UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA · La evaluación se lleva a cabo en un kilómetro de dos carreteras, las cuales se localizan en el estado de Veracruz, México. Una de estas

UNIVERSITATPOLITÈCNICADECATALUNYAEscuelaTécnicaSuperiordeIngenierosdeCaminos,CanalesyPuertos

deBarcelona

ESTUDIOCOMPARATIVODESOSTENIBILIDADENCARRETERAS

MEXICANAS

TESISDEMASTER

Autor:JavierPérezMorenoÁlvarez

Director:AlbertdelaFuenteAntequera

Barcelona,Enerode2018

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RESUMEN

Garantizarlasostenibilidadencualquierdecisiónamedianaygranescalaesunretoyespartedelaagendadeorganizacionesinternacionalesydelosgobiernosdel mundo, quienes de manera conjunta, buscan generar políticas públicas quecoadyuven a buscar el equilibrio entre el cuidado del medio ambiente, sincomprometereldesarrolloeconómicoysocialdelapoblación.

LaConferenciadeEstocolmo(1972),laConferenciadeRíodeJaneiro(1992),elProtocolodeKioto(1997),laCumbredeJohannesburgo(2002),yrecientementela Agenda 2030 y los Objetivos de Desarrollo Sostenible, son algunos de losesfuerzos internacionales sobre el tema, que han buscado cambiar el paradigmadestructivodelhombre,justificadoporlabúsquedadeuncrecimientopermanentedesubienestareconómicoysocial.

Sinlugaradudas,unodelosretosmásimportantesquetienenlosgobiernosalrededor del planeta, es poder incorporar los principios internacionales de lasostenibilidad,entodoslossectoresysubsectoresproductivos,comoeselcasodelsectortransporteydelsubsectorvial.

Esta tesis de master tiene como objetivo, hacer una comparativa desostenibilidadentredoscarreteras, empleandoelModeloIntegradodeValorparaEvaluacionesdeSostenibilidad(MIVES).

Laevaluaciónsellevaacaboenunkilómetrodedoscarreteras,lascualesselocalizan en el estado de Veracruz, México. Una de estas vías de comunicación,denominadaalternativa“A”,estáconstruidaconpavimentoasfáltico.Lasegundadeellas,denominadaalternativa“B”,estáhechaconconcretohidráulico.

Los criterios de sostenibilidad que se utilizan en esta tesis, fueronseleccionados del estudio realizado en el año 2014, por el InstitutoMexicano delTransportedeMéxico,denominado“CriterioseIndicadoresdeSostenibilidadparaCarreterasMexicanas”.

Dichoscriteriossonlabasedeesteestudio,paraconstruirlosindicadores,elárbol de requerimientos y demás requisitos, que hagan posible la aplicación demanerapertinentedelametodologíaMIVES.

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Esta tesis representa para el subsector vial de México, la oportunidad deconocer cómo es que esta herramienta, se puede aplicar en las carreteras parapoder evaluar la sostenibilidad, lo cual representa un área de oportunidadinmejorable,paraqueunpaíscumplaconlaspolíticasglobalesdemantenerenlosproyectosdecualquiersector,unequilibrioentreelcuidadodelmedioambiente,eldesarrollosocialyeconómico.

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AGRADECIMIENTOS

Comoparte final de esta tesis, quiero agradecerdemaneramuy especial atodasaquellaspersonasquedealgunauotraforma,hicieronposiblequepudieraconcluir mis estudios de master en la Universidad Politécnica de Catalunya. Sinlugaradudas,-sinsuapoyo-,hubierasidoimposiblealcanzarestametapersonalyprofesional.

Mi reconocimiento infinito ami asesor de tesis, alDr. Albert de la FuenteAntequera.Graciasporsu interés durante todoelprocesodeelaboracióndeestetrabajo, por sus conocimientos y experiencia profesional, por brindarme suconfianza, ademásde compartir conmigo su valioso tiempo y espacio, durante lassesionesdeasesorías.

Sin lugar a dudas, mi familia ha sido en todas las etapas de mi vida, laplataformaquemehaservidoparaimpulsarmey alcanzarmisobjetivos.Porello,quieroagradeceramispadresyamihermano,porestarsiempreconmigo;porserparteincondicionalentodosmisretos,triunfos,derrotas,alegríasytambiénenmistristezas.

Gracias a todo el cuerpo docentes del master en el Master de IngenieríaEstructural y de la Construcción, por ayudarme a seguir preparándomeprofesionalmente, y por su buena disposición para trasmitir y compartir susconocimientos.

TambiénagradezcoatodosmiscompañerosdeclasedelaUPC,quegraciasasuamistad ,hicieronposiblequemiestancia enBarcelona, fueraunaexperienciaúnicaeirrepetibleenmivida.

Aprovecho este espacio para agradecer al Consejo Nacional de Ciencia yTecnologíadeMéxico(CONACyT)porhaberconfiadoenmí,alotorgarmeunabecadeestudios,quehizoposiblecumplirconmisueñoderealizarunmasterenunauniversidadconreconocimientointernacionaleneláreadeIngenieríaCivil.Finalmente,agradezcoaDiosporestarsiempreconmigo.

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TabladecontenidoCAPÍTULO1.INTRODUCCIÓN.............................................................................................................1

1.1.ElOrigendelaSostenibilidad.........................................................................11.1.1.LaAgenda2030ylosObjetivosdeDesarrolloSostenible.....31.1.2.LosesfuerzosdeMéxicoporalcanzarlaSostenibilidad.........51.1.3.ElEstadodeVeracruz-México...........................................................81.1.4.ElMétodoIntegradodeValorparaEvaluacionesSostenibles,MIVES............................................................................................10

1.2.ObjetivoGeneraldelaTesis.........................................................................111.3.ObjetivosEspecíficosdelaTesis:...............................................................111.4.LímitesdelaTesis.............................................................................................111.5.MétodoCientíficoyEstructuradelaTesis.............................................12

CAPÍTULO2.ESTADODELARTE....................................................................................................15

2.1.Introducción........................................................................................................152.2.TransporteSostenible......................................................................................172.3.CarreterasSostenibles....................................................................................182.4.Indicadores...........................................................................................................20

2.4.1.IndicadoresdeSostenibilidad.........................................................202.4.2.SistemadeIndicadoresdeSostenibilidadenEspaña...........21

2.5.Criterios.................................................................................................................232.6CriteriosdeSostenibilidadparacarreterasenMéxico.......................24

2.6.1.ETAPA1:MatrizInternacionaldeSostenibilidad..................252.6.2ETAPA2:ComparativadeSostenibilidad(BENCHMARKING),EntrelosCriteriosdeSostenibilidaddelosprogramasGREENROADS,INVESTYSUSTAINNABLEROADS,conlasCarreterasdeMéxico.....................................................................................................................312.6.3.ETAPA3:DefinicióndeCriteriosdeSostenibilidadparaCarreterasenMéxico........................................................................................37

2.7.LineamientosoGuíasInternacionalessobreSostenibilidad..........392.7.1.LineamientosdeSostenibilidaddeEdificación.......................392.7.2SistemasdeEvaluaciónenIngenieríaCivil.................................412.7.3.SistemasdeEvaluacióndeProyectosLinealesydeCarreteras..............................................................................................................422.7.3.1.GuíadeSostenibilidadparaCarreterasenColombia........442.7.3.2.EvaluacióndeCarreterasSosteniblesenMéxico................45

2.8.Certificación..........................................................................................................472.8.1.CertificaciónSostenibleenEdificaciónyenProyectosdeIngenieríaCivil....................................................................................................482.8.2.CertificacióndeCarreterasSostenibles......................................48

2.9.MaterialesdeConstrucciónSostenibles..................................................48

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2.9.1.MaterialesEcológicos...........................................................................502.9.2.HormigónArmado.................................................................................512.9.3.EmulsionesAsfálticas..........................................................................522.9.4.HormigónReciclado............................................................................53

CAPÍTULO3.METODOLOGÍAMIVES.............................................................................................55

3.1.Introducción........................................................................................................553.2.PlanteamientoMIVES......................................................................................553.3.Límitesdelsistema............................................................................................563.4.ÁrboldeRequerimientos...............................................................................583.5.PonderacióndeVariables..............................................................................60

3.5.1ConsistenciadelaMatriz....................................................................623.6.FuncionesdeValor...........................................................................................64

3.6.1.MétodoparadefinirlaFuncióndeValor....................................653.6.2.PuntosdeValorMínimoyMáximodelIndicadoryPuntosLímiteMínimoyMáximo................................................................................653.6.3.DefinicióndelaformadelaFuncióndeValor.........................65

3.7.ÍndicedeValordeAlternativas...................................................................68CAPÍTULO4.ALTERNATIVASPARAPAVIMENTOSMEXICANOS......................................71

4.1.Introducción.........................................................................................................714.2.RequerimientosparaUtilizarelCatálogodeSeccionesEstructuralesyPavimentos...................................................................................71

4.2.1.RangodeTránsitoVehicular.............................................................714.2.2.RegionalizacióndelaRepúblicaMexicana.................................734.2.3.CaracterizacióndeMateriales..........................................................784.2.4.SeccionesdeEstructurasdePavimentos...................................79

4.5DefinicióndeAlternativas...............................................................................804.5.1Alternativa“A”:PavimentoAsfáltico.............................................814.5.2Alternativa“B”:PavimentodeHormigón...................................81

CAPÍTULO5.ÁRBOLDEDECISIÓNYVALORDEALTERNATIVAS...................................83

5.1.Introducción........................................................................................................835.2LímitesdelSistemayÁrboldeDecisión..................................................83

5.2.1RequerimientoEconómico.................................................................835.3.ValoresdelasAlternativas............................................................................85

5.3.1.CostoInicial.............................................................................................855.3.2.CostedeMantenimiento....................................................................875.3.3.IncertidumbreRelacionadasconlosCostes.............................885.3.4.CantidaddeEmisionesdeCO2........................................................915.3.5.AguaUtilizada........................................................................................925.3.6.MateriasPrimasUtilizadas...............................................................93

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5.3.7.CantidaddeEnergíaConsumida....................................................945.3.8.MaterialRecicladoUtilizado............................................................955.3.9.IsladeCalor.............................................................................................955.3.10.UsodeMaterialesLocales..............................................................975.3.11.ConfortAcústico.................................................................................985.3.12.ConfortTécnico...................................................................................98

CAPÍTULO6.EVALUACIÓNMIVES..............................................................................................101

6.1.Introducción.....................................................................................................1016.2.EvaluacióndeAlternativas........................................................................1016.3.PonderacióndelÁrboldeRequerimientosodeDecisión............1016.4.DefinicióndeIndicadoresysuFuncióndeValor.............................102

6.4.1.CosteInicial..........................................................................................1026.4.2.CostedeMantenimiento.................................................................1046.4.3.IncertidumbreRelacionadaalosCostes..................................1056.4.4.CantidaddeCO2Producido...........................................................1066.4.5.AguaUtilizada.....................................................................................1086.4.6.MateriasPrimasUtilizadas............................................................1086.4.7.CantidaddeEnergíaConsumida.................................................1106.4.8.MaterialRecicladoUtilizado.........................................................1116.4.9.IsladeCalor..........................................................................................1136.4.10.UsodeMaterialesLocales...........................................................1146.4.11.ConfortAcústico..............................................................................1156.4.12.ConfortTécnico................................................................................116

6.5.ParámetrosdelosIndicadoresenlasFuncionesdeValor...........1176.6.CálculodelÍndicedeValordelasAlternativas.................................118

CAPÍTULO7.CONCLUSIONES........................................................................................................129REFERENCIAS........................................................................................................................................131

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LISTADETABLASTabla1.1:PrincipalesAcontecimientosMundialessobreDesarrolloSostenibleTabla1.2:InformacióndelEstadodeVeracruzTabla2.1:DefinicióndeCarreteraSostenibleTabla2.2:IndicadoresSosteniblesTabla2.3:MacroindicadoresdelaDimensiónMedioambientalparaProyectosdeInfraestructurasLinealesTabla2.4:MacroindicadoresdelaDimensiónSocialparaProyectosdeInfraestructurasLinealesTabla2.5:MacroindicadoresdelaDimensiónEconómicaparaProyectosdeInfraestructurasLinealesTabla2.6:EvaluaciónCualitativayCuantitativadelosMacro-indicadorespormediodeMicro-indicadoresTabla2.7:MatrizdeSostenibilidadInternacional-ComponenteEconómicoTabla2.8:MatrizdeSostenibilidadInternacional-ComponenteTécnicoTabla2.9:MatrizdeSostenibilidadInternacional-ComponenteSocialTabla2.10:MatrizdeSostenibilidadInternacional-ComponenteAmbientalTabla2.11:MatrizdeSostenibilidadInternacional-ComponenteSeguridadTabla2.12:CriteriosdeSostenibilidadInternacionalcumplidosporMéxicoTabla2.13:BenchmarkingdelComponenteEconómicoTabla2.14:BenchmarkingdelComponenteSeguridadTabla2.15:BenchmarkingdelComponenteSocialTabla2.16:BenchmarkingdelComponenteAmbientalTabla2.17:BenchmarkingdelComponenteTécnicoTabla2.18:ComparativadeSostenibilidad-BenchmarkingparaCarreterasMexicanasconrelaciónaProgramasInternacionalesTabla2.19:CriteriosdeSostenibilidadparaCarreterasMexicanasTabla2.20:SistemasInternacionalesdeEvaluaciónSostenibleenEdificiosTabla2.21:SistemasdeEvaluaciónSostenibleenlaIngenieríaCivilTabla2.22:SistemasdeSostenibilidadparacarreterasTabla2.23:ProgramasdelaGuíaColombianadeManejoAmbientaldeProyectosdeInfraestructuraVialTabla2.24:AplicacióndelmétodoMIVESendiferentessectoresTabla2.25:HerramientasdeCertificacióndeTransporteSostenibleTabla2.26:DatosdeReferenciaparaEstimarEmisionesdeGasesEfectoInvernaderoGEIEquivalentesTabla2.27:ProduccióndeCO2deloscomponentesdelhormigónarmadoTabla3.1:PuntuacióndeMatrizdeDecisión

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Tabla3.2:MatrizdeDecisiónTabla3.3:TabladeÍndicesdeConsistenciaAleatoriaenMatricesTabla3.4:ValoresTípicosdeKyPparaFuncionesdeValorTabla4.1.CoeficientedeDistribuciónporCarrilTabla4.2.RangodeTransitoVehicularTabla4.3.“Aptitud”delSueloTabla4.4.TabladeCalificaciónParticular(Cp)Tabla4.5.ValordelFactordeInfluencia(Fi)Tabla4.6.ClasificacióndelaRegiónTabla4.7.MódulosResilientesTabla5.1:ÁrboldeRequerimientosTabla5.2:CosteInicialdeAlternativasTabla5.3:VidaÚtildelasAlternativasTabla5.4:CostedeMantenimientodelasAlternativasTabla5.5:TemperaturaMínimaPromedioVeracruz2016Tabla5.6:PuntuacióndeIncertidumbresRelacionadasTabla5.7:EmisionesdeCO2(ton/Km)Tabla5.8:AguaUtilizadadelasAlternativasTabla5.9:MateriasPrimasUtilizadasporelHormigónTabla5.10:MateriasPrimasUtilizadasporelAsfaltoTabla5.11:EnergíanoRenovableGJoules/kmTabla5.12:MaterialRecicladoUtilizadoenlasAlternativasTabla5.13:UsodeMaterialesLocalesdelasAlternativasTabla5.14:NiveldeRuidoen[dB(A)]porTipodePavimentoTabla5.15:AhorrodeCombustibleenPavimentosdeHormigóncomparadoconelConsumoenPavimentosdeAsfaltosTabla5.16:PuntuacióndeConfortTécnicodelasAlternativasTabla6.1:ÁrboldeRequerimientosPonderadoTabla6.2:ParámetrosfísicosdeIndicadoresFigura6.3:ComparativaentrelosindicadoresdelRequerimientoEconómicoFigura6.4:ComparativaentrelosIndicadoresdelRequerimientodeMedioAmbienteFigura6.5:ComparativaentrelosIndicadoresdelRequerimientoSocialTabla6.6:CálculodelÍndicedeValordePavimentoAsfáltico“A”Tabla6.7:CálculodelÍndicedeValordePavimentodeHormigón“B

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LISTADEFIGURASFigura1.1MapadelaRepúblicaMexicanaFigura2.1:CriteriosdeSostenibilidadparaCarreterassegúnMendozaFigura2.2:SeguridadparaCiclistasenCarreterasFigura2.3:EtapasdelMétodoMIVESFigura2.4:ConsumoyEmisionesdeContaminantesenelCiclodeVidadeunaCarreteraFigura3.1:AlgoritmoMetodologíaMIVESFigura3.2:EstructurageneraldetomadedecisiónFigura3.3:ÁrboldeRequerimientosGenéricoFigura3.4:FormasdeFuncionesdeValorFigura3.5:ObtencióndelÍndicedeValordeAlternativas

Figura4.1.RegionalizacióndeMéxicoFigura4.2.SeccionesdeCarreterasdePavimentosparaCarreterasNormalesFigura4.3.AlternativadePavimentoAsfálticoFigura4.4.AlternativadePavimentodeHormigónFigura5.1:CambiodePreciodeMaterialesdeAlternativasFigura5.2:PreciosdeMaterialesHistóricosPrevistosFigura5.3:Termografíasdepavimentoscontiguosdeasfaltoyhormigón.CiudaddeMéxicoFigura6.1:FuncióndeValordelCostoInicial(€/km)Figura6.2:FuncióndeValorCostodeMantenimiento(€/km)Figura6.3:FuncióndeValorPuntuacióndeIncertidumbresRelacionadasalosCostesFigura6.4:FuncióndeValorEmisionesdeCO2(ton/Km)Figura6.5:FuncióndeValorAguaUtilizada(l/Km)Figura6.6:FuncióndeValorMateriasPrimasUtilizadas(ton/Km)Figura6.7:FuncióndeValorEnergíaConsumida(GJ/Km)Figura6.8:FuncióndeValorPorcentajedeMaterialRecicladoFigura6.9:FuncióndeValorEfectoIslaCalor(°C)Figura6.10:FuncióndeValorPuntuacióndelUsodeMaterialesLocalesFigura6.11:FuncióndeValorConfortAcústico[dB(A)]Figura6.12:FuncióndeValorPuntuacióndelConfortTécnico

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Introducción 1

JavierPérezMorenoAlvarez

CAPÍTULO1.INTRODUCCIÓN1.1.ElOrigendelaSostenibilidad

Los problemas de deterioro delmedio ambiente que actualmente vivimos,

son de gravedad extrema. Bermejo (2016) afirma: “Nuestra civilización está enprocesodecolisiónconelmundonatural,talcomonosdiceelAvisoalaHumanidadde la Comunidad Científica realizado en 1992 pormás de 1,500 científicos, entreellos103“PremiosNobel”.

Estemensajedebeanalizarsecondetenimiento,porlosriesgosqueenvuelve

para la humanidad. Desafortunadamente, este deterioro no es una situacióncoyuntural que pueda resolverse en el corto plazo, pues está relacionadodirectamenteconeldesarrollotecnológico,conelcrecimientodelapoblaciónyporconsecuencia,conlademandasocialporbienesyservicios.

LaRevolución Industrial (1760-1840) en Inglaterra, trajo comouna de sus

consecuenciasmás importantes el desarrollo tecnológico, y con ello, se aceleró ladestruccióndelmedioambienteporelhombre, lacualestágenerandodesdehacealgunasdécadas,efectosnegativosensuentorno.(Rojas,2003)

La comunidad científica internacional considera este evento de orden

mundial, como el inicio de los problemas medioambientales que aquejanactualmentealplaneta,yquehoyendía,sontemadeinterésentodaslasagendasde los gobiernos del mundo, así como de los principales organismos mundiales,comolaOrganizacióndelasNacionesUnidasONU,laOrganizacióndelasNacionesUnidas para la Alimentación y la Agricultura FAO, la OrganizaciónMundial de laSaludOMSentreotros.Desdeestaperspectiva,latierrahasufridopormásde250años,-porcausadelasactividadesproductivasdelhombre-,undeterioroconstanteenlosrecursosnaturalesydelmedioambiente.

Si bien es cierto que la Revolución Industrial fue un parteaguas en las

actividadesproductivasydedesarrollotecnológicoparalasociedad;enestemismosentido,tambiénlohasidoenloqueadeteriorodelmedioambienteserefiere.Elhombreensudeseodesermásproductivo,nosehadetenidoapensaracercadeldañoqueocasionaensuentorno,yquedesafortunadamenteenmuchasocasiones,esirreversibleyqueatentacontrasupropiavida.

2 Capítulo1

EstudioComparativodeSostenibilidadenCarreterasMexicanas

Rojas(2013)identificacomoresultadodeestedeterioroelcambioclimático,elefectoinvernaderoprovocadoporgasescomoelCO2,ladestruccióndelacapadeozono, ladisminuciónde labiodiversidad, lacontaminacióndelaire, delagua,delsueloyporruido,entreotrosfactores,loscualesponenenriesgolasobrevivenciadelhombresobrelatierra.

Estos problemas se acentuaron en los años 50, como consecuencia de las

accionesbélicasdelaSegundaGuerraMundial,poniendoenalertaalasprincipalesorganizacionesmundialesyalosgobiernosdelospaísesalrededordelmundo.

