carril embebido con apoyo continuo 14 3.2.2.3 Sistemas con un nivel elástico con apoyo discreto y placa continua 15 3.2.2.4 Sistemas con un nivel elástico con apoyo discreto y placa discontinua 18 3.2.2.5 Sistemas con dos niveles elásticos (entre carril y bloque y entre bloque y placa) con apoyo discreto y placa continua 19 3.2.2.6 Sistemas con dos niveles elásticos (entre carril y bloque y entre bloque y placa) con apoyo discreto y placa discontinua 20

3.2.3 Experiencia existente 22

4 ANÁLISIS DE LAS PARTIDAS QUE COMPONEN LOS COSTES DE INVERSIÓN 27 4.1 Desgloses de costes de inversión 27

4.1.1 Desglose empleado en los estudios de planificación 28 4.1.2 Desglose empleado en los proyectos de construcción 28 4.1.3 Desglose empleado en los sistemas contables del gestor de infraestructuras 30 4.1.4 Desglose empleado en estudios económico – financieros específicos 31

4.2 Definición preliminar de un desglose para los costes de inversión 33 4.2.1 Criterios 33 4.2.2 Desglose escogido 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 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


2

CENIT


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 49 5.2.1 “High speed rail: International comparisons”. Steer Davies (2004) 49 5.2.2 Referencias propias. CENIT 51 5.2.3 “Prices and costs in the railways sector”. Baumgarter (2001) 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 DE VARIACIÓN 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 Tipología de vía 60 7.2.2 Tipología de la sección (túnel, estructura, tierras) 63 7.2.3 Longitud de la sección 65 7.2.4 Otros parámetros 67

7.3 Estimación de funciones de coste 68 7.3.1 Criterios de estimación para el coste de la superestructura 69 7.3.2 Criterios de estimación para el coste de la infraestructura 70 7.3.3 Funciones de coste 73

8 CONCLUSIONES 76

9 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 77


3

CENIT


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


4

CENIT


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


5

CENIT


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.


6

CENIT


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 estructuras 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 Estructura 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.


7

CENIT


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 funcional

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


8

CENIT


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 conjunto de las capas de asiento y la plataforma 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 FIGURA 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.


9

CENIT


• 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 conjunto de las capas de asiento y la plataforma 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:

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

§ 3.16 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.


10

CENIT


§ 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)


11

CENIT


TABLA 1 Líneas de alta velocidad japonesas. Km de línea por sistema tecnológico

Año Línea Tramo Balasto Placa Total 1964 Tokaido Tokio-Osaka 516 0 516

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 Takasaki-Nagano 20 105 125 Suma 880 1,094 1,974

Fuente: Melis (2006)

§ 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


12

CENIT


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 Principales realizaciones en vía sobre balasto para alta velocidad

Tipología Sistema País Tramo Longitud (km)

Año

2 Alta velocidad Japón Tokaido (Tokyo-Osaka)

2 x 516 1964

2 Alta velocidad Japón Sanyo (Osaka - Hakata)

2 x 281* 1975

2 Alta velocidad Japón Tohoku (Tokio-Marioka)

2 x 48* 1982

2 Alta velocidad Japón Jeoetsu (Omiya-Niigata)

2 x 15* 1982

2 Alta velocidad Francia Paris - Lyon 2 x 410 1985 2 Alta velocidad Francia TGV Atlántico 2 x 286 1990 2 Alta velocidad Italia Roma - Firenze 2 x 231* 1990 2 Alta velocidad Alemania Mannheim - Stuttgart 2 x 99 1991 2 Alta velocidad Alemania Hannover-Würzburg 2 x 327 1991 2 Alta velocidad España Madrid – Sevilla 2 x 471 1992 2 Alta velocidad Francia TGV Norte 2 x 333 1993 2 Alta velocidad Francia TGV Rhone-Alps 2 x 115 1994 2 Alta velocidad Francia Interjonction 2 x 102 1996 2 Alta velocidad Bélgica Bruselas - Francia 2 x 88 1997 2 Alta velocidad Japón Hokuriku (Takasaki-

Nagano) 2 x 20* 1997

2 Alta velocidad Francia TGV Mediterráneo 2 x 251 2001 2 Alta velocidad Bélgica Leuven - Bierset 2 x 62 2002 2 Alta velocidad España Madrid – Lleida 2 x 481 2004 2 Alta velocidad Korea Seul - Bousan 2 x 412 2004 2 Alta velocidad España Acceso ferroviario a

Toledo 2 x 20,5 2005

2 Alta velocidad Italia Roma - Gricignano di Aversa

2 x 195 2005

2 Alta velocidad Italia Torino - Novara 2 x 85 2006 2 Alta velocidad España Madrid - Valladolid 2 x 149,5 * 2007 2 Alta velocidad España Córdoba – Málaga 2 x 155 2007 2 Alta velocidad Italia Padova - Venezia 2 x 24 2007 2 Alta velocidad Reino Unido Channel Tunnel Rail

Link 2 x 108 2007

* Descontadas las longitudes realizadas en vía en placa (ver TABLA 4)


13

CENIT


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:

• 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 § 3.31 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 Sistema de vía en placa

Carril embebido con apoyo continuo

Sistema EDILON con carril embebido

Rheda 2000 1 nivel elástico con apoyo discreto y placa continua

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

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

§ 3.32 Los apartados siguientes presentan una breve descripción funcional de cada

sistema, así como una revisión de los casos en los que han sido aplicados.