En1987laComisióndelMedioAmbienteydelDesarrolloCMMADdelaONU,

presididaporlaPrimeraMinistradeNoruega,GroHarlemBrundtland,presentóalaasamblea general de dicha comisión, el informe “Nuestro Futuro Común”, el cualtambiénseconoceenlaactualidadcomoInforme“Brundtland.Enestedocumento,se define por vez primera el concepto o término de Desarrollo Sostenible.(Barragán,2016),(Bermejo2016)

Barragán (como se citó en CMMAF, 1987:24), lo define de la siguiente

manera: “Desarrollo sustentable es el desarrollo que satisface las necesidades delpresentesincomprometerlacapacidaddelasgeneracionesfuturasparasatisfacersuspropiasnecesidades.

Esteconceptoquetambiénseconocecomodesarrollosostenible,sebasaen

tresfactoresfundamentalesquedebensercapacesdecoexistirsinponerenriesgoalplaneta.Estosfactoressonelambiental,económicoysocial. Esresponsabilidadde los gobiernos, implementar las políticas públicas pertinentes en sus estados,desarrollarlosprogramasyproyectosquedenrespuestapuntualaellas,ademásdedefinir e implementar las estrategias para alcanzar los objetivos y metasmedioambientalesdeseados.

Villegas (2009), reflexionael términodesarrollo sostenibley consideraque

éste, se puede alcanzar siempre y cuando, el hombre en cualquier actividadproductivaqueemprenda, evite eldesperdiciode recursosyutilice solamente losnecesarios.Sindudaesunagranreflexión,querequiereelcompromisode toda lasociedad,ademásdeuncambioenelparadigmadeproducción.

ElInformeBrundlantdemostró,quelasociedadmundialenarasdealcanzar

el desarrollo a través de la industrialización, y con el propósito de satisfacer susnecesidades básicas, estaba destruyendo el ambiente de su entorno, además deincrementarlosíndicesdepobrezaydevulnerabilidad.(ONU,2006).

Introducción 3


Esta misma fuente señala que el mencionado informe, representa un reto

paraelcuidadodelmedioambientemundial,alpostularqueeldeterioroambientaldebeservistocomounproblemaglobal,ademásdereconocerqueeldesarrolloyelmedio ambiente, son un binomio inseparable, que pueden coexistir, siempre ycuandosetrabajedemaneraresponsable.

A partir del Informe Brundlant, el concepto de desarrollo sostenible o

sustentable ha servido para que los países -entre ellosMéxico-, generen políticaspúblicasparalaconservacióndelmedioambiente,sinqueellosignifiquedetenersucrecimientoeconómicoysocial.

Losesfuerzosmundialesparacuidarelmedioambiente,hansidobastosalo

largodelosúltimos50años.Losprincipalesorganismosmundiales,hanconvocadoa los países miembros a diferentes Conferencias o Cumbres, con el propósito dediscutirtemasdirectamenterelacionadosconeldesarrollosostenible.Losacuerdosemanados de estas reuniones, son la guía actual para la elaboración de lasestrategias mundiales sobre este importante tema, las cuales abarcan todos lossectores productivos, incluyendo al de la construcción de carreteras, objetivocentraldeestatesisdemaster.

A continuación, en la tabla 1.1, de manera cronológica, de acuerdo a la

información de Rojas (2003); ONU (2006), Soriano (2016) y Scade (2016), sepresentanlosprincipalesesfuerzosmundiales,paraprotegeralanaturalezadelosembatesproductivosytecnológicosdelhombre.1.1.1.LaAgenda2030ylosObjetivosdeDesarrolloSostenible Enelmesdeseptiembredelaño2015,laAsambleaGeneraldelasNacionesUnidas,aprobóeldocumentollamado“Agenda2030paraelDesarrolloSostenible”.

Estedocumentoestratégico,fueaprobadoporlos193EstadosMiembrosdelaONU,entrenellosMéxico;tieneunavisióna15años,plantea17Objetivosy169metas de desarrollo, a través de los cuales se pretende que el mundo alcance lasostenibilidad económica, social y ambiental en el periodo mencionado.(ONU.CEPAL2016).

4 Capítulo1


AÑO EVENTO ACUERDOSPRINCIPALES1972 ConferenciadeEstocolmo Fue la primera Conferencia de la Organización de las

Naciones Unidas, en la que se abordaron temasambientales. Los gobiernos reconocen que los recursosnorenovablesdelatierra,puedenagotarseporloquesedeben utilizar de forma racional para que toda lapoblaciónmundialpuedagozardeestosbeneficios.

1983 SeconstituyólaComisióndelasNacionesUnidasparaelMedioAmbientey

Desarrollo

Estacomisiónelaboróunaagendaglobalparainvestigarsobre el cambio climático. Esta comisión elaboró elinforme “Our Common Future” que presentó a laAsambleadelaONUenelaño2007.

1987 Presentacióndelinforme“OurCommonFuture”,antelaAsambleaGeneral

delaONU

En este documento, también conocido como InformeBrundtland, se define por vez primera, el concepto dedesarrollo sustentable. Reconoce que gran parte de lapoblaciónmundial,notienecubiertassusnecesidadesdecomida, ropa, vivienda y trabajo, además de que lasociedaduniversal,estádestruyendoelmedioambientey dejando al grueso de la población en situación devulnerabilidad.

1992 CumbreMundialsobreMedioAmbientey

DesarrollooDeclaracióndeRío

En esta cumbre los gobiernos firman la Declaración deRío sobre el Medio Ambiente y Desarrollo, tambiénconocidacomoAgenda21.Sereconocequelaproteccióndel medio ambiente en el mundo, debe formar parteintegraldelprocesodedesarrollode lahumanidad,porloquelahumanidadensuconjunto,encabezadaporlosgobiernos,debenemprenderaccionesparaprotegerlo.

1997 ProtocolodeKioto Compromete a 37 países industrializados a estabilizarlas emisiones de gases de efecto invernadero, debido aquereconocequesonlosprincipalesresponsablesdeloselevadosnivelesdeestosgasesquehayenlaatmósfera.

2002 CumbredeJohannesburgo Los gobiernos de los países participantes a la Cumbre,asumenelcompromisodeimpulsarensusterritorios,eldesarrollo sustentable, además de trabajar paraerradicarlapobrezaeimpulsareldesarrollohumano.Sereconoce que la biodiversidad es una fortaleza que sedebeaprovecharparaimpulsareldesarrollosostenible.

Tabla1.1:PrincipalesAcontecimientosMundialessobreDesarrolloSostenibleFuente:Propia,coninformacióndeRojas(2003);ONU(2006),Soriano(2016)yScade(2016),

Estedocumentoconsuvisióna largoplazo, comprometea losgobiernos,aqueencaminensuspolíticasalcuidadodelambiente,ademásdecomprometerseapromoverentrelosciudadanosdesusterritorios,aquecambiensuparadigmadedesarrollo, impulsando el respeto y cuidado almedio ambiente, lo que ayudará aprotegeralplanetadeldeterioroalqueseencuentraexpuesto,yconello,arevertirsus efectos negativos sobre la calidad de vida de la sociedad, sin distinción delpodereconómico,gradodedesarrollo,oempoderamientoqueposean.

Introducción 5


DeacuerdoaMohamed(2015),nosolamenteserequierelaparticipaciónde

los gobiernos para una implementación exitosa de la Agenda; también se debeninvolucrardemaneraactivaypermanente,lacomunidadinternacional,organismosdelasociedadcivil,elsectorprivadoylaacademia.

Retomandolapropuestadeesteautor,enelsentidodequelaacademiadebe

ser parte importante en el logro de los objetivos y metas de la Agenda 2030, laUniversidad Politécnica de Cataluña, ha desarrollado un método que permiteevaluar la sostenibilidad de carreras, llamado Método Integrado de Valor paraEvaluacionesSosteniblesMIVES;lainstituciónconestapropuesta,seadhierealaspolíticasinternacionalesdesostenibilidad.

Los objetivos que persigue la Agenda 2030 son variados, entre los que se

puedemencionar:abatirlapobreza,ponerfinalhambre,garantizarunavidasana,una educación inclusiva, equitativa y de calidad, empoderar a la mujer, lograrciudades y comunidades sostenibles, realizar acciones por el clima, proteger losecosistemas,etc.Estosobjetivostienencomofinpromoverdeunamaneraintegral,al crecimiento económico, la inclusión social y el cuidado ambiental, que sonconsideradosanivelmundial,comolostreselementosfundamentalesdeldesarrollosostenible.(ONU2016),(ONU.CEPAL2016),(Mohamed2016).

Porsurelaciónconestatesisdemaster,menciónespecialmereceelObjetivo

9delamencionadaAgenda2030,“Industria, InnovacióneInfraestructura”,elcualpropone: “Construir Infraestructuras resilientes, promover la industrializacióninclusivaysostenibleyfomentarlainnovación”.

Este objetivo reconoce que los países para impulsar el desarrollo de sus

comunidades, deben invertir para desarrollar omodernizar su infraestructura detransporte,deunamanerasostenible,resilienteydecalidad.(ONU2016)

Desdeestepuntodevista,laaplicacióndelmétodoMIVESenlaconstrucción

omantenimientodecarreteras,respondeconpertinenciaaesteobjetivo.1.1.2.LosesfuerzosdeMéxicoporalcanzarlaSostenibilidad

Paracontextualizaresta investigación,esprioritarioanalizar la importanciaqueMéxicoleconfierealdesarrollosostenibleosustentable,envirtuddequeestatesis de master tiene como objetivo, aplicar el método MIVES para evaluar doscarreterasconstruidasenelestadodeVeracruz-México.

6 Capítulo1


Enelámbitointernodelpaís,lagestiónambientalnoestemanuevo.Apartir

de los años 70, se han creado diferentes entidades de la Administración PúblicaFederal.En1972,seformólaSubsecretaríadeMejoramientodelMedioAmbiente,posteriormentelaDirecciónGeneraldeEcologíaUrbana(1976),y laSubsecretaríade Ecología (1983). En 1992 se integró a la organización federal la Secretaría deDesarrollo Social, SEDESOL y posteriormente, se creó la Procuraduría Federal deProtección al Ambiente PROFEPA. En el año 2000 se crea la Secretaría deMedioAmbienteyRecursosNaturales,SEMARNAT,dependenciaquealafechapermanececomo parte del organigrama del gobierno federal, al igual que la SEDESOL.UniversidadAutónomadeNuevoLeón,UANL(2013).

El gobierno federal a travésde las instancias correspondientes, tambiénha

elaborado una robusta normatividad medioambientalista, que es de observanciaobligatoria en todo el territorio nacional, integrada por leyes, reglamentos yNormasOficialesMexicanasNOM.

Hoyendía,lapolíticafederaldedesarrollosostenible,seenmarcaenelPlan

NacionaldeDesarrollo2013-2018,propuestoporelpresidentedeMéxicoEnriquePeña Nieto. En este documento estratégico de gestión, se puntualiza que el paísparticipa en más de 90 acuerdos y protocolos de la agenda internacionalrelacionadosconelmedioambienteydesarrollosostenibleytambién,seseñalanlasdiferenteslíneasdeacciónqueelpaísdebeseguirparalograrlaautosostenibilidad.

También,describeelcompromisoquetieneelpaísparaconservarsucapital

naturalysusserviciosambientales,ademásdeestablecerpuntualmente,quetodaslas entidades del país, además de la sociedad civil y el sector productivo, debentrabajardemaneraorganizadapara lograrunpaís conuncrecimientoeconómicosostenible,sindañarsuentorno.

Esporelloquelasdistintassecretaríasfederales,paracumplirconsumisión

yvisión,susplanesdetrabajosehanalineadoalaspropuestaspresidencialessobresostenibilidad,porloquehandefinidoprogramas,proyectos,estrategiasyaccionesespecíficos,quedebenaplicarseentodoelterritorionacional.

Mención especial por su relación con esta tesis, merece el trabajo de dos

secretarías:laSEMARNATylaSecretaríadeComunicacionesyTransportes,SCT.Laprimera,eslaencargadadeguiarlapolíticadesostenibilidaddelpaís;mientrasquela segunda, la aplica de manera particular en el sector de comunicaciones y

Introducción 7


transporte; sector que es de interés para los objetivo que pretende alcanzar estatesisdemaster.

Actualmente la SEMARNAT–de acuerdo a la informaciónpresentada en su

sitioweb-, tiene comomisión, implementar instrumentos que aseguren la óptimaprotección,conservaciónyaprovechamientodelosrecursosnaturalesdelpaís,conelpropósitodeconformarunapolíticaambientalquepermitaalcanzareldesarrollosostenible.

Para alcanzar su misión, esta secretaría trabaja en cuatro aspectos

prioritarios:Laconservaciónyaprovechamientosostenibledelosecosistemasysubiodiversidad; laprevencióny controlde la contaminación; lagestión integraldelosrecursoshídricosy,elcombatealcambioclimático.

Apesardequelostrabajosdeestasecretaría,notienenunimpactodirecto

enlosobjetivosquepretendealcanzarestatesisdemaster,sidemuestraelinterésdelpaísporlostemasmedioambientalistas,locualpermitequeotrasdependenciasdegobierno,trabajenalineadasaesteobjetivo,comoeselcasodelaSCT.

Esta secretaría en su sitio web, señala que su misión y visión, están

orientadas hacia la promoción de los sistemas de transporte y comunicacionesseguros,eficientesycompetitivos,yacontribuiraldesarrollosostenibledelpaís.

Porlotanto,lafilosofíadeestaentidadfederal,apoyademanerapertinente

la elaboración de esta tesis, debido a que el objetivo que se persigue en dichotrabajo, está relacionado con la aplicación del método MIVES en dos carreterasmexicanasenelestadodeVeracruz.

Enelámbitointernacional,menciónespecialmerecelaparticipacióndelpaís,

en las distintas reuniones y cumbres organizadas por la ONU sobre el temamedioambiental. México esmiembro activode esta organizacióndesde el añode1945, razón por la que ha participado en todos los foros convocados por esteorganismo,haciendosuyoslosacuerdosemanadosdeellos.

EsimportantedestacarqueduranteelprocesoparaelaborarlaAgenda2030,

el país tuvounaparticipaciónpermanente en los forosde consulta y en todas lasetapasrelacionadasconlanegociación,ademásdehacerpropuestaspuntualesparaquelasostenibilidad,derechoshumanos,inclusiónsocialyeconómica,fueranpartedelosejesrectoresdeestasAgenda.(ONU.CEPAL2016)

8 Capítulo1


México, con el propósito de poder implementar de manera pertinente losobjetivos de la mencionada Agenda 2030, ha realizado diferentes acciones en elordenadministrado,comoson:LainstalacióndelComitéTécnicoEspecializadoenDesarrollo Sostenible, integrado por la Presidencia de la República y el InstitutoNacionaldeEstadísticayGeografíaINEGI,conlaparticipacióndelasdependenciasde laAdministraciónPúblicaFederal; la formacióndelGrupodeTrabajosobre laAgenda 2030, instalada por la Cámara de Senadores de la República, con elpropósito de darle seguimiento a la implementación de los 17 objetivos y susrespectivasmetas.(Mohamed2016).

ApesardequenoexistenexperienciaspreviasencarreterasdeMéxico,con

laaplicacióndelametodologíaMIVES,siexistenestudiosdiversossobreeltemade“Carreteras Sostenibles”, entre los que se pueden mencionar: Criterios deSostenibilidad para Carreteras enMéxico, elaborado en el año 2014 por la SCT através del Instituto Mexicano del Transporte; La Sostenibilidad en Carreteras,documentopublicadoenel2012por laAsociaciónMexicanadeIngenieríadeVíasTerrestres, AC AMIVTAC; La Gestión Ambiental de Carreteras en México, etc.Tambiénexistentesisdemasteryotrosartículosrelacionadosconel tema,quesediscutiránenelcapítulodeEstadodelArte.

Todasestasexperienciasdocumentales,aunadasa laspolíticaspúblicasdel

gobierno federal en la materia, muestran el interés de México por promover lasostenibilidad en su territorio, y de manera específica, el deseo de contar concarreteras sostenibles en todas las etapas de su ciclo de vida, situación que leconfiereviabilidadalapropuestadeestatesis.

1.1.3.ElEstadodeVeracruz-México

Como parte del contexto de esta tesis, resulta prioritario dar a conoceralgunos aspectos del estado de Veracruz, debido a que la evaluación desostenibilidaddelasdoscarreteras,quesonelobjetivocentraldeestatesis,estánubicadasenesteestadodelaRepúblicaMexicana. En la figura1.1, semuestraelmapade laRepúblicaMexicana,endondeseidentifican32estados,siendounodeellos,Veracruz.

Introducción 9


Figura1.1MapadelaRepúblicaMexicanaFuente:www.mapademexico.com.mx

En la tabla 1.2, se concentran la informaciónmás relevante del estado, endondedestaca laampliavariedaddeclimas, ladiversidaddesectoresestratégicosenlosquesebasaelcrecimientoeconómicoysocialdelaentidad,ademásdequeelpuerto marítimo de Veracruz, es el más importante del país, por el número decontenedoresquemueveenelaño.

• Capital Xalapa• Superficie 72,815km2• Población(2015) 8,111,505habitantes;4,203,365mujeresy3,909,140hombres• Altitud 1,460m.s.n.m• Climas Predominan el cálido subhúmedo (53.5%), y el cálido húmedo

(41%). También se presentan el clima templado húmedo(3.5%), clima templado (1.5%), seco y semiseco (0.5%), frío(0.05%)

• Sectoresrelevantes Industria,energía,turismo,comercio,agrícola,acuícola,forestal,pecuario.Agronegocios

• Costasmarítimas 700kilómetrosdecostassobreelGolfodeMéxico• Principales puertos

marítimosVeracruz,TuxpanyCoatzacoalcos(puertosdealtura)

• Aeropuertointernacional

Aeropuerto Internacional Heriberto Jara en el puerto deVeracruz

• Infraestructuracarretera

15,884.86 km: carreteras con cuota (488.20 km), carreteraslibres(7,0.055.56km.),caminosrurales(8,341.10km)

• Víasférreas 1,807kilómetrosTabla1.2:InformacióndelEstadodeVeracruz

Fuente:Propia,coninformacióndeINEGI,SE,SCT

ElestadodeVeracruz,selocalizaenelEstedelaRepúblicaMexicana.LimitaalnorteconelestadodeTamaulipas,alesteconelGolfodeMéxico,,alsuresteconTabascoyChiapas,alsurconOaxacayaloesteconPueblaeHidalgoyalnoroesteconSanLuisPotosí.

EstadodeVeracruz

10 Capítulo1


1.1.4.ElMétodoIntegradodeValorparaEvaluacionesSostenibles,MIVES

Lapropuestadeestatesisdemaster,consisteenevaluarlasostenibilidaddeunproyectocarreteroatravésdeunanálisisdevalor,sustentadoenlametodologíaMIVES.

EnEspañaestetipodeanálisisnoesreciente.Susorígenesseremontanalos

años 70. Este análisis ha sido aplicado con éxito en proyectos de gestión y deinnovación para pequeñas ymedianas empresas del sector de la construcción, locual ha permitido incrementar su competitividad. Lametodología para realizar elanálisisdevalor,fuedesarrolladaporelInstitutoTecnológicodeGalicia,elInstitutoAndaluzdeTecnologíayelInstitutoTecnológicodelaConstrucción.(Villegas2009)

Estemismoautorrefierecomoantecedentequeenelañode1989secreóla

AsociaciónEspañoladeAnálisisdelValor,ANAVAyenfechaposteriorlaFederaciónEspañoladeGestióndelValor,EGEVA, con locual se impulsaenelpaís, elusodeestaherramientaparalatomadedecisiónempresarialendistintossectores.

RefiereVillegas(2009),Josa,CortésyMarqués(2011),queenelaño2002,la

Universidad del País Vasco, la institución Labein-Tecnalia y la UniversidadPolitécnica de Cataluña, forman el grupo MIVES para liderar un proyecto deinvestigacióndelMinisteriodeCienciayTecnologíaEspañol.Estemodeloapoyalatoma de decisión de todo tipo, incluyendo a la sostenibilidad, para lo cual lasvariables objeto de estudio, se puedan comparar partiendo de la referencia dediferentesunidadesqueselesasignan.

Alarcón(2005),proponenqueelanálisisdevaloresútilcuandoserequiere

valorar lasostenibilidad,debidoaquees imprescindibleconsiderarenelproceso,diversosindicadoresdesustrespilares:ambiental,económicoysocial.

Comosehamencionadoconanterioridad,laaplicacióndeestemodelopara

evaluar la sostenibilidad en carreteras mexicanas, no tiene precedente, aunqueexisten estudios realizados por el gobierno, asociaciones y la academia, paraidentificarlosprincipalesindicadoresdesostenibilidadencarreteras.

ConsiderandolapolíticaactualdelgobiernodeMéxico,paraapoyarcualquier

tipo de proyecto que coadyuve a lograr la sostenibilidad incluyendo al sector decomunicaciones terrestres, la factibilidad de aplicar en el corto plazo el métodoMIVES en las carreteras nacionales en todo su ciclo de vida, tiene una altafactibilidad.