14

CENIT


3.2.2 Descripción funcional

3.2.2.1 Generalidades § 3.33 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 continuo

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.


15

CENIT


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 discreto 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.


16

CENIT


FIGURA 5 Sistema Rheda Dywidag

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 Sistema 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:


17

CENIT


• 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


18

CENIT


• 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 discreto 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 Sistema BÖLG

Fuente: UIC (2002).

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


19

CENIT


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


20

CENIT


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

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 (Shinkansen)

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:


21

CENIT


• 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 Sistema 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


22

CENIT


• 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.


23

CENIT


§ 3.63 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 Rosch-Malsh 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,


24

CENIT


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 ferroviaria 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


25

CENIT


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)


Año

1 EDILON España Estación de Atocha 8,2 1992 1 EDILON Países

Bajos Best 3 1998

2 Rheda Classic Alemania Túnel de Einmalberg 2 x 2,4 1985 2 Rheda Classic Alemania Túnel de Mühlberg 2 x 7 1986 2 Rheda Classic Alemania Túnel de Sengeberg 2 x 5,6 1989 2 Rheda Classic Austria Túnel de Säusentein 2 x 8,9 1993 2 Rheda Classic Alemania Berlín – Hamburgo

(Breddin-Glöwen) 2 x 8,3 1994

2 Rheda Classic Alemania Berlín-Hannover 2 x 117 1998 2 Rheda Dywidag Alemania Colonia- Rhein Main 2 x 15,6 2002 2 Rheda 2000 Países

Bajos Ámsterdam – Frontera belga

2 x 81,5 2005

2 Rheda 2000 Alemania Nuremberg–Ingolstadt

2 x 36 2006

2 Rheda 2000 España Túnel de Guadarrama

2 x 30 2007

2 Rheda 2000 España Túnel del Perthus 2 x 8,3 En constr.

2 Rheda 2000 España Túneles varios en el Eje Atlántico

2 x 8 2007

2 Rheda 2000 Taiwan Taipei – Kaoshiung (estaciones)

88 2007

2 Rheda 2000 China Wuhan to Guangzhou (ensayo)

2 x 10 2007

2 Rheda 2000 China Wuhan to Guangzhou

2 x 980 En constr.

2 Rheda 2000 India Udhampur - Katra 10 En constr.

2 Rheda Berlín Alemania Zoo – Berlín Main Station

4 x 8 1997

2 Rheda Berlín Alemania Erfurt – Leipzig (Schkeuditz)

2 x 3 2001

2 Rheda Berlín Alemania Colonia- Rhein Main 2 x 43,7 2002 2 Züblin Alemania Colonia- Rhein Main 2 x 21,2 2002 2 Züblin Alemania Túnel Markstein 2 x 4,8 1989 2 Züblin Alemania Wittenberge –

Dergenthin 2 x 6 1994

2 Züblin Alemania Gardelegen 2 x 22 1996 2 Züblin China Xi’an-Zhengzhou 2 x 460 En

constr. 3 BÖGL China Pekín – Tianjin 2 x 116 En

constr.


26

CENIT



Año

3 BÖGL Alemania Nuremberg–Ingolstadt

2 x 35 2006

4 Stedef Suiza Túnel de Heitersberg 10 1975 4 Stedef Suiza Zurich 15,9 1979-

1990 4 Stedef España Tramos diversos * 55 1984-

1994 4 Stedef Francia RER C 9,2 1988 4 Stedef Francia Túnel de

Villecresnes 2,5 1994

4 Stedef Suiza Túnel de Grauholz 11,5 1995 4 Stedef Francia Interconexión TGV 8,5 1996 4 Stedef Italia Túnel Passante di

Milano 14 1997

4 Stedef Francia RER E 8,7 1999 5 IPA Italia Gemona del Friuli -

Carnia 2x7 1989

5 IPA Italia Túnel de Canizzaro 5 1988 5 IPA Italia Fiumicino aeroporto 5 1988 5 IPA Italia Roma – Florencia 5 1991 5 IPA Italia Verona- Brennero 26 1993 5 Shinkansen slab

track Japón Sanyo (Osaka –

Hakata) 2 x 281 1975

5 Shinkansen slab track

Japón Tohoku (Tokio-Marioka)

2 x 451 1982


Japón Jeoetsu (Omiya-Niigata)

2 x 256 1982


Japón Hokuriku (Takasaki-Nagano)

2 x 105 1997


Japón Tohoku (Hachinohe-Aomori)

2 x 82 En constr.


Japón Kyushu (Hakata-Yatsuhiro)

2 x 130 En constr.


Japón Nagano (Nagano-Kanazawa)

2 x 221 En constr.


Japón Hokkaido 2 x 144 En constr.


Taiwan Taipei - Kaoshiung 2 x 345 2007

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


27

CENIT


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 costes 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.


28

CENIT


§ 4.6 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

Fuente: Elaboración propia a partir de Ineco (2006)

4.1.2 Desglose empleado en los proyectos de construcción § 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,

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


29

CENIT


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 construcción de plataforma

Capítulo Subcapítulos Movimiento de tierras Demoliciones y trabajos previos Excavaciones Rellenos y terraplenes Tratamientos del terreno Estructuras Viaductos Pasos superiores Pasos inferiores Muros Drenaje Cuneta Obras de drenaje Túneles Túnel perforado Túnel artificial Reposición de servidumbres Reposición de viales Reposición riego, saneamiento y

abastecimiento Situaciones provisionales Varios Instalaciones ferroviarias Instalaciones ferroviarias de la plataforma Integración ambiental 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 Reposición de servicios afectados Reposiciones eléctricas Reposiciones gas Reposiciones fibra óptica Reposiciones alumbrado Obras complementarias Cerramiento Varios


30

CENIT


§ 4.13 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 en los sistemas contables del gestor de 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.

TABLA 7 Desglose empleado en el sistema contable de RFF

Capítulo Elementos Terrenos Terrenos de asiento de la vía Otros terrenos Tratamientos del terreno Alcantarillado, drenaje y otros Vallado Obra civil para telecomunicaciones Obra civil para señalización y electrificación Movimiento de tierras Movimiento de tierras Vía (alta velocidad) Carriles (9 categorías según clasif. UIC) Carriles (fuera de la clasif. UIC) Traviesas Balasto Equipamiento de vía Vía (líneas principales) Carriles (9 categorías según clasif. UIC) Carriles (fuera de la clasif. UIC) Traviesas Balasto


31

CENIT


Capítulo Elementos Equipamiento de vía Vía (líneas de servicio) Carriles (9 categorías según clasif. UIC) Carriles (fuera de la clasif. UIC) Equipamiento de vía Apartaderos (puertos) Apartaderos (privados) Suministro eléctrico Hasta 15 partidas diferentes Señalización Hasta 17 partidas diferentes Telecomunicaciones Hasta 20 partidas diferentes Pasos a nivel Pasos a nivel Estructuras 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 económico-

financieros 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 construcción de una línea ferroviaria - LITEP

Capítulo Partidas Estudios Viabilidad Anteproyecto Proyecto Expropiaciones Expropiaciones


32

CENIT


Capítulo Partidas Infraestructura 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 Superestructura Balasto Traviesas Sujeciones Carriles Soldaduras Montaje Mantenimiento inicial

Subestaciones Sistema de electrificación Catenaria

Cables Sistema de señalización 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

Equipamiento de vía

Cruzamientos Estaciones 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.


33

CENIT


4.2 Definición 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


34

CENIT


§ 4.28 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

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 m2 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.

B-C

onve

ncio

nal

B-A

lta v

eloc

idad

P-E

dilo

n

P-R

heda

200

0

P-B

OG

L

P-S

tede

f

P-S

hink

ians

en

Carriles X X X X X X X Sistema de sujeción puntual

X X X X X X

Sistema sujeción continuo

X

Traviesas X X X X Balasto X X Losa de hormigón prefabricada

X X

Losa de hormigón in situ X X X Subbase bituminosa X X Subbase no bituminosa X X X X X


35

CENIT


• 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)

§ 4.31 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 económico

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

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


36

CENIT


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 costes de construcción

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


37

CENIT


Partida

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


38

CENIT


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 Estudios comparativos § 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 partir de las referencias en Tifsa, 1999 y Estradé, 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.


39

CENIT


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 definición tecnológica del equipamiento de la vía para la línea de alta velocidad Madrid – Zaragoza – Barcelona – Frontera Francesa (Tramo Madrid – 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:

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


40

CENIT


• 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:

• 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.

§ 5.13 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 costes de construcción de la superestructura. Línea Madrid – Sevilla.

Coste Medio Sección (M€/100km)

Coste Medio (M€/100km)

CosteTotal (M€)

1. Información general

Sección S1 S2 S3 Longitud (km de línea) 19,8 326,8 130,3 476,9

2. Costes de inversión

Superestructura 64,90 77,26 70,32 74,85 356,96 a) Inst. tajos y trenes

trabajo 8,55 13,31 12,16 12,80 61,02 b) Materiales puestos

en obra 56,35 63,95 58,16 62,05 295,94 Balasto 11,97 13,21 11,31 12,64 60,27 Carriles 17,77 22,62 20,72 21,89 104,42 Traviesas+ Sujeción 17,77 21,19 19,39 20,55 98,03 Aparatos 8,83 6,94 6,75 6,97 33,21

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


41

CENIT


§ 5.14 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 superestructura para vía en placa. Línea Madrid – Sevilla.