Introducción 11


1.2.ObjetivoGeneraldelaTesisElobjetivogeneraldeestatesisdemasteres:

Aplicar el método MIVES para realizar un estudio comparativo desostenibilidad de dos carreteras en el estado de Veracruz, México; una de ellas,construidaconpavimentodeasfaltoylaotra,conpavimentodehormigón.1.3.ObjetivosEspecíficosdelaTesis:

• Realizarunanálisisdevalorentrelasdoscarreterasapartirdeunárbolde

requerimientos, que permita determinar la sostenibilidad de cada una deellas.

• Construirunárbolderequerimientosparacadaunadelascarreterasobjetode estudio, que sirva como base para la toma de decisiones sobre lasostenibilidaddelasmismas

• Establecer para cada uno de los requerimientos de los dos árboles, loscriterioscorrespondientes,quesirvancomopautasaseguirenlaevaluacióndelasostenibilidaddelascarreteras.

• Identificar los indicadores para cada uno de los criterios de losrequerimientos de los árboles de decisiones para que sea evaluada lasostenibilidaddecadaunadelascarreteras.

1.4.LímitesdelaTesis

Elproyectodeestatesisdemaster,seelaborarátomandocomoreferenciadoscarreterasconstruidasenelestadodeVeracruz,México.

Con el propósito de determinar su sostenibilidad, las dos carreteras

denominadas “Alternativa A” y “Alternativa B“, se evaluarán siguiendo lametodologíaMIVES.

La “AlternativaA”está construidaconpavimentodeasfaltoy la “Alternativa

B”,conpavimentodehormigón.Eltramoqueseanalizaráesunkilómetrodecarretera“Tipo”,cuyaubicación

puedesercualquierpuntodelestadodeVeracruz.Estadecisiónsefundamentaenlavariedaddeclimasquesepresentanenesteestado.

12 Capítulo1


Para realizar la evaluación, se utilizará la Metodología del Catálogo de

Secciones Estructurales y Pavimentos de la Secretaría de Comunicaciones yTransportesdeMéxico,SCT.Asimismo,paraconstruirelÁrboldeRequerimientos,setomaráncomobase,los“CriteriosdeSostenibilidadparaCarreterasenMéxico”propuestoporlamismaSecretaría.

1.5.MétodoCientíficoyEstructuradelaTesis

La estructura de esta tesis demaster está organizada en los capítulos que acontinuaciónsedescriben.Capítulo1.Enestecapítulosecontextualizalainvestigación.Seabordaeltemadela sostenibilidad desde una óptica internacional, para posteriormente revisar losesfuerzos que México ha hecho para incluirse en todas las iniciativas mundialessobreeltema.Lainvestigacióndeestatesis,sedesarrollaencarreterasdelestadodeVeracruzenMéxico,porloquesedestacanalgunosaspectoseconómicosdeesteestado. Se abordan losorígenesde lametodología MIVES, (Método IntegradodeValor para Evaluaciones Sostenibles) y su importancia en las evaluacionessostenibles. También se definen los objetivos y límites de este trabajo deinvestigaciónCapítulo 2. Este capítulo se denomina “Estado del Arte”. Se hace una revisiónexhaustivaacercadelosconceptosdetransportesostenible,carreterassostenibles,indicadores, criterios y certificaciones que existen en elmundo sobre el tema. Seabordan de manera especial, los criterios de sostenibilidad para carreteras enMéxico, debido a que son la base para la construcción del “Árbol deRequerimientos”.Capítulo3.Enestecapítulo,sedescribedeformadetalladalametodologíaMIVES,su planteamiento, los límites del sistema, cómo funciona el árbol de toma dedecisiónconsusrequerimientos,criterioseindicadoresysurespectivaponderaciónde variables, así como las funciones de valor y la expresiónmatemática para darlugaralíndicedevalordealternativas.

Capítulo 4. Este capítulo, describe la metodología del Catálogo de SeccionesEstructuralesdePavimentosparalasCarreterasdelaRepúblicaMexicana,apartirdelcual,seencuentranlasmejoresalternativasdematerialesydimensionesparalaevaluación.

Introducción 13


Capítulo5.Enestecapítulo,sedefineelárboldedecisiónconlosrequerimientos,criterios e indicadores que lo integran. También, se muestran los valores de lasalternativasparacadaindicador,conlosquesepodrándesarrollarlasfuncionesdevalor.Capítulo6.Enestecapítulo,sedefineelárbolderequerimientosconlarespectivaponderaciónentodoslosniveles.También,seproponenlasformasdelasfuncionesdevalordecadaindicadory lasgráficasde lasmismas.en lasqueseaprecian, losvaloresdesatisfacciónenrelaciónconlosvalorescualitativosocuantitativosdelosindicadoresylospuntosdeinflexión.Capítulo7.Estecapítuloestáformadoporlasconclusionesdelainvestigación,enlacualsevaloralamejoralternativaparalascarreterasveracruzanas.

14 Capítulo1


EstadodelArte 15


CAPÍTULO2.ESTADODELARTE2.1.Introducción

El desarrollo sustentable o sostenible es un concepto universalmenteaceptadoyenelcual,losgobiernos,organizacionesinternacionales,ylasociedadengeneral,trabajanarduamenteparaalcanzarunequilibrioentreelcuidadodelmedioambienteyeldesarrolloeconómicoysocial.

Elorigendeesteconceptoseremontaalañode1983,cuandoporiniciativa

del Secretario General de las Naciones Unidas ONU, se creó la Comisión de lasNacionesUnidasparaelMedioAmbienteyelDesarrollo,cuyapresidenciarecayóenlapersonadelaPrimeraMinistradeNoruegaGroHarlemBrundtland.

Enelaño2007,estacomisiónpresentóalaAsambleaGeneraldelaONU,eltrabajo “Our Common Future”, en donde se define el concepto de “DesarrolloSostenible”.(Soriano2016),(Alarcón2005).

En la actualidad, uno de los retosmás importantes para los tomadores dedecisiones a nivel global, es poderlo incluir en todos los sectores y subsectoresproductivos,comoeselcasoparticulardelsubsectorvial.

Enlaactualidad,elsubsectorcarreteroesconsideradocomounodelosejesmás importantes para el desarrollo de la sociedad y económico, debido a queconecta comunidades, trasporta pasajeros, facilita la movilidad de mercancías, loquepermitesatisfacer lademandade losconsumidores,contribuyealcrecimientodelproductointernobrutoPIB,asícomotambiénalageneracióndeempleos,entreotrosaspectosimportantes.

Enelladoopuesto,-sinosetomanlasmedidaspertinentes-,estesubsector

tieneuncostosocialyambientalmuyalto.Puedegenerarimpactosnegativossobreelambiente,debidoaqueesungeneradordecontaminantesdeaire,sueloyagua,nosoloporlaproduccióndegasesdeefectoinvernaderoGEI,sinotambién,porelvertimiento de desechos industriales. Es también, responsable del consumo derecursosnaturales,demodificarelusodesuelo,dealterarelpaisaje,fragmentarelhábitatdedestruirecosistemas,labiodiversidadydemodificardemaneranegativa,lacalidadyestilodevidadelascomunidadesquevivenenlazonadeinfluenciadelproyecto, sin olvidar la expropiación de terrenos que se requieren para la

16 Capítulo2


construccióndelascarreteras.(Ordoñez2015),(Mendozayet-al2012),(SecretaríadeComunicacionesyTransportes2016)

De acuerdo a la opinión de Pacheco y et-al (2016), para conocer con

certidumbre el impacto ambiental de una carretera en su conjunto, y evaluar losimpactosnegativossobrelasociedad,serequierevalorarsuciclodevida,desdelaetapa de la concepción del proyecto, pasando por la ejecución, la explotación opuestaenmarchayelmantenimiento.

En la Cumbre de Río de Janeiro (Brasil) celebrada en 1992, conocida

tambiéncomo la “CumbredelDesarrolloyMedioAmbiente”, seaprobó laAgenda21, la cual define las acciones dirigidas a la consecución demetas enmateria dedesarrollo sostenible, que los gobiernos de los países deben implementar en susterritorios,dictandoparaello,laspolíticaspúblicascorrespondientes.

Lospaísesparticipantes en esta cumbre, reconocieronque los sistemasde

transporte son la columna vertebral del desarrollo económico y social de lasnaciones, pero son también, los responsable de la contaminación del medioambiente,porloqueesindispensabletrabajardemaneraorganizadaysistemática,paralograrelequilibrioentreestostresfactores.(González2011),(Alarcón2015)

A partir de esa fecha alrededor del mundo, ha tomado auge el impulso al

desarrollosostenibleenestesubsector,motivoporelquesehandefinidoconceptossobre este tema, desarrollando indicadores de sostenibilidad, guías que ayudan aimplementarprogramas,modelosometodologíasquepermitenevaluarla, ademásdequesehanformadoorganismosquecertificansucumplimiento.

Envirtudde losobjetivosquepersiguealcanzaresta tesisdemaster,esde

suma importancia comprender la importancia de estos elementos, para poderlosaplicardemaneracorrectaeneldesarrollodeestetrabajo.

ConceptosGenerales

La aplicación del concepto de sostenibilidad en el sector transporte y ensubsectorvial,seexplicaapartirdelassiguientesdefiniciones.

EstadodelArte 17


2.2.TransporteSostenible

Este concepto es definido por la Organización para la Cooperación y elDesarrollo Económico (OCDE), del cual México y España sonmiembros activos ycuyamisiónes,promoverpolíticasquemejorenelbienestareconómicoysocialdelaspersonasalrededordelmundo.

Transporte sostenible es aquel que no compromete la salud pública y elmedioambienteyresuelvelasnecesidadesdemovilidadparalaspersonasymercancías,basadasenelusodefuentesdeenergíarenovablesysutasaderegeneración, o el uso de fuentes no renovables de energía apropiadas aldesarrollo de fuentes de energía alternas para ser sustituidas. (Mendoza,2014,p11)

El análisis de este concepto, muestra que este organismo reconoce laimportancia del transporte, como generador de bienestar económico y social, yproponequeparaevitarproblemasdesaludpública,sedebenutilizarenergíasnocontaminantes. Solo de esta manera, será posible lograr el equilibrio entre lospilaresdeldesarrollosostenible.

La contaminación ambiental ocasionada por la emisión de gases tóxicosemanados del transporte, está directamente relacionada con enfermedadesrespiratorias,especialmenteenlosniños.(Ubilla2017)

ParalaOCDE,eltransportesostenibledebeconsiderartambién,laproteccióndelosecosistemas,prevenirlacontaminaciónambientalydelosocéanosyproveerseguridadvialaltransportedecargaydepasajeros,cuidandolacalidaddelaire,laproduccióndeCO2,elruidoocasionadopor losvehículosysu impactoen lasaludhumana,asícomousodesueloqueoriginaunimpactonegativoenlabiodiversidad,enlosecosistemasyenlafragmentacióndelhábitatnaturaldeespeciesanimalesyvegetales.

Estos criterios, se explicitan en la guía Environmentally SustainableTransport EST, o Transporte Ambientalmente Sostenible, los cuales son unarecomendación internacional que se deben seguir en cualquier proyecto detransportecarretero.(Mendoza,2014)

18 Capítulo2


2.3.CarreterasSostenibles

La definición de carreteras sostenibles tiene su origen en 1998, cuandoForman introdujo el concepto de carreteras ecológicas, Gonzáles (2011). Estascarreterasdeunamaneraparcial,solamentedebíanrespetarycumplirconciertosindicadoresambientales.

A partir de esa fecha, este concepto ha evolucionado en respuesta al

crecimientodelosproblemasambientalesdelmundo,generadoprincipalmenteporeldesarrolloeconómicoysocialdelospaíses.

Es así como la European Union Road Federation (Federación Europea de

Carreteras), (ERF por sus siglas en inglés), instituciones educativas como laUniversidad de Washington, y la Agencia Federal de Carreteras de los EstadosUnidos, (US Federal Highway Administration), han definido el concepto decarreterassostenibles,(Mendoza,2014),(Ordoñez,2015).

Loselementosdeesteconcepto,debenserincorporadosacualquierproyecto

del subsector vial, para cumplir los criterios internacionales de sostenibilidad.Correspondealosgobiernosdelospaíses,retomarestasdefiniciones,paradictarlapolíticapúblicacorrespondiente,enelámbitodesusterritorios.

En laTabla2.1, se concentran lasdefinicionesdel conceptomencionado, el

cualseretomatextualmentedelosdosautorescitadosenelpárrafoanterior.Enlastresdefinicionespropuestasporlosorganismosinternacionales,existenpuntosdecoincidencia,locualseinterpretacómoqueelconceptodecarreterasostenible,espercibido internacionalmente de manera homogénea. Estos puntos son lossiguientes:

a) Lasostenibilidaddeunacarretera,debepermearenlasetapasdesuciclodevida.

b) Debeexistirequidadentreelcuidadodelmedioambiente,elusoderecursosnaturalesyelbeneficioeconómicoysocialparalacomunidad.

Enestadefinicióncomoenladetransportesostenible,aparecenlos3pilaresdeldesarrollosostenible,reconocidosinternacionalmente.

EstadodelArte 19


ORGANISMO DEFINICIÓNDECARRETERASOSTENIBLE

EuropeanUnionRoadFederation(ERF)FederaciónEuropeadeCarreteras

Son aquellas carreteras que son eficaces yeficientemente planeadas, diseñadas,construidas, modernizadas y conservadas, através de políticas integradas con respecto almedio ambiente y conservan el beneficio socio-económicoesperadoentérminosdemovilidadyseguridad.

UniversityofWashingtonUniversidaddeWashington

Esaquellacarreteraquetienemenoresimpactosalmedioambiente,bajoscostosensuvidaútilymásbeneficiospositivosparalasociedad.Ha sido diseñada y construida a un nivel desostenibilidad,queessustancialmentemásalto que la práctica común actual, es decir,contiene los elementos clave de la ecología, laequidad y la economía, favoreciendo elaprovechamiento mesurado de los recursosnaturales renovables y no renovables a lo largode la vida útil, el bienestar de la sociedad yrentabilidadeconómica.

USFederalHighwayAdministrationAgenciaFederaldeCarreterasdelosEstados

Unidos

Una carretera sostenible debe satisfacer losrequisitos funcionales del ciclo de vida deldesarrollo social y el crecimiento económico,mejorarelentornonaturalyreducirelconsumode recursos naturales. Las características desostenibilidad de un proyecto de autopista ocarreteradebenserevaluadasyconsideradasentodosuciclodevida,desde la concepciónhastalaconstrucción,operaciónymantenimiento.

Tabla2.1:DefinicióndeCarreteraSostenibleFuente:PropiaconinformacióndeMendoza(2014),Ordoñez(2015),Mendozayet-al(2017)

Las definiciones sobre carreteras sostenibles y transporte sostenible,propuestaspor losorganismos internacionalesmencionados,sonunejemplode lapreocupación mundial que existe sobre el deterioro del medio ambiente y susefectossobrelosecosistemas,labiodiversidadylasaludhumana,ademásmuestrael interés global por incluir a la sostenibilidad en todos los sectores productivos,comoeselcasodelsectortransportesubsectorvialocarretero.

Estas definiciones representan una propuesta, para que los gobiernoselaborenpolíticaspúblicassobreeltemayqueenelfuturo,losproyectosdevíasdecomunicaciónterrestre,seplaneenintegralmente,esdecir,quenosolamentesirvanpara impulsar el desarrollo económico y social de la poblaciónmundial, sino quetambién, cuiden la flora, la fauna, labiodiversidad, la contaminacióndelaireydelagua,laemisióndegasestóxicos,ademásdeotrosfactores,queponenenriesgolavidaanimal,vegetalyhumanasobreelplaneta.

20 Capítulo2


2.4.Indicadores

Los indicadores son datos, estadísticas o cualquier otra expresión de tipocualitativoo cuantitativoobservable, quepermitedescribir fenómenosestudiadosen el entorno, pormedio de la evolución de una variable o de una relación entrevariables,loquepermiteevaluareldesempeño,comportamientooevoluciónenunperiododetiempodeterminado.(Mendozayet-al,2015)

Los indicadores apoyan al tomador de decisiones en cualquier proceso de

evaluación demetas y objetivos. Por consecuencia, los sistemas de evaluación decualquiersectorosubsector,comoeldetransporteyelvialrespectivamente,debencontar con sus indicadores, para poder medir el grado de cumplimiento o nocumplimiento.2.4.1.IndicadoresdeSostenibilidad

Encualquier actividadde cualquier sectorque sea sujeto aunaevaluación,debe contar con los indicadores correspondientes. De esta forma, existenindicadoressociales,económicos,ambientales,deprocesoogestión,dedesempeñoyporsupuestodesostenibilidad.

Un indicador de sostenibilidad es una expresión cualitativa, cuantitativa o

descriptiva que brinda información sobre aspectos ambientales, sociales y/oeconómicos,quepermitenrealizarunadecuadoseguimientoyevaluaciónalalcancede políticas, programas y acciones integrales que garantizan la conservación delambiente, el bienestar de la comunidad y el crecimiento económico a largoplazo.(Ordoñezyet-al,2015p.89)

La generación de indicadores tiene su origen en la Cumbre de la Tierra

celebradaenelañode1992enlaciudaddeRíodeJaneiro(Brasil).Comoconclusiónde los trabajos, se firmó la Agenda 21, también conocida como el Programa deAcciónparaelDesarrolloSostenible.

Lospaísesfirmantessecomprometieronagenerarindicadoresenestetema,

quesirvierandereferenciainternacionalparaevaluareldesarrollosostenibleenlosdistintossectoresdeunpaís,entreelloseldetransporteyeldelaconstrucción.

EstadodelArte 21


INDICADORSOSTENIBLE

DEFINICIÓN EJEMPLOS

Social

Brindan información sobre aspectoscualitativos y cuantitativos que tienenrelación directa con la calidad de vida y elbienestar de la población. Son instrumentosde medición que tienen como objetivo, darrespuestaaproblemasdetiposocial.

- Respeto por lascostumbreslocales.

- Mejora de la calidad devida después de laejecucióndelproyecto.

Económico

Estos indicadores están relacionados con elcrecimiento y desarrollo económico de unalocalidad, región, estado o país, además deloscostos,ygastosasociadosa lagestióndeunproyecto.

- Costo de materialesextraídosyreutilizados.

- CrecimientodelPIB.

Ambientales

Están orientados a monitorear los cambiosen la cantidad y calidad de los recursosnaturales renovables y elmedio ambiente yel efecto resultante de la relación hombre-naturaleza.

- Emisiones de gases efectoinvernadero.

- GestióndeResiduos

Tabla2.2:IndicadoresSosteniblesFuente:PropiaconinformacióndeOrdoñezyet-al(2015)yFernández(2011)

A partir de esa fecha, los países alrededor del mundo, han generadoindicadores de este tipo, para evaluar la sostenibilidad de sus proyectos en losdiferentessectores,incluidoeldetransporte.2.4.2.SistemadeIndicadoresdeSostenibilidadenEspaña

Fernández(2011)apartirdeunametodologíapropia,proponeunsistemadeindicadoresparalaevaluacióndelasostenibilidadenlas“EstructurasLineales”enEspaña.Estosindicadoresfueronseleccionadosdespuésdequeelautorrealizóunestudiodefuentesdeinformacióndocumentalesydeconsultaconexpertos.

El estudio permitió formar un sistema de 30 macro indicadores, que semuestranenlastablas2.3,2.4y2.5, loscualesestánagrupadosen3dimensiones(medioambiental,socialyeconómica).

Acadamacroindicadorseleasignaunpesoespecífico,igualqueacadauna

delasdimensión.Conestainformación,esposiblerealizarunanálisismulticriterioMCDA(MultiCriteriaDecisionAid),conelcual,eltomadordedecisiones,estaráenposibilidades de seleccionar de manera integral, la mejor solución desde unaperspectivadesostenibilidaddelproyecto.

22 Capítulo2


DIMENSIONES MACRO-INDICADORES PESO%

PESODIMENSIONES

Medioambiente

GestióndeResiduos 4.96

35.02%

HuellaEcológica 4.78EmisionesdeCO2 4.72

Consumodemateriales 4.22ProteccióndelRecursoAgua 3.45

EfectoBarrera 3.00ProteccióndelaBiodiversidad 2.75

GestiónMedioambiental 2.45ValorEcológicodelSuelo 243

ContaminaciónSonora-Ruido 2.26Tabla2.3:MacroindicadoresdelaDimensiónMedioambientalparaProyectosdeInfraestructuras

LinealesFuente:PropiaconinformacióndeFernández(2011)

DIMENSIONES MACRO-INDICADORES PESO%

PESODIMENSIONES

Social

SeguridadySalud 4.68

31.00%

NecesidadSocialyUrgenciasdelProyecto 4.58InterésGeneralySocialdelProyecto 3.60GestióndeRiesgosantedesastres

(inundaciones,terremotos)3.45

ParticipaciónPública 3.15AccesibilidadparalaBiodiversidad

Humana2.75

RespetoalasCostumbresLocales 2.60UsodeMaterialesRegionales 2.13

ImpactoVisual 2.13FuncionalidadyFlexibilidad 1.93

Tabla2.4:MacroindicadoresdelaDimensiónSocialparaProyectosdeInfraestructurasLinealesFuente:PropiaconinformacióndeFernández(2011)

DIMENSIONES MACRO-INDICADORES PESO

%PESO

DIMENSIONES

Económica

ConsumoEnergético 5.32

33.98

CosteenelCiclodeVida 4.52UsodeEnergíasRenovables 4.19RelaciónCoste/Beneficio 3.94

AdaptaciónyVulnerabilidadalCambioClimáticoyAmbiental

3.34

DiseñoparaelDesmontaje 3.26GestióndelProyectoyGestión

Estratégica2.89

ElementosInnovadores 2.49GastosOcasionadosalosUsuarios 2.30IncrementodelValorEconómicodel

Entorno1.73

Tabla2.5:MacroindicadoresdelaDimensiónEconómicaparaProyectosdeInfraestructurasLineales

Fuente:PropiaconinformacióndeFernández(2011)

EstadodelArte 23


Elautorrefierequeestesistemadeindicadoressostenibles,permiteevaluarel proyecto desde una perspectiva cualitativa, cuantitativa omixta, atendiendo altipodemediciónqueserealice.EstamediciónsedefinecomoMicro-IndicadordelMacro-Indicador.