Factor

Coste Medio Sección (M€/100km)


CosteTotal (M€)

1. Información general

Sección S1 S2 S3 Longitud (km de línea) 19,8 326,8 130,3 476,9

2. Costes de inversión

Superestructura 133,09 155,90 147,08 152,54 727,46 a) Inst. tajos y trenes

trabajo 3

25,66 39,91 36,49 38,39 183,06 b) Materiales puestos

en obra 107,43 115,98 110,59 114,16 544,40 Hormigón 34,65 35,13 35,91 35,32 168,45 Balasto 0,15 1,80 1,98 1,69 1,89 9,04 Carriles 1 17,77 22,62 20,72 21,89 104,42 Traviesas+ Sujeción 2 35,54 42,38 38,77 41,11 196,06 Aparatos 2 17,68 13,87 13,49 13,93 66,42

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 superestructura para vía en balasto y vía en placa. Línea Madrid – Barcelona.

Factor Coste Medio - Balasto (M€/100km)

Coste Medio - Placa (M€/100km)

Costes de inversión

Superestructura 82,09 173,52 a) Inst. tajos y trenes

trabajo 2,7

15,63 42,81 b) Materiales puestos 66,46 130,71


42

CENIT




en obra Hormigón 0,00 35,32 Balasto 0,15 11,19 1,68 Carriles 1 16,83 16,83 Traviesas+ Sujeción 2 24,04 48,08 Aparatos 2 14,40 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:

• 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).

§ 5.20 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.


43

CENIT


TABLA 16 Estimación de los costes de construcción de la superestructura para vía en placa. Línea Madrid – Sevilla.




Superestructura 74,88 178,13

a) Inst. tajos y trenes trabajo

5 12,79 63,97

b) Materiales puestos en obra

62,08 114,16

Hormigón 0,00 35,33

Balasto 0,15 12,66 1,90

Carriles 1 21,90 21,90

Traviesas+ Sujeción 2 20,55 41,11

Aparatos 2 6,97 13,93

Fuente: Mirarnau (1999). Precios de 1994 expresados en millones de euros. Km de línea

TABLA 17 Costes de construcción de la superestructura. Línea Rhône Alps.



Superestructura 32,18 a) Inst. tajos y trenes

trabajo 4,18 b) Materiales puestos

en obra 28,00 Balasto 6,74 Carriles 11,20 Traviesas+ Sujeción 7,83 Aparatos 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.


44

CENIT


TABLA 18 Costes de construcción de la superestructura. Línea Mannheim - Stuttgart.



Superestructura 45,21 a) Inst. tajos y trenes

trabajo 3,77 b) Materiales puestos

en obra 41,45 Balasto 5,39 Carriles 14,50 Traviesas+ Sujeción 10,34 Aparatos 11,21


§ 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 construcción de la superestructura en cuatro países europeos.

País Vía en balasto (M€/100 km)

Vía en placa (M€/100 km)

España 41,11 97,78 Alemanía 45,20 - Züblin 65,21 - Rheda 56,19 Francia 32,15 91,95 Inglaterra 73,74 0,00


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


45

CENIT


€/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.


46

CENIT


§ 5.39 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 construcción de la superestructura. Estudio INFRACOST

Fuente: Stalder (2002). Datos del año 2002

FIGURA 14 Correlación entre el coste de construcción de la superestructura y el porcentaje ejecutado en placa. Estudio INFRACOST


Vía en placa


47

CENIT


§ 5.40 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 unitarios de renovación de diferentes aparatos de vía


5.1.8 “Slab track: A competitive 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.


48

CENIT


TABLA 20 Estimación de costes de la superestructura. Esveld (1999)

Tipo de vía Coste de construcción (€/m)

VÍA DE ALTA VELOCIDAD Carril embebido (NI) 1200 Carril embebido (NI, optimizado) 860 Carril embebido (I) 910 Rheda 1270 Vía sobre balasto 1000

VÍA CONVENCIONAL Vía sobre balasto 590 Carril embebido (NI, optimizado) 800

Fuente: Esveld (1999).

5.1.9 Referencias sobre el coste 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 Índice de coste Notas

J – Slab track AF 55T 0,92 – 1,19 En túneles y viaductos J – Slab track AF 57 0,86 – 1,12 En túneles Ordinary Slab Track A-55 M 1,00 – 1,30 En viaductos en zonas cálidas Slab track A-55C (pretensado) 1,10 – 1,43 En viaducto en zonas frías Slab track A-55 MN 1,16 – 1,51 En viaducto en zonas cálidas Slab track A-55CN (pretensado) 1,26 – 1,64 En viaducto en zonas frías Vía en balasto A 0,77 – 1,00 Vía en balasto B 1,03 – 1,34 Para V≥ 160 km/h y zona nevada Vía en balasto C con traviesas resilientes

0,84 – 1,10

Vía en balasto C con traviesas resilientes

1,11 – 1,44 Para V≥ 160 km/h y zona nevada

Fuente: Ando et al (2001).


49

CENIT


§ 5.47 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%.

5.1.10 El sistema de vía en placa japonés (OHL) § 5.48 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).

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

5.2 Estudios de costes 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.


50

CENIT


FIGURA 17 Costes de construcción de las líneas de alta velocidad

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.


51

CENIT


• 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 construcción de líneas de alta velocidad.

País Líneas M€/km (*)

París-Lyon 4,44 TGV-Atlántico 7,40

Francia

Valence - Marsella 14,52 Tokaido 19,26 Sanyo 21,48 Joetsu 48,13

Japón

Tohoku 31,84 Hannover-Würzburg 25,18 Mannheim-Stuttgart 26,66

Alemania

Colonia - Frankfurt 26,97 Madrid-Sevilla 7,22 España Madrid - Lleida 10,37

Reino Unido Londres-Folkestone (1er tramo) 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


52

CENIT


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 Características de algunas de las nuevas líneas de alta velocidad españolas.

Denominación de la obra

LAV Madrid-Sevilla

LAV Madrid-Lleida

LAV Córdoba-Málaga

LAV Madrid-Levante,

tramo Puebla

Larga-Alzira

Longitud del tramo/línea 471 km 481 km 154,5 km 6.516 m

Caract. 31 viaductos 97 viaductos 33 viaductos 2 viaductos 1 puente

Long. v + p 9.845 m 27.912 m 11.835 m 267 m

Viaductos y puentes

% long. v+p 2,09% 5,8 % 7,66% 4,10 %

Caract. 17 túneles 28 túneles 10 Túneles - Long. tún. 15.819 m 25.869 19.047 m -

Túnel

% long. t. 3,36 % 5,4 % 12,32% 0%

Σ (% long. v+p+t) 5,45 % 11,2 % 19,98 % 4,10 % M€ 3.212 M€ 4.983 M€ 1.852 M€ 22 M€ Importe

contrato M€/km 6,82 M€/km 10,36 M€/km 11,98 M€/km 3,40 M€/km Fuente: CENIT a partir de diversas fuentes

FIGURA 18 Relación entre el coste de construcción y el % de túneles y viaductos existentes en las líneas de alta velocidad españolas.

Fuente: CENIT

0

2

4

6

8

10

12

14

0,00% 5,00% 10,00% 15,00% 20,00% 25,00%

% (túnel + viaducto)

Cos

te (m

illon

es€

/ km

)

% de longitud de (túneles + viaductos)


53

CENIT


§ 5.57 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 Características de algunas de las nuevas líneas de alta velocidad españolas.

Valores en % Superestructura Plataforma

LAV Madrid - Zaragoza 18 60

LAV Zaragoza – Lleida 20 56

LAV Lleida - Barcelona 15 67

LAV Córdoba – Málaga (Tramo Los Prados – Arroyo de las Cañas) 11 68

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 protección ambiental en algunas líneas francesas de alta velocidad.

Línea % de la inversión dedicada a la protección medioambiental

París – Lyon 7

TGV Atlántico 12

TGV Norte 18

TGV Mediterráneo 22 Fuente: CENIT

§ 5.60 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


54

CENIT


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 suministro y montaje de desvíos en líneas de alta velocidad

Coste (k€/ud) Desvíos Suministro Montaje

Desvíos convencionales tg 0,11 – tg 0,09 – tg 0,075 48-108 9-15

DSIH-AV-60-760-0,071(250/80) 150 24 Desvíos de alta velocidad en la línea Madrid – Sevilla

DSIH-AV-10.000/4.000-0,026(250/160) 270 30

DSIH-AV-60-3.000/1.500-0,045(350/100) 390 42

DSIH-AV-60-10.000/4.000-0,027(350/160) 512 60

Desvíos de alta velocidad en la línea Madrid – Barcelona DSIH-AV-60-17.000/1.500-

0,020(350/220) 690 120

Fuente: López Pita (2002b)

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

§ 5.63 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 infraestructura en función del tipo de vía.

Fuente: Baumgarter (2001)

Infraestructura Dificultad topográfica Baja Media Alta

Tipo de línea Inversión millones EUR/km

Vía única Convencional 2 5 20

Convencional 2 7 20 Vía doble

Alta velocidad 3 10 40


55

CENIT


§ 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 construcción § 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).


56

CENIT


TABLA 28 Algunas referencias de precio de proveedores.