Amanera de ejemplo, en la tabla 2.6 se puede observar el comentario delpárrafoanterior.

MACRO-INDICADOR

MEDICIÓN MICRO-INDICADOR MÓDULODECÁLCULO

GestióndeResiduos

Cuantitativo % reciclados; %reutilizados;%vertedero; equilibriodesmonteterraplén

Deacuerdoalasmedicionesdelproyecto

ImpactoVisual Cualitativo Valoracióndeexpertos Opinióndeexpertos/Adecuaciónalentorno

Valor EcológicodelSuelo

Cualitativo/Cuantitativo Hectáreas o Km2 ; Valor delasfraccionesafectadas

Opinióndeexpertos/Valorizacióndesuperficiesafectadas.

Tabla2.6:EvaluaciónCualitativayCuantitativadelosMacro-indicadorespormediodeMicro-indicadores

Fuente:PropiaconinformacióndeFernández(2011)2.5.Criterios

Un criterio al igual que un indicador, es el punto de partida para poderrealizarunaevaluacióndecualquiertipo.

Un criterio puede entenderse como un requisito que se debe respetar ocumplirparaalcanzarunobjetivoometa.Desdeestaperspectiva,uncriteriosirvetambiéncomounreferentequeayudaaltomadordedecisionesasustentarunjuiciodevalor.

México a través del Instituto Mexicano del Transporte, realizó un estudio

paraidentificarlosCriteriosdeSostenibilidadparaCarreterasMexicanas,elcualhaservidode referenciaobligadaparaalcanzar losobjetivosdeesta tesisdemaster,debidoaqueapartirdeestoscriterios,seconstruiráel“ÁrboldeRequerimientos”.

Porestemotivo,acontinuaciónseanaliza lametodologíaempleadaenesteestudio,ylosresultadosalcanzadosencuantoalaidentificacióndeloscriteriosdesostenibilidad.

24 Capítulo2


2.6CriteriosdeSostenibilidadparacarreterasenMéxico DeacuerdoalInstitutoMexicanodelTransporte(2014),enelsubsectorvial,elconceptodesostenibilidad,debeentenderseyaplicarsedeunamaneraintegral,debido a que cualquier proyecto, durante su ciclo de vida -planeación, ejecución,puestaenmarchaymantenimiento-,tienequegarantizarnosolamenteelcuidadoyconservacióndelmedioambiente,sinotambiénqueexistaunarentabilidadtantosocial como económico, además de asegurar, que los desplazamientos de laspersonasseandecalidad,quenosepongaenriesgolavidadelosusuarios,ademásdeque,desdeestaperspectiva,laevaluacióndeunproyectovial,ademásdeincluircriterioseconómicos,socialesyambientales, tambiéndebeconsiderar loscriteriosdeseguridadytécnicos.(Mendozayet-al,2017).

Figura2.1:CriteriosdeSostenibilidadparaCarreterassegúnMendoza(2014)

Fuente:Propia

Para definir los Criterios de Sostenibilidad de Carreteras Mexicanas,Mendoza(2014),-apartirdeunamatrizinternacional-identificaloscriteriosquesedeseaquecumplanlascarreterasmexicanas.

Para identificar losmencionados criterios, el autor realizó un estudio quedividióen3etapas:

EstadodelArte 25


• Etapa1:Elaboracióndela“MatrizdeSostenibilidadInternacional”.• Etapa2:Comparativadesostenibilidadentre loscriteriosde losprogramas

Green Roads, Infrastructure Voluntary Evaluation Sustainability Tool,INVESTySustainableRoads,conlascarreterasdeMéxico.

• Etapa3:DefinicióndeCriteriosdesostenibilidadparacarreterasenMéxico.Acontinuación,seabordacadaunadeellas2.6.1.ETAPA1:MatrizInternacionaldeSostenibilidad

Paraelaborarestamatriz,Mendoza (2014), realizóuna revisiónexhaustivatanto bibliográfica como documental sobre diferentes prácticas de sostenibilidadrealizadasendiferentespaísescomo:Canadá,EstadosUnidos,China,Japón,Austria,Bélgica, Francia, Reino Unido, Islandia, Australia, Nueva Zelanda, España, Italia,PaísesBajos,Argentina,HongKong, India,Suecia,Suiza,Sudáfrica,Botswanaentreotros.

Este estudio documental, le permitió al autor definir mediante el métodoDelphi, 57 “Criterios de Sostenibilidad”, los cuales agrupó en 5 componentes:Económicos,Técnicos,Ambientales,SocialesydeSeguridad.

A su vez, el autor conjuntó estos criterios en 3 etapas de un proyecto:Planeación y Diseño, Construcción y Operación. En cada una de ellas, agrupó loscriterios de sostenibilidad previamente definidos e identificó, el país en el que seponenenpráctica.En la Tabla 2.7, se analiza el Componente Económico, la cual muestra queMéxico cumple con el 50% de los criterios de sostenibilidad internacional delcomponente económico, mientras que los Estados Unidos lo hace con el 100% yÁfricaconel12.5%

México debe esforzarse en aplicar criterios de sostenibilidad en elcomponenteeconómico,enlasetapasdelproyectodeconstrucciónyoperación.Elpaístienequeimplementarestrategiasparahacerunusoeficientedelosmaterialeslocales, pavimentos de larga duración, mantenimiento y prevención de lainfraestructura,ademásdesermáseficientesenelusodelaenergía.

26 Capítulo2


COMPONENTEDE

LASOSTENIBILIDAD

ETAPADELPROYECTO

CRITERIODESOSTENIBILIDAD

MÉXICO

USA

ASIA

EUROPA

OCEANÍA

AFRICA

ECONÓMICO

PlaneaciónyDiseño

AnálisisdelCostodelCiclodeVida

SistemadeGestióndelaCalidad

EquilibriodemovimientodeTierras

Construcción

GarantíadelContratista

UsodeMaterialesLocales

PavimentosdeLargaDuración

Operación

Mejores Prácticaspara elMantenimientoCarretero y laPreservación delaInfraestructura

EficienciaEnergética

PORCENTAJEDECUMPLIMIENTO(%) 50 100 0 88 37.5 12.5Tabla2.7:MatrizdeSostenibilidadInternacional-ComponenteEconómico

Fuente:PropiaconinformacióndeMendoza(2014)

Para construir lamatriz de sostenibilidad internacional en su componentesocial,Mendoza(2014)analizainformacióndefuentessecundariasdeMéxico,USAy de países de América Latina, Europa yOceanía. La información recabada formapartedelatabla2.8.

EnestatablasemuestraqueMéxiconocumpleconningunodeloscriterios

internacionalesdesostenibilidadsocial,locualrepresentaunfocodeatenciónparael gobierno mexicano. Sus políticas públicas en materia de sostenibilidad, debencentrarse en este componente, para que el país logre un desarrollo integral enmateriasostenible.

Para definir el componente técnico de la matriz de sostenibilidad

internacional,ademásdeMéxico,ydeEstadosUnidos,elautorrevisóprogramasyproyectosenlamateriadepaísesdeAsia,EuropayOceanía.

Losresultadosalcanzadosenesteestudio,formanpartedelatabla2.8,que

semuestraacontinuación:

EstadodelArte 27


COMPONENTEDE

LASOSTENIBILIDAD

ETAPADELPROYECTO


MÉXICO

USA

ASIA

EUROPA

OCEANÍA

TÉCNICO

PlaneaciónyDiseño

DiseñoGeométrico

InventariodelCiclodeVida

PlandeControldeCalidad

PlandeManejodeResiduos

AnálisisHidrológico

Construcción

UsodeMaterialesReciclados

SistemadeGestiónAmbiental

FormaciónAmbiental

PlandeReciclaje ReduccióndelConsumodeCombustiblesFósiles

ReduccióndeEmisionesdelaPavimentos

MezclasAsfálticasTibias

RegistrodelUsodelAguaenlaConstrucción

VegetaciónNativa Operación

ReciclajedePavimentos

SistemadeGestióndePavimentos

PreservacióndeSitiosHistóricos

PORCENTAJEDECUMPLIMIENTO(%) 17.6 76.4 11.7 52.9 23.5Tabla2.8:MatrizdeSostenibilidadInternacional-ComponenteTécnico


Esta matriz compuesta por 17 criterios de sostenibilidad, colocan a los

Estados Unidos como el país con el mayor grado de cumplimiento de estecomponente,conun76.4%.Enelotroextremo,Méxicosolocumpleconel17.6%deloscriteriostécnicosinternacionalessobresostenibilidad.

El comparativo de los criterios de sostenibilidad internacional en el

componentesocial,formanpartedelatabla2.9.

28 Capítulo2


COMPONENTEDE

LASOSTENIBILIDAD

ETAPADELPROYECTO


MÉXICO

USA

EUROPA

OCEANÍA

SOCIAL

PlaneaciónyDiseño

PlandeMantenimientodelSitio

Planeación en elContexto

Construcción

PavimentoSilencioso

Operación

ContaminaciónLumínica

ReduccióndeEmisionesVehiculares

Movilidadpeatonal

Movilidad paravehículos de altaocupación

Movilidadparaciclistas

PORCENTAJEDECUMPLIMIENTO(%) 0 100 50 25Tabla2.9:MatrizdeSostenibilidadInternacional-ComponenteSocial


ElcomponentesocialtienesumáximaexpresiónenlosEstadosUnidos,paísendondedeacuerdoalautordelestudio,los8criteriossecumplenenlas3etapasdelproyecto.

En Oceanía solamente se cumplen 2 criterios que representan el 25% deltotal;Méxiconocumpleconningunodelos8criteriosinternacionales,consideradosparaesteestudiocomparativo.

Enelmismocontexto, tambiénseestudióel componenteambiental, el cualestá integrado por 19 criterios internacionales, integrados en las 3 etapas delproyectoycuyainformaciónseconcentraenlatabla2.10.

Puede observarse que los Estados Unidos cumplen con el 68.4% de loscriterios;elmismoestudiocomparativomuestraqueMéxico,solamentelohaceconel 10.5% de dichos criterios. Este último resultado pone en claro que este país,debe focalizar su atención en proponer estrategias que permitan alcanzar en elcortoplazo,lasostenibilidadambientalenelsubsectorvial.

EstadodelArte 29


COMPONENTEDE

LASOSTENIBILIDAD

ETAPADELPROYECTO


MÉXICO

USA

ASIA

EUROPA

OCEANÍA

ÁFRICA

AMBIENTAL

PlaneaciónyDiseño

Evaluación delImpactoAmbiental

EvaluaciónAmbientalEstratégica

Fragmentación delHábitat

ConsideracionesEspeciales paraÁreas con AltoValorAmbiental

PlandePrevencióndelaContaminacióndelAgua

Análisisdel-ciclodeVida

PlandeMitigacióndeRuido

Construcción

Calidad de losEscurrimientosSuperficiales/Prevención de laContaminación delAgua

Control de losEscurrimientosSuperficiales

Reducción delConsumo deCombustiblesFósiles

Restauración delHábitat

PavimentosPermeables

PavimentoenFrío Paisaje/VistasEscénicas

Operación

Manejo del AguaPluvial

Uso de EnergíaAlterna

Sumideros deCarbono y ÓxidosdeNitrógeno

CapacitaciónAmbiental

Protección de laFauna

PORCENTAJEDECUMPLIMIENTO(%) 10.5 68.4 10.5 57.8 15.7 52.6

Tabla2.10:MatrizdeSostenibilidadInternacional-ComponenteAmbientalFuente:PropiaconinformacióndeMendoza(2014)

30 Capítulo2


Finalmente, el autor de este estudio, construyó lamatriz de sostenibilidadinternacionalensucomponentedeseguridad,lacualestáintegradapor5criteriosen dos etapas del proyecto. Estos criterios los comparó entre las carreteras deMéxico,USA,EuropayOceanía,obtenidolosresultadosqueformanpartedelatabla2.11.

COMPONENTEDELA

SOSTENIBILIDAD

ETAPADELPROYECTO


MÉXICO

USA

EUROPA

OCEANÍA

SEGURIDAD

PlaneaciónyDiseño

AuditoríadeSeguridadVial

Operación

SistemasInteligentes paraelTransporte


Mantenimientodela SuperficieCarretera

Seguimiento delDesempeño dePavimentos

PORCENTAJEDECUMPLIMIENTO(%) 20 60 80 20Tabla2.11:MatrizdeSostenibilidadInternacional-ComponenteSeguridad


En este componente México solo cumple con 1 de los 5 criterios (20%) yEuropa supera a los Estados Unidos al cumplir con 4 de los 5 criteriosinternacionales.

Los5componentesanalizadosdemaneracomparativaenlastablas2.7,2.8,2.9, 2.10 y 2.11 y que forman parte de lamatriz internacional de sostenibilidad,muestran que México para alcanzar el desarrollo sostenible en el subsector vial,requieredeuntrabajo integral,endondedebentrabajardemaneracoordinadaelgobiernofederal,laacademiaylosdiferentessectores,conelpropósitodegeneraryejecutarpolíticaspúblicas,queconduzcanalpaíshaciaellogrodelaproteccióndelmedio ambiente, sin que ello implique, entorpecer los objetivos de crecimientoeconómicoysocial.

Amaneraderesumenenlatabla2.12,semuestraelnúmerodecriteriosdelamatrizdesostenibilidadinternacionalqueMéxicocumpleencadaunodesuscincocomponentes.Destacaenunextremo,elcomponentetécnico,conelcumplimientodelos17.6%deloscriterios;enelotroextremo,seencuentraelcomponentesocial,en donde el país no fue capaz de cumplir con ninguno de los criterios que lointegran.

EstadodelArte 31


COMPONENTE DESOSTENIBILIDAD

NÚMERO DECRITERIOS

CRITERIOSCUMPLIDOSPORMÉXICO

%DECUMPLIMIENTO

Económico 8 4 50Social 8 0 0Técnico 17 3 17.6Ambiental 19 2 10.5Seguridad 5 1 20TOTAL 57 10 17.5Tabla2.12:CriteriosdeSostenibilidadInternacionalcumplidosporMéxico


ApesardelosesfuerzosdeMéxicoporparticiparenlasdistintasiniciativasglobalessobresostenibilidad,deelaborarpolíticaspúblicassobreel tema,ademásdecontarconunaorganizaciónadministrativafederalquelasejecuta,elsubsectorvialmuestraunserioretrasoconrespectoaloscriteriosinternacionales.

Latabla2.12muestraqueelpaís,solamentefuecapazdecumplícon10delos 57 criterios internacionales que integran la matriz de este estudio, lo cualrepresentael17.5%decumplimiento.

Es importante resaltar, queMéxico no cumple conningunode los criteriosinternacionalesde sostenibilidaddel componente socialy solo cumple,uncriteriodelcomponentedeseguridad.

2.6.2ETAPA2:ComparativadeSostenibilidad(BENCHMARKING),EntrelosCriteriosdeSostenibilidaddelosprogramasGREENROADS,INVESTYSUSTAINNABLEROADS,conlasCarreterasdeMéxico

Con el propósitode identificar el estadode sostenibilidadque actualmentetienen lascarreterasmexicanas,Mendoza(2014)realizóundiagnósticoutilizandolaherramientaconocidacomoBenchmarking.

Para realizar este estudio, comparó los 57 criterios que forman la matrizinternacional de sostenibilidad previamente analizada en este capítulo, con lasmetodologías, documentos técnicos y criterios elaborados por tres organismosinternacionales que promueven las carreteras sustentables y a las que el autordenominó como “socios”: la Universidad de Washington y su programa GreenRoadsoCarreterasVerdes;laAgenciaFederaldeCarreterasdelosEstadosUnidos,consuprogramaInfrastructureVoluntaryEvaluationSustainabilityTool (INVEST)y, la FederacióndeCarreterasde laUniónEuropea con suprogramaSustainableRoadsoCarreterasSostenibles.

32 Capítulo2


Finalmente el autor, con base a su criterio profesional, y tomando comoreferencia leyes, reglamentos y disposiciones oficiales de dependencias federalesdeMéxico,realizóelejerciciodeBenchmarking,elcuallepermitiócompararcualesde los criterios de sostenibilidad internacional, cumplen los programas de losorganismosinternacionalesdenominados“socios”yMéxico.

Losresultadoscomparativosdesostenibilidad,paraloscomponentestécnico,

económico,deseguridad,socialyambiental,semuestranacontinuación.COMPONENTEDE

LASOSTENIBILIDAD

ETAPADELPROYECTO


COMPARATIVADESOSTENIBILIDADGreenRoads

INVEST SustainableRoads

México

ECONÓMICO

PlaneaciónyDiseño

AnálisisdelCostodelCiclodeVida

SistemadeGestióndelaCalidad

EquilibriodemovimientodeTierras

Construcción

GarantíadelContratista


PavimentosdeLargaDuración

Operación

MejoresPrácticas para elMantenimientoCarretero y laPreservación delaInfraestructura

EficienciaEnergética

PORCENTAJEDECUMPLIMIENTO(%) 87.5 62.5 12.5 37.5Tabla2.13:BenchmarkingdelComponenteEconómicoFuente:PropiaconinformacióndeMendoza(2014)

En este componente, Green Roads cumple con el 87.5% de los criterios

internacionales de sostenibilidad y México con tres de ellos, que representan el37.5%.

Alhacerlacomparaciónentreloscriteriosdesostenibilidaddelcomponente

económico, entre las prácticas sostenibles internacionales, la de los programas

EstadodelArte 33


internacionalesylasdeMéxico,enlatabla2.13depuedeobservarqueloscriteriosdeMéxico,sonmásafinesconlosdeGreenRoadseINVEST.Elbenchmarkingdelcomponenteseguridad,semuestraenlasiguientetabla:COMPONENTEDE

LASOSTENIBILIDAD

ETAPADELPROYECTO




México

SEGURIDAD

PlaneaciónyDiseño


Operación

SistemasInteligentes paraelTransporte


Mantenimientode la SuperficieCarretera

Seguimiento delDesempeño dePavimentos

PORCENTAJEDECUMPLIMIENTO(%) 100 40 40 40Tabla2.14:BenchmarkingdelComponenteSeguridadFuente:PropiaconinformacióndeMendoza(2014)

Los criterios sostenibles internacionales del componente seguridad, se

cumplenenun100%porelprogramaGreenRoads;porsuparte, Méxicocumplecondoscriteriosquerepresentanel40%.

Deestos2criteriosqueelpaíscumpledelmencionadocomponente,aligual

queencomponenteeconómico,ningunoesafínconelprogramaSustainableRoads.

Enlatabla2.15,semuestraelBenchmarkingdelcomponentesocial.

De acuerdo al estudio comparativo realizado por el autor, Green Roads,cumple con el 100% de los criterios de sostenibilidad internacional de estecomponenteyMéxiconocumpleconningúncriterio. Esprecisoqueestepaísrevisesuspolíticaspúblicas,paraqueseacapazdeintegrar criterios de sustentabilidad en materia de seguridad, para responder demaneraprecisaalosrequerimientosinternacionales.

34 Capítulo2


COMPONENTEDELA

SOSTENIBILIDAD

ETAPADELPROYECTO




México

SOCIAL

PlaneaciónyDiseño

Plan deMantenimientodelSitio

Planeación en elContexto

Construcción

PavimentoSilencioso

Operación

ContaminaciónLumínica

Reducción deEmisionesVehiculares

Movilidadpeatonal

Movilidad paravehículos de altaocupación

Movilidadparaciclistas

PORCENTAJEDECUMPLIMIENTO(%) 100 50 12.5 0Tabla2.15:BenchmarkingdelComponenteSocialFuente:PropiaconinformacióndeMendoza(2014)

Figura2.2:SeguridadparaCiclistasenCarreterasFuente:http://kilometrosquecuentan.com/consejos-conduccion-

ciclistas/

EstadodelArte 35


Elestudiodebenchmarkingdelcomponenteambiental,formapartedelatabla2.16.