Componente Precio Fecha de referencia

Carril UIC-60 (en camión) 88,11 €/m de vía Mayo 2007 Edilon Corkelast VA 60 (en camión) 184,8 €/m de vía Mayo 2007 Edilon Primer U90WB (en camión) 32,9 €/m de vía Mayo 2007 Edilon Primer 21 (en camión) 22,5 €/m de vía Mayo 2007 Elementos alineación/nivelación 12,19 €/m de vía Mayo 2007 Edilon Filler Blocks 010 10 €/m de vía Mayo 2007 Traviesa B 355 (Rheda 2000) 140,2 €/ud Agosto 2007 Husillos 500 mm (Rheda 2000) 109 €/ud Agosto 2007 Husillos 700 mm (Rheda 2000) 115 €/ud Agosto 2007 Traviesas Rheda 2000 160,5 €/ud Agosto 2007 Traviesas hormigón PR-1 + suj. 91,5 €/ud Agosto 2007 Carril UIC-60 (en camión) 101,4 €/m de vía 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.


57

CENIT


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 incluidos en la base de datos

Fuente: Base de datos CENIT


58

CENIT


6.3 Información disponible § 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.


59

CENIT


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 coste

§ 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.

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

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

costes


60

CENIT


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 construcción por tipo de vía

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45Millones € / Km vía

Londres-FolkestoneJoetsu ShinkansenTohoku ShinkansenColonia-FrankfurtMannheim-StuttgartHannover-WurtzburgSanyo ShinkansenTokaido ShinkansenTGV MediterráneoMadrid-LleidaTGV AtlánticoMadrid-SevillaParis-Lyon Vía sobre balasto

Vía en placa

Coste de construcción (Euros de 2007)


§ 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 construcción y presencia de vía en placa

R2 = 0,8316

0

5

10

15

20

25

30

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Mill

ones

€ /

Km

de

vía

Longitud de via en placa / Longitud total

Cos

te d

e co

nstru

cció

n (€

200

7)



61

CENIT


§ 7.9 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 construcción. Estudios comparativos

Ref. Autor Año Línea Ratio P/V (Medio) Vía en placa Notas

4.1.1 DE Consult 1989 Colonia - Frankfurt 2 Rheda 4.1.2 Tifsa 1999 Madrid - Sevilla 2,04 Rheda 4.1.2 Tifsa 1999 Madrid - Barcelona 2,11 Rheda

4.1.3 Fernández Gil 2006 Madrid - Sevilla 2,04 Rheda

4.1.4 J. Miarnau 1999 Madrid - Sevilla 2,38 Rheda 4.1.4 J. Miarnau 1999 Mannheim-Stuttgart 1,44 Züblin 4.1.4 J. Miarnau 1999 Mannheim-Stuttgart 1,24 Rheda 4.1.5 Lichtberger 2005 --- 1,75 Valor promedio 4.1.6 UIC 2002 --- 2,6 Valor promedio 4.1.7 UIC 2002 --- 2,6 Valor promedio

4.1.8 Esveld 1999 HSL Zuid 1,27 Rheda No considera el coste de la base

4.1.8 Esveld 1999 HSL Zuid 1,2 Carril embebido

No considera el coste de la base

4.1.8 Esveld 1999 HSL Zuid 1,36 Carril embebido

Línea convencional. No considera el coste de la base

4.1.9 Ando 2001 Sanyo Shinkansen 1,40 Shinkansen

4.1.9 Ando 2001 Hokuriku Shinkansen 1,30 Shinkansen Ratio de valores

promedio 4.1.9 Ando 2001 Tohoku Shinkansen 1,30 Shinkansen 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.


62

CENIT


FIGURA 22 Ratios de costes de construcción de la superestructura

Ratio de costes de construcción Vía en Placa/Vía sobre Balasto

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Referencias

Rat

ioReferencias españolas

Referencias generales

Referencias japonesas

Referencias europeas

España Grles. Japón Europa

2,14 2,32 1,33 1,42Valores promedio

Fuente: Referencias SP-5.1 Apartados 4.1.1 a 4.1.9

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 superestructura según tipología de vía

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6

Córdoba - Sevilla (Coste real)

Córdoba - Sevilla (Estimación)

Getafe-Córdoba (Coste real)

Getafe-Córdoba (Estimación)

Madrid-Barcelona - Tramo tipo (Estimación)

Madrid-Barcelona - Tramo tipo (Estimación)

Madrid-Getafe (Coste real)

Madrid-Getafe (Estimación)

Madrid-Sevilla (Coste real)

Madrid-Sevilla (Estimación)

Mannheim-Stuttgart (Coste real)

Rhone-Alps (Coste real)

Túnel de Villescresnes (Coste real)

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



63

CENIT


§ 7.14 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.


64

CENIT


FIGURA 24 Relación entre costes de construcción y presencia de túneles y viaductos

R2 = 0,7084

0

5

10

15

20

25

30

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Mill

ones

€ /

Km

vía

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

Vía sobre balastoVía en placa

Cos

te d

e co

nstru

cció

n (E

uros

de

2007

)


FIGURA 25 Relación entre costes de construcción y presencia de túneles y viaductos. Vía sobre balasto

BBBBBBBBBPPPP

R2 = 0,7455

0

2

4

6

8

10

12

14

0% 10% 20% 30% 40% 50%

Mill

ones

€ /

Km

vía

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

Cos

te d

e co

nstru

cció

n (E

uros

de

2007

)


§ 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.