COMPONENTE

DELASOSTENIBILIDAD

ETAPADELPROYECTO


COMPARATIVADESOSTENIBILIDAD

GreenRoads


México

AMBIENTAL

PlaneaciónyDiseño

Evaluación del ImpactoAmbiental

Evaluación AmbientalEstratégica

Fragmentación delHábitat

ConsideracionesEspeciales para ÁreasconAltoValorAmbiental

PlandePrevencióndeContaminacióndelAgua

Análisisdel-ciclodeVida PlandeMitigacióndeRuido

Construcción

Calidad de losEscurrimientosSuperficiales/Prevención de laContaminacióndelAgua

Control de losEscurrimientosSuperficiales

Reducción del ConsumodeCombustiblesFósiles

RestauracióndelHábitat PavimentosPermeables PavimentoenFrío Paisaje/VistasEscénicas

Operación

ManejodelAguaPluvial UsodeEnergíaAlterna Sumideros de Carbono yÓxidosdeNitrógeno

CapacitaciónAmbiental ProteccióndelaFauna

PORCENTAJEDECUMPLIMIENTO(%) 78.9 36.8 68.4 42.1Tabla2.16:BenchmarkingdelComponenteAmbientalFuente:PropiaconinformacióndeMendoza(2014)

Deacuerdoalainformacióndeestatabla,GreenRoadscumpleconel78.9%de los criterios internacionales de sostenibilidad en el componente ambiental yMéxico con el 42.1%, superando al programa INVEST, pero por debajo deSustainableRoads.

36 Capítulo2


La tabla 2.17 muestra los resultados del benchmarking del componente

técnico.

COMPONENTEDELA

SOSTENIBILIDAD

ETAPADELPROYECTO




México

TÉCNICO

PlaneaciónyDiseño

DiseñoGeométrico

Inventario delCiclodeVida

Plan de ControldeCalidad

Plan de ManejodeResiduos

AnálisisHidrológico

Construcción

Uso deMaterialesReciclados

Sistema deGestiónAmbiental

FormaciónAmbiental

PlandeReciclaje Reducción delConsumo deCombustiblesFósiles

Reducción deEmisiones de laPavimentación

MezclasAsfálticasTibias

Registro del Usodel Agua en laConstrucción

VegetaciónNativa

Operación

Reciclaje dePavimentos

Sistema deGestión dePavimentos

Preservación deSitiosHistóricos

PORCENTAJEDECUMPLIMIENTO(%) 94.1 41.1 17.6 35.2Tabla2.17:BenchmarkingdelComponenteTécnicoFuente:PropiaconinformacióndeMendoza(2014)

EstadodelArte 37


Enrelaciónalcomponentetécnico,laguíadeGreenRoads,eslaquecumplecon el porcentaje más alto de criterios de sostenibilidad internacional; Méxicoocupa el tercer lugar, con un 35.2% de cumplimiento, por arriba de SustainableRoads,quesolocumplecon17.6%deloscriterios.

A manera de resumen en la tabla 2.18, se concentran los resultados del

estudio de benchmarking realizado por Mendoza (2014) entre los criteriosinternacionales, los criterios de los programas o guías de los “socios”internacionalesyloscriteriosdeMéxico.

Se observa que la metodología de la Universidad de Washington (Green

Roads), cumple con 50 de los 57 criterios internacionales (87.7%); ello significa,que se trata de lametodología que se apega conmás asertividad a lo que a nivelglobalseentiendecomounacarreterasostenible.

Así mismo, el estudio de benchmarking demostró que México, ocupa la

posición más baja en relación a la aplicación de criterios de sostenibilidad eninfraestructura vial, al cumplir solo con 19 de los 57 criterios; situación quecompromete a que el gobierno federal, redoble esfuerzos por impulsar lasostenibilidadenestesubsector,queesprioritarioparaeldesarrollodeMéxico.

CRITRIOSDESOSTENIBILIDAD

COMPARATIVADESOSTENIBILIDAD-Benchmarking

GreenRoads

México INVEST México SustainableRoads

México México

TOTAL 57 50 18

26 10

20 7

19

% 100 87.7 52.0 35.1 33.3

Tabla2.18:ComparativadeSostenibilidad-BenchmarkingparaCarreterasMexicanasconrelaciónaProgramasInternacionales


Estatablamuestraquedelos19criteriosinternacionalesdesustentabilidadqueMéxico cumple, 18 son afines con Green Roads, 10 con INVEST y solo 7 conSustainable Roads, por lo que la guía de la Universidad deWashington es lamáscompatibleconloscriteriosdelpaís.

2.6.3.ETAPA3:DefinicióndeCriteriosdeSostenibilidadparaCarreterasenMéxico

Enestaetapa,Mendoza(2014)seleccionóadosgruposdeprofesionistas,aquienes les aplicó una encuesta para que a partir de la matriz internacional de

38 Capítulo2


sostenibilidad, identificaran cuales de los criterios, deben ser aplicados en lascarreterasmexicanas.

Losgruposseintegrarondelasiguientemanera:

Grupo 1: Profesionistas con experiencia en la consultoría en temas desostenibilidadparacarreteras.Grupo2:Profesionistasde laSecretaríadeComunicacionesyTransportes, conniveldetomadedecisiones.Laencuestaseaplicóen losestadosdeCoahuila,Tamaulipas,BajaCalifornia

Norte,Colima,CampecheTlaxcala,Nayarit,Sinaloa,SanLuisPotosí,DistritoFederal,EstadodeMéxico,Chihuahua,Querétaro,Jalisco,Hidalgo,Yucatán.Elresultadodeesteestudiosemuestraenlasiguientetabla.1.Evaluacióndelimpactoambiental

2.Fragmentacióndelhábitat/Conectividadecológica

3.Consideracionesespecialesparaáreasconaltovalorambiental

4.Plandeprevencióndelacontaminacióndelagua

5.Plandemitigaciónderuido 6.Calidaddelosescurrimientossuperficiales/Prevencióndelacontaminacióndelagua

7.Controldelosescurrimientossuperficiales

8.Restauracióndelhábitat 9.Manejodelaguapluvial

10.Diseñogeométrico 11.Inventariodelciclodevida 12.Plandecontroldecalidad13.Plandemanejoderesiduos 14.Análisishidrológico 15.Usodemateriales

reciclados16.Usodeenergíaalterna 17.Capacitaciónambiental 18.Proteccióndelafauna19.Análisisdelcostodelciclodevida

20.Sistemadegestióndelacalidad

21.Equilibriodemovimientodetierra

22.Garantíadelcontratista 23.Usodematerialeslocales 24.Pavimentosdelargaduración

25.Plandereciclaje 26.Reduccióndelconsumodecombustiblesfósiles

27.Reduccióndeemisionesenlapavimentación

28.Registrodelusodelagua 29.Vegetaciónnativa 30.Reciclajedepavimentos31.Mejoresprácticasparaelmantenimientocarreteroylapreservacióndelainfraestructura

32.Eficienciaenergética 33.Plandemantenimientodelsitio

34.Planeaciónenelcontexto 35.Reduccióndeemisionesvehiculares

36.Movilidadpeatonal

37.Movilidadparavehículosdealtaocupación

38.Movilidadparaciclistas 39.Auditoríadeseguridadvial

40.Seguimientodeldesempeñodepavimentos

41.Sistemadegestiónambiental

42.Formaciónambiental

43.Sistemadegestióndepavimentos

44.Preservacióndesitioshistóricos

Tabla2.19:CriteriosdeSostenibilidadparaCarreterasMexicanasFuente:PropiaconinformacióndeMendoza(2014)

EstadodelArte 39


Puede observarse en la tabla anterior, que a juicio de los dos gruposencuestados,delos57criteriointernacionales,44deellosdebenserconsideradosen las carreteras de México, lo cual representa el 77.20% del total, e incluyencriteriostécnicos,ambientales,económicos,socialesydeseguridad.

Esimportantedestacar,queapartirdelosdatosmostradosenlatabla2.19,se

seleccionaronloscriteriosmásviablesparaestructurarel“ÁrboldeDecisiones”dela metodología MIVES, que se utilizará para evaluar la sostenibilidad de las doscarreterasconstruidasenelestadodeVeracruz,México.

Lasrazonesmásimportantesquejustifican,queloscriteriosdesostenibilidad

mostrados en la tabla 2.19, hayan sido tomados como base para realizar laevaluacióndelascarreterasenestatesisdemasterson:

1. Fueronavaladosporprofesionistasexpertoseneltemadesostenibilidadde

carreterasenMéxico.2. La carretera que se evaluará utilizando el método MIVES, se encuentra

ubicadaenMéxico.3. Loscriteriosseleccionadospodránevaluarseen1kilómetrodecarretera.

2.7.LineamientosoGuíasInternacionalessobreSostenibilidad

Los lineamientosoguíassedefinencomounconjuntodemedidas,normas,criterios o indicadores, que se toman como referencia para aplicarse en unasituaciónespecíficaypermitenalcanzarunobjetivo.

A partir de los acuerdos de la Agenda 21, los países se comprometieron a

desarrollar lineamientos para poder implementar y evaluar proyectos de tiposostenible.

Gracias a ello, los gobiernos alrededordelmundo, así comoorganizaciones

internacionales e instituciones de educación superior, han elaborado guías ylineamientos que se aplican en proyectos sostenibles de edificación, de ingenieríacivilydecarreteras, los cuálespor su relacióndirectaconel temacentraldeestatesisdemaster,seabordanenlossiguientesapartados.2.7.1.LineamientosdeSostenibilidaddeEdificación

Fernández y et-al 2010 (como se citó en Fernández,2008, Fowler y Rauch,2006, Oteiza y Tenorio, 2007, Macías y García, 2010, Pulaski y Horman, 2005,

40 Capítulo2


Alarcón 2005), indica que existen un total de 73 sistemas de indicadores deedificaciónsostenible,siendolosmáscomunes,losquesepresentanenlatabla2.20.

SISTEMADEEDIFICACIÓNSOSTENIBLE

DESCRIPCIÓN

LEED(LeadershipinEnergyandEnvironmentalDesign)

Este sistema para edificios sostenible, es un esquemaamericano, ideado por el World Green Building Council(WGBC). La evaluación abarca todo el ciclo de vida deledificio: desde el planteamiento urbanístico, hasta laoperaciónymantenimiento.

SBTool(SustainableBuildingTool2007)

Sistemaenelqueestáninvolucradosmásde25paísesyes promovido por International Iniciative for aSustainableBuiltEnviroment

BREEAM(BuildingResearchEstablishmentEnviromentalAssessmentMethod)

Es un sistema de evaluación de sostenibilidad británicopara edificios. Es reconocido ampliamente a nivelinternacional y también en España, en donde se harealizado una adaptación a la legislación, naturaleza yparticularidadesdelpaís.Evalúa el diseño, la construcción y el uso del edificio.Cuenta con manuales técnicos en las categorías deGestión, Salud, Energía, Transporte, Agua, Materiales,Residuos, Uso Ecológico del Suelo, Contaminación eInnovación

CASBEE(ComprehensiveAssessmentSystemforBuildingEnvironmentalEfficiency)

Es originario de Japón. Fue desarrolladopor el InstituteforBuildingEnviromentandEnergyConservation.Utilizael concepto de eco-eficiencia, que es una relación entrecalidad del servicio y cargas ambientales. Tiene comoobjetivoslaplanificacióndeproyectosurbanos,ayudarapromover el etiquetado ecológico para urbanismo,planearestrategiaspara laeconomíadeenergíaaescalaurbana, estimular la conciencia de los aspectosambientales.

LEnSE(LebelforEnviromental,SocialandEconomicBuildings)

Es un programa propuesto por la Unión Europea. Suobjetivoprincipalesdesarrollarunametodologíaparalaevaluación del rendimiento de la sostenibilidad de losedificiosexistentes,nuevosyrenovados,

CVEP (Continue Value EnhancementProcess

Esunsistemabasadoenlaingeniería.Gestionaproyectosdesde el punto de vista de la construcción y de lasostenibilidad

GBCe-VERDE (Green Building CoucilEspaña)

Es una herramienta española de evaluación de lasostenibilidad del edificio en las tres áreas principales:medioambiental, social y económica. Determina si unedificio cumple los requisitos necesarios para sermerecedordeunaCertificaciónMedioambiental.

GBtool(GreenBuildingTool)

Esunaherramientadeevaluaciónyetiquetadoambientalde edificios. Evalúa aspectos relacionados con lasostenibilidad de edificios mediante una aplicación enExcel

MIVES (Modelo Integrado de ValorparaEstructurasSostenibles)

Sistemadeevaluaciónespañolbasadoen indicadoresdesostenibilidad, que se aplica tanto a proyectos deconstruccióncomodeIngenieríaCivil.

Tabla2.20:SistemasInternacionalesdeEvaluaciónSostenibleenEdificiosFuente:PropiaconinformacióndeFernándezyet-al2011,Valdivieso(2016),Alarcón(2005),Fraile

(2012)

EstadodelArte 41


Otros organismos internacionales que también han desarrollado iniciativassosteniblesenestesectorson:laOrganizaciónInternacionaldeNormalizaciónISO,quien ha elaborado diversas normas sobre Sostenibilidad en la Construcción deEdificios(ISO21929-1,ISO21930,ISO21931-1,ISO21932,ISO15392),Fernández(2010); laGlobalReporting InitiativeGRI, fundada enBostonUSA en1997por laorganización Coalition for Environmentally Responsible Economies y el TellusInstitute; The US Environmental Protection, EPA; la Organización para laCooperación y el Desarrollo Económico, OCDE; la Agencia Europea del MedioAmbiente, AEMA; Instituto para la Infraestructura Sostenible enWashington DC.;UniversidaddeHarvardquecuentaconunprogramadeInfraestructuraSostenible.(Mendoza2014),(Ordoñez2015),(Valdivieso2016)

2.7.2SistemasdeEvaluaciónenIngenieríaCivil

En el área de la Ingeniería Civil también existen sistemas de evaluaciónsostenible.AsíloreportanFernándezyet-almencionanque(comosecitóenUgwuy et-al 2006, Ugwu y et-al, 2007, Dasgupta y Tam, 2005, Campbell y t-al 2008,Campbell,2009,Feris,2008,Soderlund,2007).

Estossistemasformapartedelatablasiguiente:

SISTEMADEEVALUACIÓNEN

INGENIERÍACIVILTIPODEPROYECTOAL

QUESEAPLICAAÑODE

ELABORACIÓNPAÍSDEORIGEN

SUSAIP(SustainabilityAppraisalinInfraestructureProyects)

Infraestructuras puentesyviaductos

2006-2007 ChinaySudáfrica

TSI (Technical SustainnabilityIndex)

Infraestructuras, líneaseléctricas

2005 Canadá

CEEQual(CivilEngineeringEnvironmentalQualityAssessmentandAwardScheme)

Proyectos de IngenieríaCivil

2008 ReinoUnido

ICES(ÍndicedeContribucióndelasEstructurasalaSostenibilidad)

Todo tipo de estructurasdehormigón

2008 España

Envision (Programadel InstituteforSustainableInfrastructure)

Planeación, diseño,construcción ymantenimiento deinfraestructuracivil

2012 EstadosUnidos

Tabla2.21:SistemasdeEvaluaciónSostenibleenlaIngenieríaCivilFuente:PropiaconinformacióndeFernándezyet-al(2010),Ordoñezyet-al(2015),Valdivieso

(2016),Peña(2015)

LasNormas ISOquesepuedenaplicarenobrasde Ingenieríacivil son: ISO21929-1Parte2:MarcoparaeldesarrollodeindicadoresparaobrasdeIngenieríaCivil; ISO 21931-1 Parte 2: Marco para métodos de evaluación del desempeñoambientaldelasobrasdeIngenieríaCivil.

42 Capítulo2


Fernández, (2010), considera que los proyectos de Ingeniería Civil, adiferenciadelosproyectosdeedificación,nocuentanconsuficientespropuestasdecriteriossosteniblesquesirvancomobasepararealizarunaevaluaciónpertinente,lo cual -según su opinión, se debe en gran medida a que este subsector, hadesarrollado herramientas como la Evaluación del Impacto Ambiental y laEvaluación Ambiental Estratégica, las cuales en cierta manera, son unaaproximaciónalaevaluaciónsostenible.

2.7.3.SistemasdeEvaluacióndeProyectosLinealesydeCarreteras

En el caso particular del sector de transporte y en una proporciónmenorpara el subsector de infraestructura vial, en el ámbito internacional se handesarrollado diversos sistemas o guías de sostenibilidad, destacando que en dospaíses latinoamericanos, -Colombia y México-, los gobiernos y asociaciones, hanelaboradossistemasyguíasdeevaluaciónparalascarreteras,loscualesincluyenloscriteriosdesostenibilidadrequeridosparallevaracaboestaactividad.

SISTEMADEEVALUACIÓNENINFRAESTRUCTURADE

TRANSPORTEYCARRETERAS

AUTOR CRITERIOSDESOSTENIBILIDAD

AGIC (Australian GreenInfrastructure Council)2009

Consejo Australiano deInfraestructuraVerde

GestiónyGobernabilidad;UsodelosRecursos;Emisiones; Contaminación y Residuos;Ecología,ComunidadeInnovación

Green Leadership InTransportationEnvironmental SustainabilitGreenLITES(2008)

FederacióndeCarreterasdelaUniónEuropea

SitiosSostenibles;CalidaddelAgua;Materialesy Recursos; Energía y Medio Ambiente;Innovación

GreenRoadas(2010)

UniversidaddeWashington Requerimientos del Proyecto de Carreteras;Medio Ambiente; Agua; Acceso y Equidad;Actividades de Construcción; Materiales yRecursos;TecnologíadePavimentos

INVEST(2012) Administración Federal deCarreteras de los EstadosUnidos

Planificación del Sistema; Desarrollo delProyecto;OperacionesyMantenimiento

Sustainnable Roads andOptimalMobility(2009)

FederacióndeCarreterasdelaUniónEuropea

Planificación y Diseño de la Carretera,Construcción,Operación,Mantenimientode lacarretera

Guía Ambiental paraProyectosdeInfraestructuraSubsectorVial(2011)

Ministerio del MedioAmbiente y DesarrolloSostenible

AspectosLegales,TécnicosySocioambientalesquedebecumplirunproyecto.

Criterios de Sostenibilidadpara Carreteras en México(2014)

Instituto Mexicano delTransporteIMT

Define los criterios ambientales, económicos,sociales, de seguridad y técnicos que debecumplirunproyectodelsubsectorvial

Tabla2.22:SistemasdeSostenibilidadparacarreterasFuente:ElaboraciónpropiaconinformacióndeOrdoñezyet-al(2015),InstitutoMexicanodel

Transporte(2014),Valdivieso(2016)

EstadodelArte 43


Estosdocumentoscitadosenlatabla2.22,nosondeaplicaciónobligatoriaenlosproyectosdelsubsectorvial.Loscriteriosqueenellosseproponen,sirvencomoreferenciainternacionalparalaelaboracióndeproyectosdecarreterassostenibles

Fernández(2010)proponequeunproyectodeingenieríacivildetipolineal,debellevaracaboaccionessosteniblesparalograrlossiguientesobjetivos:

1) Minimizar en todas las etapas del proyecto, el uso de materiales, agua yenergía, realizandounagestiónadecuadade lasmateriasprimasutilizadas,así como de su reciclaje cuando sea posible para disminuir los residuoscontaminantes.

2) Minimizar la emisión de gases de efecto invernadero (GEI) y de otrosresiduos contaminantes, sin afectar la relación coste/beneficio de lainfraestructura.

3) Utilizarenergíaslimpias.

Debido a su impacto directo en el subsector vial internacional, merecenmenciónespecialel“SistemadeCarreterasVerdes”(GreenRoads),propuestoporlaUniversidad de Washington, el programa Infrastructure Voluntary EvaluationSustainability Tool (Herramienta de Evaluación Sostenible Voluntaria para laInfraestructura )“INVEST”, de la Agencia Federal de Carreteras de los EstadosUnidosyelProgramadelaFederacióndeCarreterasdelaUniónEuropeallamado“SustainableRoads”.(Mendoza2014),(Ordoñez2015),(Castillo2016),(Mendozayet-al2017).

Alcanzar la sostenibilidad durante el ciclo de vida de las carreteras, es lapreocupación principal de estos organismos internacionales, por lo que suspropuestas deben ser analizadas con detenimiento, por todos los agentesinvolucradosenestesubsector.

Mendoza(2014),opinaquelostresprogramastienenlasmejoresprácticaso

criteriossosteniblesinternacionalesparacarreteras.Elsistemadesostenibilidad(GreenRoads)2009,integraensuesquemaalos

diferentes tipos de carreteras: nuevas, rediseñadas o rehabilitadas. Tiene comoobjetivoqueestasvíasdecomunicación,durantesuciclodevida, tenganmenorescostosydañosalmedioambiente,ademásdeimpactardemanerasobresalientealasociedad.

44 Capítulo2


GreenRoadsesunprogramaalquesepuedeteneraccesosolamenteenlínea.Tiene comopropósitoprincipalpromover la ejecucióndeprácticas sostenibles enproyectoscarreteros,medianteelotorgamientodecréditos.

El programa INVEST desarrollado en 2012, propone que una carreterasostenible, -durante las etapas de su ciclo de vida-, debe favorecer el desarrolloeconómico, social, mejorar el entorno natural y reducir el consumo de recursosnaturales.Esunprogramadefácilaplicación,queutilizaunainterfazlibrebasadaenlaweb.

Elprograma“SustainableRoads,esundocumentoelaboradoenel2009,quedelimitacómoalcanzarunacarreterasostenibleenelfuturo.(Castillo2016)

Uno de los propósitos de esta tesis de master, es elaborar un “Árbol deRequerimientos”comopartedelametodologíaMIVESqueseaplicaráencarreterasmexicanas, resulta de vital importancia, identificar cuáles son los criterios desostenibilidadreconocidosenMéxico.