65

CENIT



• Existe una relación directa entre el coste de construcción total de una línea y la presencia de túneles y viaductos en la misma.

• La tendencia creciente observada entre el coste de 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 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.

7.2.3 Longitud 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 26 Comparación de proyectos de inversión internacional con vía en placa

Fuente: Hüsmann et al (2003)

Costes de construcción (€/vía-m)

Balasto 100%

Balasto 0%

Porcentaje en Vía en Placa(% del tramo)

La superficie corresponde a la longitud de Vía en Placa (vía-km)


66

CENIT


FIGURA 27 Dependencia de los costes de inversión para vía en placa de la longitud

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 los costes de 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 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).


Costes para Vía en Placa (€/vía-m) Costes de inversión armonizados al

100% Vía en Placa

Línea de tendencia

Referencia: 200 km de vía correspondientes a 100 km de línea

Longitud total del tramo(vía-km)


67

CENIT


• 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 unitarios totales en las vías japonesas

Año Línea Long %Placa % T y V Coste unitario (k€/km vía)

1964 Tokaido 516 0% 47,2% 9.630

1975 Sanyo 562 50% 87,6% 10.740

1982 Joetsu 270 94% 98,9% 24.065

1982 Tohoku 501 90% 94,6% 15.920 € actualizados a junio de 2007

• Criterios de diseño (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


68

CENIT


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 diseño (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 Estimación de funciones de coste § 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.


69

CENIT


7.3.1 Criterios de estimación para el coste de la superestructura § 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 inferior

Rango (€/m de vía) Media (€/m de vía) Balasto AV 416,30 - 426,25 421,28

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

Rango (€/m de vía) Media (€/m de vía) Balasto AV 353,96 – 527,40 446,27

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):


70

CENIT


TABLA 33 Costes de desvíos y transiciones.

Transiciones (€/ud) Desvíos (€/ud) Balasto AV 62.200 330.000

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 infraestructura § 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.


71

CENIT


§ 7.42 Existen discordancias entre las fuentes a la hora de valorar el alcance de esta reducción. Por un lado Estradé menciona una reducción de 10 m2 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 m2. 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 m2.

§ 7.43 Estos volúmenes, multiplicados por el coste unitario del m3 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:


72

CENIT


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 Se obtiene así una reducción total del presupuesto de 783,1/796 = 0,984

§ 7.53 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


73

CENIT


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 Coste de construcción total de la superestructura (en €) CBase Coste base (en €/m de vía) ctun Coeficiente en túnel (-) cestr Coeficiente en estructura (-) ctierr Coeficiente en tierras (-) Ltun Longitud que discurre en túnel (m de vía) Lestr Longitud que discurre sobre estructuras (m de vía) Ltierr Longitud sobre terraplén o terreno natural (m de vía) Cdesv Coste unitario de desvío (€/ud) Ctrans Coste unitario de transición (€/ud) n desv Número de desvíos (ud)

n trans Número de transiciones (ud)

§ 7.62 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


74

CENIT


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 superestructura

CBase (€/ m de vía) Esc. Superior Esc. Inferior Balasto AV 446,27 421,28

Rheda (línea AV) 1.022,43 854,48

Coeficientes (-) ctun cestr ctierr Balasto AV 1 1 1

Rheda (línea AV) 1 1 1

Costes unitarios (€/ud) Ctrans Cdesv Balasto AV 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 Diferencia de costes de infraestructura (en €)

∆Ctraz Diferencia de costes derivadas del trazado (en €/ m de vía) ∆Ctun Diferencia de costes en túneles (en €/ m de vía) ∆Cestr Diferencia de costes en estructuras (en €/ m de vía) ∆Cterr Diferencia de costes en terraplenes (en €/ m de vía) ∆Ctnat Diferencia de costes en terreno natural (en €/ m de vía) L Longitud total del trazado (en m de vía) Ltun Longitud que discurre en túnel (m de vía Lestr Longitud que discurre sobre estructuras (m de vía) Lterr Longitud que discurre sobre terraplén (m de vía) Ltnat Longitud que discurre sobre terreno natural (m de vía)

§ 7.66 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).


75

CENIT


TABLA 35 Valores cuantitativos. Función diferencia de costes de la infraestructura

∆ [Placa – Balasto] (€/ m de vía)

Esc. ∆0 Esc. ∆R

∆Ctraz 0 0

∆Ctun 0 - 91

∆Cestr 0 - 90

∆Cterr 0 + ¿?

∆Ctnat 0 + ¿?


76

CENIT


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.