Estos objetivos pueden retomarse en el subsector vial, por tratarse deproyectos de ingeniería civil, en cuyo ciclo de vida se utilizan materialescontaminantes, que ponen en peligro los ecosistemas, la biodiversidad, lacontaminacióndelaire,aguaysuelo.2.7.3.1.GuíadeSostenibilidadparaCarreterasenColombia

Colombiacuentaconunapolíticasocioambiental,lacualfuediseñadaporel

Instituto Nacional de Vías, INVIAS; es operada por la Subdirección de MedioAmbienteyGestiónSocial,SMA.

Esta política tiene como objetivo, apoyar la implementación de proyectossosteniblesenelterritoriocolombiano.

En respuesta a esta política ambiental, desde el año de 1993 este país, hagenerado diferentes documentos con lineamientos sobre la sostenibilidad de lascarreteras.

En el año2003, el gobierno a través delMinisterio delMedioAmbiente, elMinisterio de Transporte y el Instituto Nacional de Vías, elaboraron la GuíaAmbiental para las Actividades de Construcción, Mejoramiento, Rehabilitación y

EstadodelArte 45


MantenimientodelaInfraestructuraVialColombiana;estedocumentoseactualizóenelaño2011yseencuentravigente.(Ordoñezyet-al2015).

Este autor refiere que la mencionada guía contiene 6 programas y 26proyectos con objetivos de cumplimiento específicos. Cada programa tiene susindicadoresdeéxito.

A pesar de que este documento está diseñado para apoyar el desarrollosostenibledelsubsectorvial,secentraentemasambientalesysoloabordaeltemasocialenunodesusprogramas.

Elaspectoeconómicodelosproyectosnoestáabordado,razónporlaquesi

se compara con otros programas o estándares internacionales, quemantienen unequilibrioentre losaspectossociales,económicosyambientales,existeunáreadeoportunidadquedebeseratendidaporlasautoridadescolombianas.

PROGRAMA TEMADesarrollo y Aplicación de laGestiónAmbiental

Ambiental

ActividadesConstructivasGestiónHídricaBiodiversidad y Servicios EcosistémicosManejo de InstalacionesTemporales de Maquinaria yEquiposGestiónSocial SocialTabla2.23:ProgramasdelaGuíaColombianadeManejoAmbiental

deProyectosdeInfraestructuraVialFuente:ElaboraciónpropiaconinformacióndeOrdoñezyet-al(2015)

2.7.3.2.EvaluacióndeCarreterasSosteniblesenMéxico

Comoexperienciadeunaevaluación sosteniblede carreterasenMéxico, seencuentra que Castillo (2016), desarrolló un software denominado “Sistema deIndicadores de Sostenibilidad en Infraestructura Carretera en México” SISIC,diseñadoenlaplataformaWindowsyconunlenguajedeprogramaciónJAVA.

Para realizar este sistema, el autor tomó como base los 44 criterios desostenibilidad para carreteras de México, propuestos por Mendoza (2014) y queformanpartedelaTabla2.19deestecapítulo.

46 Capítulo2


La propuesta de este sistema como una herramienta para evaluar lasostenibilidaddecarreterasespioneroenMéxico.AligualquelosprogramasGreenRoads e INVEST, cuenta con una interfaz a través de la cual, se evalúa elcumplimientodecadaunodelos44criterios.

Al finalde la evaluación, la carretera recibeunapuntuacióno scoreque se

asociaconunrangodeOro,PlataoBronce,segúncorresponda.ConestesistemaseevaluólasostenibilidaddelascarreterasAmecameca-CuautlayMéxico-Toluca,2.7.3.3.ModeloIntegradodeValorparaEvaluacionesdeSostenibilidadMIVES

Porlaimportanciaqueestemodelotieneenlaconsecucióndelosobjetivosde esta tesis de master, se hará una revisión de su aplicación en el sector de laconstrucción,incluyendoalsubsectorvial.

MIVES es una metodología de toma de decisiones multicriterio, que no esexclusivoparaelsubsectorvial.Seutilizaparaevaluaralternativasdeunproblemadefinido, utilizandoun índice de valor, quemide el gradode sostenibilidaddeunmaterialenloparticularodeunprocesoenlogeneral.(Viñolasyet-al,2009).Lasfasesoetapasdeestametodologíasepresentanacontinuación:

Figura2.3:EtapasdelMétodoMIVES

Fuente:Villegas2009

EstadodelArte 47


Comosecomentóanteriormente,laaplicacióndeestemodelodeevaluaciónsostenible multicriterio, puede ser en diferentes ámbitos, como se muestra acontinuación.

ESTUDIO AUTOR CAMPODEAPLICACIÓN

Análisis de Valor en la Toma deDecisionesAplicadoaCarreteras.

NoéVillegasFlores Carreteras

Análisis de Indicadores paraDeterminar el Grado de SostenibilidadenConcretosEspeciales.

Noé Villegas Flores y AnaCarolinaParapinskiDosSantos

HormigonesEspeciales

Modelo Integrado de Valor paraEstructurasSostenibles.

DeissyBibianaAlarcónNúñez EdificioIndustrial

Sostenibilidad en el Sector de laConstrucción. Sostenibilidad enEstructurasyPuentesFerroviarios

RaquelValdiviesoFernández

PuentesFerroviarios

Determinación del Mejor Uso enTejidosUrbanosConsolidados, aPartirdeunMétodoMulticriterioDiscreto

AlbertoSánchezRiera Edificio

Análisis Multicriterio de ForjadosUnidireccionales

EstebanFraileGarcía Forjados

Tabla2.24:AplicacióndelmétodoMIVESendiferentessectoresFuente:Elaboraciónpropia

Otroestudiosendondesehaaplicadoestametodología,eselrealizadoporVillegasyet-al(2013),quienesevaluaronelgradodesostenibilidadendostiposdehormigones,utilizadosenproyectosviales:hormigónautocompactanteyhormigónconvencional.

El primero de estos hormigones, tiene la propiedad de presentarcaracterísticas diferentes con respecto al hormigón convencional, tanto en estadofrescocomoendurecido.Entresuscaracterísticas sostenibles más importantessepuedenmencionar:elahorroencostosyenmanodeobraporlaeliminacióndelacompactación, por colocarse sin vibración mecánica y tener periodos deconstrucción más cortos. Además, este hormigón reduce el ruido del vibrador.(InstitutoMexicanodelCementoydelConcreto2007).2.8.Certificación

Unacertificacióneselprocedimientomedianteelcualunterceroautorizadoexterno,querecibeelnombredeorganismocertificador,aseguraporescritoqueunproducto, un proceso o un servicio, cumple con los requisitos, criterios ylineamientos,especificadosenundocumentooficial.

48 Capítulo2


Actualmente existen en el mercado, diferentes esquemas de certificaciónsostenible,loscualesseabordanenlossiguientesapartados.2.8.1.CertificaciónSostenibleenEdificaciónyenProyectosdeIngenieríaCivil

Una certificación ambiental es un sello o distintivo, que otorgan diferentesorganizacionesaunedificio,oaunproyectodeIngenieríaCivil,quecumplaconlosrequisitosdeunestándaronorma.

En el mundo existen diferentes organizaciones certificadoras en temas

ambientalescomo:GreenBuildingConcil,(GBCe);BuildingResearchEstablishmentEnvironmental Assessment Method (BREEAM); The U.S. Green Building Council(USGBC); Leadership in Energy and Environmental Design,(LEED); ComprehensiveAssessment System for Building Environment Efficiency( CASBEE), DeutscheGesellschaftfürNachhaltigesBauen (DGNB),entreotras.

Cadapaís tienesusorganismoscertificadores, comoejemplosepuedecitar

que México cuenta con la certificadora LEED/México; España con BREEMANES/Verde; China: GBAS; Canadá: LEED Canadá/Green Globes; Estados Unidos:LEED/GreenGlobes;Colombia:Verde;Alemania:DGNB,Jordania:JGBC,entreotras.(Valdivieso2016)2.8.2.CertificacióndeCarreterasSostenibles

Las carreteras también cuentan con esquemas de certificación, que semuestranenlatabla2.25:

HERRAMIENTA INSTITUCIÓN PAÍSGREENLITES Departamento de Transporte del

EstadodeNuevaYork

EstadosUnidosGREENROADS UniversidaddeWashingtonI-LAST Departamento de Transporte de

IllinoisINVEST Administración Federal de

CarreterasSTARS OficinadeTransportedePortland

Tabla2.25:HerramientasdeCertificacióndeTransporteSostenibleFuente:ElaboraciónpropiaconinformacióndeCastillo(2016)

2.9.MaterialesdeConstrucciónSostenibles

Enañosrecientes,enelsubsectorvialcomienzaaserimportanteelconceptode sostenibilidad y por ello, los constructores han empezado a evaluar el ciclo de

EstadodelArte 49


vida de los proyectos desde esta perspectiva, buscando aplicar indicadores ycriterios que aseguren alcanzar el equilibrio entre los aspectos económico, social,ambiental,técnicoydeseguridad.

Unodelosindicadoresqueeltomadordedecisionesdebeanalizar,eseltipo

dematerialquevaautilizarenlaconstrucción,debidoalaimportanciaquerevistedesdeelpuntodevistaambientalyeconómicodelproyecto.

Enelmercadoexistendiferentesmaterialesdeconstrucciónqueseutilizan

en proyectos viales, los cuales tienen diferentes características que impactan demanera directa a la sostenibilidad. Como ejemplo, se puede mencionar lacontaminación ambiental, provocada por la producción de gases de efectoinvernaderoGEI.

El“EfectoInvernadero”,seproduceporlaacumulaciónexcesivadeBióxido

de Carbono ( CO2), además de otros gases en la atmósfera, producidos por lacombustión de losmotores de los automóviles, la producción de hormigones, etc.Estosgases,impidenqueelcaloremitidoporlaTierra,porelcalentamientodelosrayos solares, regrese al espacio. (Secretaría de Comunicaciones y Transportes,2016)

EstafuentereportaqueeltransporteenMéxico,genera20.4%delCO2total

producidoportodaslasactividadesdelavidaeconómicadelpaís.ApartirdelosacuerdosdelprotocolodeKiotode1997,lareduccióndegases

queproducenefecto invernadero -en sumayorparteCO2- en cualquier sector, esuna prioridad internacional, por lo que los proyectos del subsector vial, quepretendan ser calificados como sostenibles, deben buscar las estrategias paradisminuirsuemisiónentodaslasetapasdelciclodevida.

Una de estas estrategias para lograrlo, es seleccionar el material de

construcciónadecuado,nosolamenteenloqueacostesserefiera,sinotambiénenlaproduccióndeCO2.

Otrasemisionesrelevantesdeestegas, son lasproducidasporel tráficode

vehículos,porloqueesmuyimportantequelainfraestructuracarretera,contribuyaaestareducciónduranteelciclodevidadelproyecto.(Burónyet-al,2009).

Enlafigura2.4,semuestralavinculaciónqueexisteentrelosconsumosylas

emisionesenlasetapasdelciclodevidadeunproyectodelsubsectorvial.

50 Capítulo2


Figura2.4:ConsumoyEmisionesdeContaminantesenelCiclodeVidadeunaCarretera

Fuente:ElaboraciónpropiaconinformacióndeFernández(2012)

Enlatabla2.26,semuestranlosfactoresdeemisióndeGEI,paradiferentesactividadesymaterialesempleadosenunproyectocarretero.

MATERIAL/ACTIVIDAD FACTORDEEMISIÓNDEGEIAgregado/Trituraciónreciclado 0.0032Kg.CO2/Kg.agregadoMezcladodelhormigón 0.0004Kg.CO2/Kg.dehormigónCemento 0.9Kg.CO2/Kg.decementoAdicionesdeminerales 0.01a0.1Kg.CO2Equipamientoinsitu 0.0025Kg.CO2/Kg.dehormigóncoladoAgua 0.005Kg.CO2/Kg.deaguaDisposiciónfinal 0.02Kg.CO2/Kg.dehormigóndispuesto

0.46Kg.CO2/Kg.portransporteDiesel 3.17bKgCO2/LitroElectricidad 0.79KgCO2/KWh

Tabla2.26:DatosdeReferenciaparaEstimarEmisionesdeGasesEfectoInvernaderoGEIEquivalentes

Fuente:Fernández(2012)

Paralosobjetivosdeevaluaciónsustentablequepretendealcanzarestatesisde master, es importante conocer las propiedades que presenta los principalesmaterialesqueseencuentranenelmercado,quesonclasificadoscomoecológicos.2.9.1.MaterialesEcológicos

Entre estosmateriales se encuentran lospavimentoshidráulicos, utilizadosen los procesos de construcción del sector transporte, como los que reportaGonzáles(2011):

• Acuicreto. Es unhormigónpermeable, quepermite la filtracióndel agua al

subsuelo,minimizandoelescurrimientoocasionadoporlalluvia.

EstadodelArte 51


• Ecocreto.Esunamezcladegranzón, cemento tipo1, aguayaditivo,que seutiliza como sustituto de la arena. Tiene alta resistencia a la flexión, a lacompresiónyaldesgaste,ademásdeser100%permeableyreciclable.

2.9.2.HormigónArmado

Elhormigónarmado,esotromaterialquepuedeutilizarseenlasestructurasde las carreteras y su contribución a la sostenibilidad radica en los siguientesaspectos: Tiene una vida útil elevada, lo cual disminuye gastos de conservación ymantenimientopreventivoycorrectivo;alfinaldesuvidaútilsepuederecuperaryreintegrarseenelciclodevidadeotrascarreterasoconstrucciones.(Burónyet-al2009).

OtrascaracterísticasdesostenibilidadreportadasporFernández(2012)son:

Durante el proceso de construcción, se utiliza un menor consumo decombustible,contribuyeaquelassuperficiestengantexturassilenciosas,ademásdeincrementar,lacalidaddelaguaescurrida.

En cuanto a la producción de CO2, en la tabla 2.27, se muestra que en laelaboracióndeunatoneladadehormigón,seemitenaproximadamente,3toneladasdeestegasconefectoinvernadero.

Tabla2.27:ProduccióndeCO2deloscomponentesdelhormigónarmado

Fuente:ElaboraciónpropiaconinformacióndeFernández(2012)

Esta producción de CO2 significa, que ambos materiales tienen un altoconsumo energético y que producen gases de efecto invernadero, por lo querepresentan un problema ambiental. Este problema se potencializa, cuando seacompañandeunadeforestaciónenelentorno,pormotivosdelaconstruccióndelacarretera.

Conrespectoalusodeestematerialenunavíadecomunicación,Fernández(2012)y Burónyet-al (2009), identifican lasprincipalesventajasqueapoyan lasostenibilidad,esdecir,unproyectodelsubsectorvial,serámássosteniblecuando:

• Utilizaestructurasdehormigónenmasa,armadoopretensado

TIPODEMATERIAL PRODUCCIÓNDECO2ProduccióndeCemento 0.8a1toneladadeCO2portoneladadecementoProduccióndeAcero 2.0toneladasdeCO2portoneladadeacero

52 Capítulo2


• Empleafirmesrígidosdehormigón.• Enelfirmeutilizamaterialesgranularestratadosconcemento• Cuandoseaprocedente,serehabilitalacarreteramedianteelempleo,enfrío

decementocomoconglomerado• Seutilizancementosconadiciones• Seutilizancementosobtenidosporprocesosquereduzcanelempleode

combustiblesfósiles.• Seoptimizalacalidaddelhormigónysereducelacuantíadelasarmaduras.• Seempleaenlafabricacióndelhormigón,aguareciclada• Seempleahormigóndecalidadtal,quepermiteaumentarlavidaútildelas

estructuras

Así mismo, este material es muy recomendado para incrementar lasostenibilidad,debidoaquefavoreceaquelaconstruccióntengaunavidaútilalta,ademásdequepuedeproporcionarunainerciatérmica,loquefavorecelademandaenergéticadelaconstrucción. Elhormigónpuedeserreciclado,para locualsepuedenutilizarescombrosprocedentes de diferentes fuentes como: hormigón estructural, triturado yprocesadoenunaplantadereciclaje.(Valdivieso2016). EsteautorseñalaqueenEspaña,elhormigónesunode losmaterialesmásutilizados, peroqueexisten pocosestudios sobre su reciclaje, lo cual sedebeengran medida a que el material pétreo, piedras y arena, que se utilizan en suelaboración,sondegranabundanciaenelpaís.Sin embargo, su extracción atenta contra la sostenibilidad, debido a que produceimpactosambientalesindeseables,relacionadosconelcambiodepaisaje.Utilizar el hormigón reciclado, le ahorraría al país anualmente, 7.7 millones detoneladasdepiedras.2.9.3.EmulsionesAsfálticas El uso de las emulsiones asfálticas durante los procesos de construcción ymantenimientodecarreteras,esunaprácticamundial.EnMéxico,estosmaterialessecomenzaronautilizarenlosaños30.Anivelmundial,el40%delaproducciónseconcentraenEstadosUnidos,Francia,EspañayJapón.

EstadodelArte 53


Estasemulsionesapoyaneldesarrollosostenibledelsubsectorvial,debidoaqueelasfaltoes100%reciclable;seaplicaenfrío,noserequierecalorparafundirelasfalto,por loqueexisteunahorroconsiderabledeenergía,nosealteraelmedioambienteyseeliminalaemisióndegasesdeefectoinvernadero. Se emplean materiales pétreos de la localidad, lo que ayuda a reducir loscostosdetransporte.Seutilizaaguacomosolventeenlaemulsiónasfáltica,peronoexistendesperdicio,yaqueesrecuperable.(Talaverayet-al,2011),(Benítez,2016) Otra característica muy importante del asfalto, que contribuye de manerasignificativa a ser considerado como un producto sostenible, es el alto grado dereciclajequetiene. Rolf (2016), estima que el asfalto tiene los siguientes porcentajes derecuperación: Enplanta(70%);Usodesub-base(20%);Reciclajeensitio(menosdel1%);pérdida(menosdel10%) 2.9.4.HormigónReciclado El hormigón reciclado, es conocido también como hormigón sostenible,debido a que su composición está formada por materiales reciclados, quesubstituyendemaneraparcialototalalosnaturales. Estos materiales, proceden de derribos y demoliciones de edificios,pavimentos,excedentesdeplantasproductorasdecemento,entreotras.Seintegrananuevoshormigones,despuésdesometerseadiversosprocesoscomoelcribadoyeltriturado. Este hormigón apoya a la conservación del medio ambiente, dada laproduccióndegrandesvolúmenesdeescombros,cuyagestiónesdifícilyconstituyeungraveproblemadecontaminación.Además,suusoenlaconstrucción,contribuyealadisminucióndelaexplotacióndecanterasnaturales.(Vidaud,2013)Deacuerdoa laCementSustainability Initiative,ensuestudiosobre“RecicladodeHormigón,opinaque:

Elreciclajeorecuperacióndelhormigónpresentadosventajasprincipales:(1)reducelautilizacióndenuevosagregadosvírgenesyloscostosambientalesdeexplotación y transporte y asociados, y (2) reduce el desecho innecesario dematerialesvaliososquepuedenserrecuperadosyreutilizados.Apesardeestas

54 Capítulo2


ventajas, el reciclaje de hormigón no tiene un impacto significativo en lareduccióndelahuelladecarbono(ademásdealgunasreduccionesquepuedenser logradasentransporte).Laprincipal fuentedeemisionesdecarbonoenelhormigónestáenlaproduccióndelcemento(cementoyagregadossemezclanpara hacer hormigón). No es viable separar el contenido de cemento en elhormigónparasureciclajeoreutilizacióncomonuevocemento,porloquenoesposiblereducirlasemisionesdecarbonopormediodelreciclajedehormigón.

El uso de los cementos reciclados no es reciente en la industria de laconstrucción; sus antecedentes datan de los años 40 y sus primeros usos fueroncomo material de relleno y hormigones masivos. Actualmente se utiliza comohormigónestructural,noestructuralymorteros.Lospaíseseuropeosencabezadospor Alemania, y el Reino Unido, en el año 2010, produjeron 185 millones detoneladasdeestehormigón. OtrosusosdeestetipodecementoidentificadosporlaCementSustainabilityInitiative son: vías de hormigón, asfalto, conglomerados hidráulicos, basessuperficialesyprofundas,subestructurasdehormigón,entreotras. EnMéxico,elhormigónrecicladoaúnnoestáposicionadoenlaindustriadela construcción. Se han dado los primeros pasos aprobando la norma ambientalNADF-007-RNAT-2004,queestablece la clasificacióny especificacionesdemanejode los Residuos de Construcción y Demolición en la ciudad de México. (Vidaud,2013)

MetodologíaMIVES 55


CAPÍTULO3.METODOLOGÍAMIVES

3.1.Introducción

Elconceptodesostenibilidad,tambiénhasidoaplicadoalaconstruccióndevíasdecomunicación,dandoorigenalconceptode“carreterassostenibles”,elcualha sidoabordadopordiferentes autores comoVillegas (2013), Fernández (2012),Mendoza(2014),Ordoñez(2015),entreotros.