77

CENIT


9 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Ando, K.; Sunaga, M.; Auki, H. y Haga, O. (2001) Development of slabs tracks for Hokuriku Shinkansen line. QR of RTRI, Vol. 42, nº 1, Marzo 2001 Baumgartner (2001) Prices and costs in the railways sector. École Polythecnique Federale de Lausanne (Suiza). Escolano Paul, J. (1998) La “vía en placa” en la DB AG. Revista de Obras Públicas. Diciembre 1998. Nº 3.382, p. 31-34. Estradé Panadés, J.M. (1991) La superestructura de vía sin balasto: perspectivas de su aplicación en las nuevas líneas de alta velocidad. Revista de Obras Públicas, p. 9-28. Septiembre 1991. Estradé Panadés, J.M. (1998) La superestructura de vía en placa en las nuevas líneas de alta velocidad en nuestro país. Revista de Obras Públicas nº 3.372, p. 63-74. Enero 1998. Esveld, C. (1999) Slab Track: a competitive solution. Delft University of Technology. Faculty of Civil Engeneering. Section of Roads & Railways. Febrero 1999. Esveld, C. (2003a) Recent developments in slab track. European Railway Review, Issue 2, 2003 of (www.tudelft.no/Slabtrack.htm). Esveld, C. (2003b) Developments in high speed track design. IABSE Symposium, Antwerp, Bélgica Fernández Gil, A. y Gilaberte, M (2006) Track performance on new high speed lines in Spain. Workshop Track for High Speed Railways, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Octubre 2006. Focacci, C. (1990) L’expérience italienne de la voie ferrée sans ballast. Rail International, Febrero 1990, pp. 3-8. Gilaberte, M. (2007) Criterios y funcionalidad. Jornada de Reflexión y Debate. Vía con balasto versus vía en placa – Criterios técnico-económicos para una decisión. Ineco – Tifsa. Madrid, junio 2007 Huesman, H.; Lay, E. et al. (2003), Feste Fahrbahn und Schotteroberbau. Entwicklung eines Bewertungsverfahrens für NBS. ETR, März 2003. pp. 123-129. INECO (2006) Estudio de alternativas de trazado redactado en el marco del Plan Territorial Especial de Infraestructuras del Tren del Sur del Cabildo de Tenerife López Pita, A. (2002a), Los proyectos de trazado en líneas de alta velocidad: dos décadas de experiencias. VII congreso internacional de Ingeniería. Barcelona. Octubre, 221-229. López Pita (2002b), 1er Curso de actualización en infraestructura y superestructura ferroviaria Vol. IV. UPC, Junio 2002


78

CENIT


Melis Maynar, M. (2006). Terraplenes y balasto en alta velocidad ferroviaria. Segunda parte: Los trazados de alta velocidad en otros países. Revista de Obras Públicas nº 3468, págs. 7-26. Marzo 2006. Miarnau Montserrat, J. (1999), La vía en placa como alternativa a la vía sobre balasto en líneas de alta velocidad. Tesina de Especialidad de la ETSICCPB. Tutor: Andrés López Pita. Septiembre 1999. Miura, S., Hideyuki, T. et al. (1998), The mechanism of railway tracks. Railway Technology 2, edited by Kanji Wako. Japan Railway and Transport Review. Marzo 1998. OHL, Vía en placa sistema japonés Peña Peña, M. (2003), Tramos de ensayo de vía en laca en la línea del corredor del Mediterráneo para su explotación a alta velocidad. I. Diseño y construcción. Revista de Obras Públicas, nº 3.431, p. 57-68. Marzo 2003. Puebla Contreras, J.; Fernández Gil, A.; Gilaberte Fernández, S.; Hernández Alonso, S.; Ruix Rúa, A. (2000), Para altas velocidades, ¿Vía con o sin balasto?, Revista de Obras Públicas, Septiembre 2000, Nº 3.401, pp. 29-40. RFF (2005) Financial report 2005, RFF Stalder, O. (2002) International benchmarking of track costs; UIC Steer Davies (2004) “High speed rail: International comparisons”. Informe realizado para la Comisión de Transporte Integrado, Londres 2004 TIFSA (1998) Sistemas de vías sin balasto. Informe realizado para la Jefatura de Vía de la Dirección Técnica del Grupo Renfe, Mantenimiento de Infraestructura Renfe. Marzo 1998. TIFSA (1999) Análisis técnico-económico para la definición tecnológica del equipamiento de la vía para la línea de alta velocidad Madrid – Zaragoza – Barcelona – Frontera Francesa (Tramo Madrid – Lleida) UIC (1995) Estudio UIC: Costes de las nuevas líneas para 1994. UIC (2002) Feasibility study “ballastless track”. Infrastructure Commission – Civil Engineering Support Group. Report. March 2002. Winter, T. (2007), Slab track on the Dutch High Speed line: Decision making criteria. BAM Rail. I Jornadas internacionales. Nuevas Tecnologías y técnicas constructivas en el sector ferroviario. Bilbao, 17-19 de enero 2007.

Documents

ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO A MEDIO Y …webaux.cedex.es/idipeit/conv2006/Convocatoria_2006/PT-2006-024-19... · 5.1.3 “Track performance on new ... FIGURA 3 Esquema del conjunto