Villegas(2013),eneldocumento“Análisisdeindicadoresparadeterminarelgradodesostenibilidadenhormigonesespeciales”,menciona…….lasempresashancomenzado a comprender que el término “sostenibilidad”, no solamente estáarticuladoaaspectosambientales,sinoquetambiéncomprendefactoresinherentesalareduccióndetareasdeproducciónymejoramientodelatecnologíaysusprocesos…..

En estamisma fuente, el autor propone utilizar elmétodoMIVES (Modelo

Integrado de Valor para Evaluaciones de Sostenibilidad), para medir lasostenibilidadenlaconstruccióndecarreteras.

Estemétodo fue creadopor laUniversidadPolitécnicadeCatalunya (UPC),Labein-Tecnalia y la Universidad del País Vasco (UPV/EHU). Se define como unametodología de toma de decisión multicriterio que evalúa cada una de lasalternativas que pueden resolver un problema genérico definido a través de uníndicedevalor(MANUALMIVES,2009).

En esta Tesis de Master, se propone realizar un estudio comparativo desostenibilidadencarreterasdelestadodeVeracruz,enMéxico,utilizandoelmétodomencionado.

La evaluación de alternativas es una de las etapas de este método. Estasevaluaciones se realizanutilizandomodelosmatemáticos, conunanálisisdel ciclode vida, requerimientos y componentes, lo cual permite encontrar la mejoralternativaalproblema.3.2.PlanteamientoMIVES

Parainiciarlapropuestadeevaluación,esprimordialidentificarydefinirelproblemaconelquesevaatrabajar.

56 Capítulo3


En este sentido, lametodología se aplicará endos carreterasdel estadode

Veracruz,México; condosalternativasdeconstrucción,unadehormigónylaotraalternativadeasfalto.

El siguiente paso de la metodología consiste en crear el modelo deevaluación, que parte de la creación de un árbol de requerimientos, con suscomponenteseindicadores,segúneltipodeproyectoqueseestérealizando.

Como parte del modelo de evaluación, está la asignación de pesos y lasfuncionesdevalor.Laasignacióndepesos,serealizaatravésdeunaponderacióndevariables, basada en la propuesta de Thomas L. Saaty () “Analytical HierarchyProcess”.(MANUALMIVES,2009)

Este proceso permite construir jerarquías, que describen la estructura delentorno, obteniendo como resultado un objetivo matemático, que ayuda a tomarunadecisión.

La función de valor, corresponde a una funciónmatemática aplicada a losindicadores del árbol de requerimientos, que ayuda a encontrar la alternativasuperiorconlasvariablesescogidasporeldecisor.

Posteriormente, se identifican las posibles soluciones que existen pararesolverelproblema.Seevaluarácadaunadeellasconlosresultadosobtenidosenlospasosanteriores,parafinalmenteprocederalatomadedecisiones.

El algoritmo utilizado en esta metodología, es el propuesto por Villegas(2009),elcualsemuestraenlafigura3.1.

3.3.Límitesdelsistema Laestructurageneralparalatomadedecisiónestácompuestapor3ejes:1.De requerimientos; 2. De componentes y 3. El ciclo de vida. Estos ejes se puedenapreciarenlafigura2ysedescribenbrevementeacontinuación:

El eje de requerimientos tiene como objetivo: Definir las necesidades oaspectosgeneralesquesenecesitanparapoderllevaracaboelanálisis,quepermitaseleccionarlamejoralternativadelproyecto.



Elejedeloscomponentes,estáintegradoportodaslaspartesqueconformancadaunadelasalternativas.

Figura3.1:AlgoritmoMetodologíaMIVES

Fuente:Villegas,(2009)

Finalmente, el eje del ciclo de vida, está conformado por todas las fases oetapasqueseanalizaránenelproyecto.

Enlafigura3.2,sepuedeapreciarquelaslíneasqueseparanlosdiferentescubos sombreados, son los límites del sistema, siendo estos cubos los que seránestudiadosenlatomadedecisión.

Estaestructuraciónde la tomadedecisión, estáestrechamente relacionadaconelárboldetomadedecisión(siguientefase),debidoaqueenesteárbol,figurande formaramificada todos losaspectosque seránvalorados,dentrode los límitesdelciclodevidaydeloscomponentes,establecidosenestaprimeraetapa(MANUALMIVES,2009).

Lasiguientefigura,muestralaestructurageneraldelos límitesdelsistema,conformadosporlos3ejesprincipales.

58 Capítulo3


Figura3.2:Estructurageneraldetomadedecisión

Fuente:Villegas,(2009)

3.4.ÁrboldeRequerimientos

Comosemencionóanteriormente,elárbolderequerimientosestádividoenrequerimientos, criterios e indicadores. Estos niveles serán tan amplios como eltomadordedecisiónconsiderepertinente.Sinembargo,esnecesariovalorarquealtener más áreas para analizar, las más importantes, pudieran perder un pesosignificativoenlaevaluación,loquepodríaocasionar,sesgarladecisiónfinal.

Ante esta situación es recomendable, identificar objetivamente y con

claridaddeprioridades,lasáreasqueseránevaluadas

Los requerimientos, que son los aspectos fundamentales para la toma dedecisión, son el primer nivel del árbol. En este nivel, se pueden proponer, temaseconómicos, funcionales, sociales, medioambientales, estéticos o de seguridad yconfort,dependiendoeltipodeproyectoquesebusqueanalizar.



Elsiguienteniveldelárboleseldeloscriterios.Enestenivel,sebuscadividirlosrequerimientos,ademásdeconsiderarlostérminosgeneralesopautasaseguir.

El último nivel está conformado por los indicadores, los cuales tienen lacaracterística de ser independientes entre ellos. Además, estos indicadores sonconsiderados como losmás representativospara la evaluación, ya que en ellos sedesglosan lospuntosprincipales a tener en cuenta, durante lasdistintas fasesdelproyecto.

Las características principales de los indicadores escogidos en el árbol de

requerimientos,debenser:

• Representativos. Los aspectos seleccionados deben ser representativos de ladecisiónquesequieretomar.(MANUALMIVES,2009)

• Discriminantes.Enunatomadedecisión,esmuy importante fijarseenaquellosaspectos o características que hacen diferentes a las alternativas. Si se valoranindicadores, cuya cuantificación es la misma en las diferentes alternativas, losvalores de ese indicador serán los mismos y por consiguiente, los resultadosrealmenteimportantes,puedenllegaradiluirse.(MANUALMIVES,2009)

• Complementarios. Los indicadores deben definirse, para abordar de formacomplementaria toda la información (Garrucho, 2006). Por ello, deberánmedirvariablesindependientes,alasmedidasporotrosindicadoresplanteados.

• Relativos.Estacaracterísticade los indicadoresesdeseable, conelpropósitodeno favorecer, a aquellas unidades o elementos pertenecientes a grupos másgrandes en valor absoluto. En definitiva, se trata de analizar el rendimiento y laproductividad,afavordelaproducción(Villegas,2009).

• Cuantificables. Algunos indicadores se cuantificarán mediante variables, comopor ejemplo, euros, m2, m, Kg, días, etc. Otros indicadores se cuantificaránmediante atributos, como ejemplo se puede mencionar: confort alto, medio obajo. Siemprequeexista laposibilidaddeescoger entrevarios indicadoresqueocupan elmismo ámbito en la tomadedecisión, deben escogerse aquellos quesean más fáciles de medir. Esta característica permite asegurar que lascuantificaciones de las diferentes alternativas, sean confiables y a la vez, queexistaunamenordificultadenobtenerdichosvalores.(MANUALMIVES,2009)

• Precisos. El indicadordebe contenerelmínimogradode incertidumbreyestarplanteadodeformamuyclara(Garrucho,2006).

60 Capítulo3


• Trazables. La trazabilidad es una característica deseable, debido a que de estamanera,sepuedegarantizarlacomparaciónfuturadelosdatos(Garrucho,2009).

Laimagen3.3muestralalosnivelesdentroelárbolderequerimientos:

Figura3.3:ÁrboldeRequerimientosGenérico

Fuente:ManualMIVES,(2009)

3.5.PonderacióndeVariables

Una vez elaborado el árbol de requerimientos, el siguiente paso de lametodología consiste en la ponderación de las variables. Esta etapa consiste endarlevaloracadaunadeellas.Paraello, sepropone llevaracabounaasignaciónporpesos,utilizandoloscriteriosdel“AnalyticalHierachyProcess“,propuestoT.L.Saaty.(MANUALMIVES,2009)



Lospesosasignadosalasvariablessonacriteriodeldecisor,ensusmismosniveles y en sus mismas áreas, excepto en el nivel requerimientos, donde todosentranenlamismamatrizdedecisión.

De esta forma la matriz de decisión, se elabora dando valores a cadaelementoqueseestécomparandoenfuncióndeotro.Estopermitequesemuestreelniveldeimportanciadecadaelementocuandosecomparacontraotro.

Los valores que se utilizan para poder construir la matriz, son valoresnuméricosdel1al9.Enlatabla3.1,semuestracómosepuntúacadaelementoconrespectoalotro:

Elemento"i"conrespectoa"j"delaMatriz

Elemento"j"conrespectoa"i"delaMatriz

1:Igualimportancia 1:Igualimportancia

3:LigeramentemásImportanteoPreferido

1/3:LigeramentemásImportanteoPreferido

5:MasImportanteoPreferido 1/5:MasImportanteoPreferido

7:MuchomásImportanteoPreferido 1/7:MuchomásImportanteoPreferido

9:AbsolutamenteoExtremadamentemásPreferido

1/9:AbsolutamenteoExtremadamentemásPreferido

Tabla3.1:PuntuacióndeMatrizdeDecisiónFuente:Propiacondatosde(VILLEGAS,2009)

Al resolver la matriz de decisión, se colocará el número 1 de manera

diagonal,comoresultadodecompararunelementoconsímismo.Despuésseprocederá,adarvaloresalosotroselementos;finalmenteenlascasillascontrapuestas,losresultadosseráninversos.

AcontinuaciónlaTabla3.2,muestraunaproposicióndeunamatrizdedecisión.

Al darle un valor a cada elemento con su pareja, el siguiente paso es lacreación de otramatriz (Matriz B). Esta nuevamatriz, se construye al sumar losvaloresdecadacolumnadelamatrizAydividircadaelemento,entrelasumadelacolumnadondeseencuentre,comosemuestraenlasiguientefórmula:

62 Capítulo3


𝑏!" =!!"!!"!

!!![3.1]

Indicadores A1 A2 A3 A4

A1 1 2 2 4

A2 1/2 1 … …

A3 1/2 … 1 …

A4 1/4 … … 1

Tabla3.2:MatrizdeDecisión

Endonde:• bij=MatrizB• aij=Valordecadaelemento

• 𝑎!"!!!! =SumatoriadevaloresencadacolumnadelamatrizA

Cuando se obtiene la segundamatriz (Matriz B), se buscará determinar el

gradodeprioridad o pesodel elemento, haciendouna sumade la fila y dividir elresultadoentreelnúmeroderequerimientos,criteriosoindicadoresdelamatriz.Estepeso,sepuedecalcularutilizandolafórmulasiguiente:

𝑤! =!!"

!!!!

![3.2]

Endonde:

• wi=Pesoogradodeprioridaddelelemento• 𝑏!"!

!!! =SumatoriadevaloresencadafiladelamatrizB• n=Númerodeelementosenlamatriz

3.5.1ConsistenciadelaMatriz

La consistencia de la matriz, está relacionada con la coherencia que el

tomadordedecisión,otorgalosvaloresaloselementos.



Estoquieredecir,quesi el “IndicadorA”es2vecesmás importantequeel

“IndicadorB”yel“IndicadorB”esdosvecesmásimportantequeel“IndicadorC”,el“IndicadorC”tienequeser4vecesmenosimportantequeel“IndicadorA”.

El primer paso para encontrar la relación de consistencia, consiste enencontrarelvalordelvectormáximo(λmax).Estevectorsecalcula,multiplicandolasumatoriadecadacolumnadelamatrizA,porelpesodecadaelemento.Elvalordelvectormáximosedefineenlaecuación3.3.

𝜆!"# = 𝑎𝑖𝑗𝑛𝑖=1 ∗ 𝑤!

𝑛

𝑗=1[3.3]

Endonde:

• λmax=ValorVectorMáximo

• 𝑎!"!!!!

!

!!!=SumatoriadecadacolumnadelamatrizA

• Wj=pesodecadaelemento

Elíndicedeconsistencia(C.I.),sedefinepormediodelaecuación3.4,cuandoel valor del vector máximo (λmax), se divide entre el número de elementos de lamatriz(n-1)

𝑪. 𝑰 = λmax−!𝒏!𝟏

[3.4]Endonde:

• C.I.=Índicedeconsistencia• λmax=ValorVectorMáximo• n=Númerodeelementosenlamatriz

Finalmente, para poder verificar la consistencia de la matriz, se requiere

encontrarlarelacióndeconsistencia(C.R.),queexisteentreelíndicedeconsistencia(C.I.)yelíndicedeconsistenciaaleatoria(R.I.)comosemuestraenlaecuación3.5.

64 Capítulo3


𝑪.𝑹 = 𝑪.𝑰𝑹.𝑰≤ 𝟎.𝟏[3.5]

Endonde:

• C.R.=Relacióndeconsistencia• C.I.=Índicedeconsistencia• R.I.=Índicedeconsistenciaaleatoria

Paraencontrarelíndicedeconsistenciaaleatoriaseutilizatabla3.3.

TamañodelaMatriz(n)

ÍndiceConsistenciaAleatoria(R.I.)

TamañodelaMatriz(n)

ÍndiceConsistenciaAleatoria(R.I.)

1 0 6 1.2522 0 7 1.3413 0.525 8 1.4044 0.882 9 1.4525 1.115 10 1.484

Tabla3.3:TabladeÍndicesdeConsistenciaAleatoriaenMatricesFuente:ElaboraciónPropiacondatosde(MANUALMIVES,2009)

Elresultadodelarelacióndeconsistencia(C.R.),debetenerunvalormenor

a0.1;encasocontrario,eltomadordeladecisión,tendráquecambiarlosvaloresenlamatrizy,repetirlospasoshastacumplircondichacondición.

3.6.FuncionesdeValor

La función de valor tiene como principal objetivo, poder comparar a losindicadoresquetengandiferentesunidadesydarleselmismovalor.Porejemplo,esposible comparar los indicadores de tiempo, con los económicos o con losmedioambientales,etc.

Estafuncióndevalorsepresentaenunagráfica,dondeeleje“y”eselvalor

desatisfacciónqueexisteenelindicador,mientrasqueeleje“x”,eselcuantificadordelindicador.Elvalordesatisfaccióndelafunciónseencuentraentrelosvaloresde0 a 1, mientras que los valores en el eje “x”, cambiarán dependiendo el tipo deindicadorylaformaenlaqueseesténmidiendo,yaseapormediodepuntuacionesodebidoaquelosvaloresseanconcretos.



3.6.1.MétodoparadefinirlaFuncióndeValor

En(MIVES,2009),sedescribenlospasosnecesariosparapoderencontrarlafuncióndevalorqueayudaráaencontrarlamejoralternativaalproblema.

Lospuntossedescribenacontinuación.• Definicióndelatendencia,esdecir,silafunciónescrecienteodecreciente.• Definiciónde lospuntoscorrespondientesalvalormínimo(Xmin)ymáximo

(Xmax).• Definicióndelaformadelafuncióndevalor(linear,cóncava,convexa,forma

de“S”).• Definicióndelaexpresiónmatemáticadelafuncióndevalor.

3.6.2.PuntosdeValorMínimoyMáximodelIndicadoryPuntosLímiteMínimoyMáximo

Lospuntosdevalormáximosymínimos(Xmax,Xmin)decadaindicador,puedenvariar bastante dependiendo el tipo de proyecto con el que se este trabajando,además que estos valores definen las tendencias y formas de las curvas de lasfuncionesdevalor.

Estospuntossepuedenelegirdetresmaneras:• Utilizandoalgunanormativavigente• Segúnestrategiaoexperienciadeldecisor• Realizandounacomparaciónentrealternativas

Los puntos (Lmin, Lmax) en las gráficas, son los límites mínimos y máximos

respectivamente.Estoslímitessonopcionalesenlasfuncionesvalorysoloseusan,sisehanfijadoparámetrosmínimosparaelindicador.3.6.3.DefinicióndelaformadelaFuncióndeValor

Comosemencionóanteriormente,enestametodologíasedebeseleccionarlaformade la función de valor. Para ello, se utilizan cuatro tipos de graficas: lineal,cóncava,convexayconformade“S”.

Laseleccióndeestasgráficas,estábasadaendoscriterios:

1.Enlosvaloresmáximosymínimosdelosindicadoresy,2. En la velocidad enque cambie el valorde satisfacciónde la gráfica, con

respectoalindicador.

66 Capítulo3


A continuación, se definen las 4 formas de las funciones de valormencionadasenelprimerpárrafodeestasección:

FuncióndeValor“S”:

Esta formade la funciónde valor,muestraque en elmedio, sepresenta elmayor cambio de la curva, ya sea aumentando o disminuyendo el valor desatisfacción. También indica que cerca de los valores máximos (Xmax) o mínimos(Xmin)delosindicadores,haypococambioenlasatisfacción.

FuncióndeValorConvexa:

En la función con curva convexa con tendencia creciente, el valor desatisfacción aumenta poco en valores cercanos a (Xmin); el valor de satisfaccióntiendeaincrementarse,alacercarsealvalormáximodelindicador(Xmax).

Enelcasodequelatendenciaseadecreciente,elvalordesatisfaccióntiendeateneruncambiomayorenvalorcercanosa losmínimos(Xmin)ycuandoelvalordelindicadorestámáscercadesumáximo(Xmax),elvalortienemenorcambios.

FuncióndeValorLineal:

Para las funciones de valor lineal, el valor de satisfacción aumenta odisminuyedeformaconstantealolargodelagráfica,dependiendolatendenciaquesehayaescogido.

FuncióndeValorCóncava:

En este tipo de función con tendencia creciente, se observa un aumentomayorenelvalordesatisfacción,cuandolosvaloresestánmáscercade(Xmax).Sucomportamientoes inversoalde lasfuncionesconvexasdecrecientes,endondeseobserva, un cambiomenor en el valor de satisfacción en valor cercanos a (Xmin),peroamedidadequeseacercaa(Xmax),elvalordesatisfaccióndisminuyedeunaformamásrápida.

En la figura 3.4, se muestran los tipos de curva en forma creciente ydecrecientequesepuedenaplicarparalafuncionesdevalor,endonde:(a)Cóncava,(b)Convexa,(c)Linealy(d)Forma“S”.



Figura3.4:FormasdeFuncionesdeValor

Fuente:Alarcónyetal,(2011)

ExpresiónMatemáticadelaFuncióndeValor

DeacuerdoaMIVES(2009),laexpresióndelaFunciónValor,serepresentadelasiguientemanera:

𝑽𝒊𝒏𝒅 = 𝑩 ∗ 𝟏− 𝒆!𝑲𝟏∗𝑿!𝑿𝒎𝒊𝒏

𝑪𝒊

𝑷𝒊

[3.6]

𝑩 = 𝟏− 𝒆!𝒌𝒊∗𝑿𝒎𝒂𝒙!𝑿𝒎𝒊𝒏

𝑪𝒊

𝑷𝒊 !𝟏

[3.7]

Endonde:

• Xmin=Eselvalorenabscisas,cuyavaloraciónes igualacero(enelcasodefuncionesdevalorcrecientes).

68 Capítulo3


• X=Eslaabscisadelindicadorevaluado(variabledecadaalternativa)• Pi=Esunfactorquedefinesilacurvaescóncava,convexa,linealoconforma

de“S”.• Ci=Seaproximaalaabscisadelpuntodeinflexión. • Ki=Seaproximaalaordenadadelpuntodeinflexión.• B=Eselfactorquepermitequelafunciónsemantengaenelrangodevalor

de0a1.• Xmax=Abscisadelindicadorquegeneraunvaloriguala1.

ApartirdelainformacióndeMIVES(2009),seelaborólaTabla3.4,endonde

semuestranlosvalorestípicosdeC,KyP,parafuncionesdecrecientesycrecientesrespectivamente.

Forma P K

Cóncava <0.75 >0.9

Convexa >2 <0.1

Lineal 1 0

Ssuave 2<P<4 0.1<K<0.2

Sfuerte 4<P<10 0.1<K<0.2

Tabla3.4:ValoresTípicosdeKyPparaFuncionesdeValorFuente:Propiacondatosde(MIVES,2009)

3.7.ÍndicedeValordeAlternativas

DeacuerdoalametodologíaMIVES,alterminardeconstruirlasfuncionesdevaloresparatodoslosindicadores,elsiguientepaso,esencontrarelíndicedevalordelasalternativas.

Paraello,setienequeencontrarelvalordeloscriteriosyposteriormente,el

valordelosrequerimientos.Lafigura3.5muestraunesquemadelprocesoaseguir.



El valor de criterio se calcula, haciendo la sumatoria de los valores de losindicadoresdelmismocriterio,multiplicadosporsupropiopeso.(Verecuación3.8.)𝑽𝑪𝒓𝒊𝒕𝒆𝒓𝒊𝒐 = 𝑽𝒊𝒏𝒅𝒊𝒄𝒂𝒅𝒐𝒓𝒊 ∗𝑾𝒊

𝒏𝒊!𝟏 [3.8]

Figura3.5:ObtencióndelÍndicedeValordeAlternativas

Fuente:ManualMIVES,2009Endonde:

• Vcriterio=ValordelCriterio• Wi=pesodelindicador• 𝑽𝒊𝒏𝒅𝒊𝒄𝒂𝒅𝒐𝒓𝒊𝒏

𝒊!𝟏 =Sumatoriadevalordeindicadoresdelmismocriterio

Enlaecuación3.9,semuestralaecuaciónquepermitecalcularelvalorde

cadarequerimiento.

𝑽𝑹𝒆𝒒𝒖𝒆𝒓𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 = 𝑽𝑪𝒓𝒊𝒕𝒆𝒓𝒊𝒐𝒊 ∗𝑾𝒊𝒏𝒊!𝟏 [3.9]

Endonde:

• Vrequerimiento=Valordelrequerimiento• Wi=Pesodelcriterio• 𝑽𝑪𝒓𝒊𝒕𝒆𝒓𝒊𝒐𝒊𝒏

𝒊!𝟏 =Sumatoriadevalordecriteriosdelmismorequerimiento

70 Capítulo3


Enelmimosentido,lasiguienteecuación,muestralasvariablesquepermiten

obtenerelíndicedevalordelasalternativas.

Í𝒏𝒅𝒊𝒄𝒆 𝒅𝒆 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓𝑨𝒍𝒕𝒆𝒓𝒏𝒂𝒕𝒊𝒗𝒂 = 𝑽𝑹𝒆𝒒𝒖𝒆𝒓𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐𝒊 ∗𝑾𝒊𝒏𝒊!𝟏 [3.10]

Endonde:

• ÍndicedeValorAlternativa=ÍndicedeValordeAlternativa• Wi=Pesodelrequerimiento• 𝑽𝑹𝒆𝒒𝒖𝒆𝒓𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐𝒊𝒏

𝒊!𝟏 =Sumatoriadevalorderequerimientos

AlconcluircontodasestasetapasopasosdelmétodoMIVES,lapersonascon

la capacidad de toma de decisión, estará en posibilidades de elegir la mejoralternativa basada en esta metodología, la cual valora todos los niveles dejerarquías,asignandoalasdistintasvariablesqueseestánbuscandoanalizarenelproyecto,unpesorepresentativo

AlternativasparaPavimentosMexicanos 71


CAPÍTULO4.ALTERNATIVASPARAPAVIMENTOSMEXICANOS4.1.Introducción

Para poder definir las alternativas, se tomó como base el “Catálogo deSecciones Estructurales de Pavimentos para las Carreteras de la RepúblicaMexicana”, elaborado por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes, SCT(2016);queesunaentidadoficialdelgobiernofederalmexicano.

Estecatálogoesutilizadoenestudiosyproyectosdepavimentosenlosquese propone una estructura mínima, considerando las condiciones del terreno,tránsitoyclima.

Este catálogo se elaboró con datos de los climas, tránsito vehicular y

materialesmáscomunesqueexistenenMéxico.Debidoaquelascarreterasqueseevalúanenestatesis,estánlocalizadasen

elestadodeVeracruz,México,justificaampliamenteelusodeesteCatálogo,paraladefinicióndelasalternativas.

4.2.RequerimientosparaUtilizarelCatálogodeSeccionesEstructuralesyPavimentosLosdatosrequeridosparaelusodelcatálogomencionadosonlossiguientes:

• RangodeTránsitoVehicular• RegionalizacióndelaRepúblicaMexicana• Caracterizacióndelosmateriales

4.2.1.RangodeTránsitoVehicular

Elprocedimientoparadeterminarelrangodetránsitovehicular,sepresentaeneltema“TránsitoVehiculardeDiseño”,delcatálogomencionado.Separtedelosaforos de tránsito vehicular para pavimentos existentes, o bien, del estudio detránsitoestimadoparapavimentosnuevos.

Para poder obtener el rango de tránsito vehicular, se necesita calcular eltránsitodediseño,ademásdecalcularlasumadelosejessencillosequivalentes.

72 Capítulo4


LaSCTdeMéxico,definealtránsitovehiculardediseñocomo:

…eltránsitoproyectadoafuturo.Este tránsito se calcula, a partir del último dato registrado o previsto del

Tránsito Diario Promedio Anual (TDPA), para carreteras existentes o nuevas,respectivamente.

Así mismo en este catálogo, se considera en 20 años, el horizonte de unproyectoparatodoslostiposdepavimentos.

La ecuación 4.1, muestra la forma de calcular el tránsito de diseño delproyecto(SCT,2016).

𝑇𝐷 = 𝑇𝐷𝑃𝐴!"#$!% ∗ 𝐶𝑇 = 𝑇𝐷𝑃𝐴!"#$!% ∗ 365 ∗(!!!")!!!

!"

[4.1]Endonde:

• TD=TránsitodeDiseño• TC=TasadeCrecimiento,enDecimales• n=NúmerodeAñosdeServicio• TDPA=ÚltimoDatoregistradodeTránsitoDiarioPromedioAnual• CT=CoeficientedeAcumulacióndeTránsito

Despuésdecalcularel“TránsitoVehiculardeDiseño”,elsiguientepaso

consisteencalcular,“LaSumadelosEjesSencillosEquivalentes”.Paraelloseutilizalaecuación4.2.

Σ𝐸𝐸 = 𝑇𝐷 ∗ 𝐶𝑑 ∗ 𝐶𝐷 ∗ (𝐶𝑖)[4.2]Endonde:

• ΣEE=SumadeEjesSencillosEquivalentes• TD=TránsitodeDiseño• Cd=CoeficientedeDaño(enfuncióndeltipodeVehículo)• CD=CoeficientedeDistribuciónporCarril,(Tabla1)



• Ci=CoeficientedeDistribuciónDireccional.Serecomiendaunvalorde0.5,peropuedevariarde0.30a0.70

CoeficientededistribuciónporCarril(CD)

Númerodecarrilesencadasentido

Porcentajeenelcarrildeproyecto

1 100

2 80-100

3 60-80

4ómás 50-75

Tabla4.1.CoeficientedeDistribuciónporCarrilFuente:PropiacondatosdelaSCT,(2016)

El paso final para obtener “El Rango de Diseño”, consiste en encontrar el

rangodevaloresenqueseencuentra la“Sumade losEjesSencillosEquivalentes”,utilizandolatabla4.2.

Rangosdetránsitoenfuncióndeejessencillosequivalentes(SEE)

SEE1 SEE2 SEE3 SEE4 SEE5

≤

10,000,000

>10,000,000-≤20,000,000

>20,000,000-≤40,000,000

>40,000,000-≤80,000,000

>

80,000,000Tabla4.2.RangodeTránsitoVehicularFuente:PropiacondatosdelaSCT,(2016)

DebidoaqueseestáevaluandounacarreteratipodelestadodeVeracruz,se

hadecididoconsiderar la “MediadelRangodeTránsitoVehicular”, en funcióndelosejessencillosequivalentes.Paraello,seutilizaráelvalordeΣEE3=>20.000.000–≤40.000.000,comosemuestraenlatablaanterior.4.2.2.RegionalizacióndelaRepúblicaMexicana

ParalaSCT,laseleccióndeltipoderegióndondeseconstruiráelpavimentodelacarretera,sebasaentrespuntosovariables:

• Tipodeterrenonaturalenrocasysuelos

74 Capítulo4


• Precipitaciónpluvialmáxima(ppm)• Temperaturamáximaymínima(TmáxyTmin)

La determinación de esta región, se logra a través de una “Clasificación

Global”.Estaclasificaciónsecalcula,utilizandolosdatosobtenidosdecadaunodelospuntosbásicos,endóndeacadaunodeellos,seleasignasupropia“CalificaciónParticular”.

Los valores de temperatura máxima y mínima, así como la precipitación

pluvial máxima de cada región, en dónde se pretenda construir la carretera, sepuedenobtenerenlaComisiónNacionaldelAgua,CONAGUAdeMéxico.

Esta comisión, es un organismo administrativo desconcentrado de la

Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, creado en 1989, cuyaresponsabilidadesadministrar,regular,controlaryprotegerlasaguasnacionales.

DeacuerdoalaSCT(2106),paraobtenerlaclasificaciónparticulardeltipodeterrenonatural,serequiereconocersu“Aptitud”,lacualestasecretaríaladefinecomo:…lacapacidadquetienenlosmaterialesparasoportarlascargasqueactuarán

sobreellos,sinsufrirdeformacionesexcesivasysincolapsarseporresistenciaalesfuerzocortante.

La“Aptitud”decadatipodesuelosemuestraenlatabla4.3.

No. SUCS Descripción Aptitud1 OH Limosoarcillasorgánicasdealtaplasticidad MuyBaja2 OL Limosoarcillasorgánicasdealtaplasticidad MuyBaja3 CH Arcilladealtaplasticidad Baja4 CL Arcilladebajaplasticidad Media5 MH Limodealtaplasticidad Baja6 ML Limodebajaplasticidad Media7 SC Arenaarcillosa Alta8 SM Arenalimosa MuyAlta9 SP Arenamalgraduada Alta10 GC Gravaarcillosa MuyAlta11 GM Gravalimosa MuyAlta12 GP Gravamalgraduada MuyAlta13 - Rocas MuyAlta

Tabla4.3.“Aptitud”delSueloFuente:SCT,(2016)



La misma secretaría establece la “Calificación Particular” (Cp), para cada

parámetro,comosemuestraenlasiguientetabla4.4.

Parámetro

Valormáximo

Valormínimo

Calificaciónparticular(Cp)

Temperaturamáxima,°C

50.036.133.931.929.2

36.234.032.029.3100

0255075100

Temperaturamínima,°C

2.26.711.315.827

-1402.36.811.415.9

0255075100

Precipitaciónpluvial

máxima,mm

550.0213.6158.0111.066.2

213.7158.1111.166.30.0

0255075100

Clasificacióndesuelos

yrocas

AptitudmuyBajaAptitudBajaAptitudMediaAptitudAltaAptitudmuyAlta

0255075100

Tabla4.4.TabladeCalificaciónParticular(Cp)Fuente:SecretariadeComunicacionesyTransportes,(2016)

Despuésde obtener lacalificaciónparticulardecadaparámetro,elsiguientepaso consiste en obtener la “Calificación por Influencia”. Para ello, se utiliza laecuación4.3quesemuestraacontinuación.(SCT,2016)

𝐶! = 𝐶𝑝 ∗ 𝐹𝑖[4.3]

Endonde:• Ci=CalificaciónporInfluencia• Cp=CalificaciónParticular• Fi=FactordeInfluencia,enDecimales

76 Capítulo4


Los valores del “Factor de Influencia” (Fi), expresados en porcentaje,dependiendodelparámetroaconsiderar,semuestranenlatabla4.5.

Parámetro FactordeInfluencia(Fi)

Temperaturamínima 15%

Temperaturamáxima 30%

Precipitaciónpluvialmáxima 20%

Terrenonatural 35%

Tabla4.5.ValordelFactordeInfluencia(Fi)Fuente:PropiacondatosdeSCT,(2016)

El último paso del proceso de la regionalización del proyecto, consiste enhacerunasumatoriaconcada“ClasificacióndeInfluencia”.Paraello,seotorgaráala“ClasificaciónFinaldelaRegión”,una“CalificaciónGlobal”,comosemuestraenlatabla4.6.

ClasificaciónGlobal Clasificacióndelaregión

80a100 R1

60a79.9 R2

40a59.9 R3

20a39.9 R4

0a19.9 R5

Tabla4.6.ClasificacióndelaRegiónFuente:SCT,(2016)

La SCT (2016) con datos del Sistema Meteorológico Nacional, elaboró la

figura1,enlaquesemuestranlostiposderegionalizacióndeMéxico.



Endichafigura,sepuedeobservarquelascondicionesdelaregión“R1”,sonlasmásfavorablesparalaconstruccióndecarreteras,mientrasquelaregión“R5”,seconsideracomolamásdesfavorable.

Parafinesdeestatesisdemaster,seutilizalafigura4.1,comoreferenciaparaidentificareltipoderegiónalqueperteneceelestadodeVeracruz.

Figura4.1.RegionalizacióndeMéxicoFuente:SecretariadeComunicacionesyTransportes,(2016)

Comoseobservaenlafigura4.1,debidoalalongituddelestadodeVeracruz

cuentacon4tiposderegiones,R1,R2,R3yR4,locualdificultahacerunanálisisdevalorparalascarreterasdetodoelestado.

Porello,parafinesdeestatesis,setomóladecisióndeutilizarcomobasede

estudiolaregión“R2”,debidoaqueeslaregiónquemáspredominaenelestado.

EstadodeVeracruz

78 Capítulo4


4.2.3.CaracterizacióndeMateriales

Enestaetapa,esnecesarioverificarque losmaterialesqueseutilizanparaconstruir las capas del pavimento, cumplan con las características mecánicasestablecidasendichocatálogodelaSCT.

Lacaracterizacióndelosmateriales,serealizamedianteelmóduloresiliente,elcualsedefinecomo:

…. la relación del esfuerzo desviador entre la deformación resiliente (SCT,2016). Esta caracterización se divide en dos tipos: 1. Pavimento Flexible y 2.PavimentoRígido.

PavimentosFlexiblesDeacuerdoalaSCT(2016),ladefinicióndepavimentoflexiblees:

…..elpavimentoquetengacomosuperficiederodadura,unacapademezclaasfálticaapoyadaencapasdemateriales,formadasporsuelosconcaracterísticasderesistenciaycalidadestablecidasenciertasnormas.

Losmódulos resilientes fueron determinados en el laboratorio por la SCT,

utilizandolasnormasASTMD4123-paralasmezclasasfálticas-ylaGuíaAASHTO-paralascapasgranulares.

Lainformaciónseconcentraenlasiguientetabla:

MódulosResilientes,kg/cm2

CarpetaAsfáltica(CA) ≥35,000

BaseHidráulica(BH) ≥3,000

BaseconAsfalto(BEA) ≥30,000

Subbase(SB) ≥2,000

Subrasante(SR) ≥1,200

Tabla4.7.MódulosResilientesFuente:PropiacondatosdeSCT,(2016)



PavimentosRígidosLaSCT(2016)definealpavimentorígidocomo:

….. aquel que tiene como superficie de rodadura, una losa de hormigónapoyada en capas de materiales, con características de resistencia y calidadestipuladasporciertasnormas.

El parámetro que define la resistencia del hormigón es el “Módulo deRuptura” (MR), obtenido a los28díasde edad, en vigas con cargas en los terciosmedios.

Comoopción,puededeterminarsela“ResistenciaaCompresiónSimple”(f’c)tambiénalos28díasdeedadycorrelacionarf’cconMR.

EnelCatálogodeSeccionesEstructuralesdePavimentosdela(SCT,2016),se

consideróelmóduloderuptura(MR)de48kg/cm2,alcuallecorrespondeunf’cdelordende350kg/cm2.

Para las capas subyacentes al hormigón, se determinó el “Módulo de

Reacción”(k),definidopor(SCT,2016),cómo:…..el esfuerzo necesario para producir una deformación previamente

establecida.Parafinesprácticos,elvalordek,sedeterminamediantecorrelacionescon

valoresíndicederesistenciacomoel“ValordeEstabilidad”(R),CBR,etc.Para el catálogo de secciones estructurales de pavimentos (SCT, 2016), se

consideróqueelvalor“k”delacapasubrasantees17kg/cm3.4.2.4.SeccionesdeEstructurasdePavimentos

Como semencionó en otro apartado de este capítulo, para poder elegir eltipo de pavimento con el que se tenga planeado construir la carretera, esnecesariosdefinirel“RangodeTránsitoVehicular”,enlaregióndondeselocalizaelpavimento,ademásdelascaracterísticasquetendránlosmateriales.

La figura 4.2, muestra las secciones estructurales de pavimentos para

carreterasnormales.

80 Capítulo4


4.5DefinicióndeAlternativas

De acuerdo a los parámetros de “Rango de Tránsito Vehicular”,“Regionalización”y“CaracterizacióndeMateriales”anteriormentemencionados,lasdosalternativasdepavimentosqueseevalúanenestatesisdemaster,sedescribenacontinuación.

Figura4.2.SeccionesdeCarreterasdePavimentosparaCarreterasNormales

Fuente:SCT,(2016)



4.5.1Alternativa“A”:PavimentoAsfáltico

Estaalternativaestáconformadapor10centímetrosdecapaasfáltica(CA),seguido de una base estabilizada con asfalto (BEA) de 12 centímetros. Toda laestructura está soportado por una subbase (SB) de 20 centímetros, como semuestraenlafigura4.3.

Figura4.3.AlternativadePavimentoAsfáltico

Fuente:SCT,(2016)4.5.2Alternativa“B”:PavimentodeHormigón

Laalternativa“B”,estáconformadaporunasubbase(SB)de15centímetros,seguidodeunabasemodificadaconcementohidráulico(BMC).En lasuperficieseencuentraelhormigónde32centímetros,comosemuestraenlafigura4.4.

Figura4.4.AlternativadePavimentodeHormigón

Fuente:SecretariadeComunicacionesyTransportes,(2016)

82 Capítulo4


ÁrboldeDecisiónyValordeAlternativas 83


CAPÍTULO5.ÁRBOLDEDECISIÓNYVALORDEALTERNATIVAS5.1.Introducción

El objetivodeeste capítulo esdefinir conbasea lametodologíaMIVES, el

árbol de requerimientos, así como definir los valores de cada indicador, de doscarreterasconstruidasconmaterialesdiferentes.

Paraalcanzaresteobjetivo,seharáunacomparativadedoscarreterasenel

estado de Veracruz, México. La primera de ellas, construida con pavimentoasfaltico,ylasegunda,abasedehormigón.5.2LímitesdelSistemayÁrboldeDecisión

Comosemencionóanteriormente,laMetodologíaMIVES,requierecrearun“ÁrboldeRequerimientos”.

Esteárbol,debetenersusrespectivoscriterioseindicadores,loquepermitellevaracabo,laevaluacióndelasostenibilidaddecualquiercarretera,_enestecasoparticular-,lasdelestadodeVeracruz,enMéxico.

Paraestarenposibilidadesdeconstruirelmencionadoárbol,enestatesisdemaster, se propone analizar 3 requerimientos (económico, medioambiental ysocial),cadaunodeellos,consuscriterioseindicaresrespectivos.

En el eje de ciclo de vida, solo se contempla la fase de construcción y

mantenimiento, excluyendo las fases de planeación y diseño, operación ydeconstruccióndelascarreteras.

En el eje de los componentes, se analizan las alternativas, solo en la parte

estructural, ya que se asume que las dos alternativas, están construidas en lasmismascondicionesdeterreno.5.2.1RequerimientoEconómico

Comoencualquier tipodeproyectodeconstrucción,este requerimientoesesencial para la planificación y la gestión de la obra, debido a que influye

84 Capítulo5


directamenteentodoslosprocesosy,enlasdecisionesquesedebentomarsobrelaejecucióndelmismo.

Comoúnicocriteriodeesterequerimiento,seproponeanalizarlos“Costes”,conlos indicadores:a.Coste inicial($/km),b.Costedemantenimiento($/km)yc.IncertidumbresRelacionadasconlosCostes.5.2.2RequerimientoMedioambiental:

Paraesteproyectodetesisdemaster,quepretendeevaluarlasostenibilidad

deunacarretera,elrequerimiento“Medioambiental”tieneungranvalor.Esto obedece a que desde la perspectiva de la metodología MIVES, el

propósitoprincipal del procesode construccióndeuna carretera, esminimizar elimpacto ambiental durante el ciclo de vida y con ello, disminuir de manerasignificativa,lasemisionesdegasesqueproducenelefectoinvernadero.Esteefectoambiental, es responsable entre otras cosas, del cambio climático que viveactualmenteelplaneta.

Hoyendíaestalsu importancia,que laOrganizaciónde lasNacionesUnidas

ONU, preocupada por la alteración del medio ambiente mundial, ha generadoacuerdos internacionales, como el Protocolo de Kyoto o el Tratado de París, endonde los países miembros, se comprometen a trabajar para hacer del planetaTierraunlugarsostenible.

El método MIVES, es una respuesta clara y precisa a este llamadomedioambientalistadecorteinternacional.

Para evaluar este requerimiento, se propone analizar tres criterios: 1.Emisiones,2.Consumosy3EfectoIslaCalor.

Losindicadoresparaelprimercriterioson:a.Cantidaddedióxidodecarbono

producido(ton/km),b.Aguautilizada,(lt/km)c.Lasmateriasprimasqueintegranelprocesodeconstrucción(ton/km).

Para el criterio “Consumo”, los indicadores propuestos son: a. Cantidad de

energíaconsumida(J/km)y,b.Materialrecicladoqueseutilizaen laconstrucción(%/km).



ParaelcriteriodeEfectoIslaCalor,seconsiderasolounindicador,queeselIncrementodeTemperaturaLocal.5.2.3RequerimientoSocial:

Esterequerimientobuscaqueduranteyal términodelproyecto,existauna

satisfaccióndelasociedad,promoviendoeltrabajoenelárea,asícomoconcientizara la sociedad de la importancia de una construcción sostenible. Para ello, en el“ÁrboldeDecisión”,seincluyendoscriterios:1.CriteriodeImpactoenlaSociedady2.CriteriodeSatisfacciónalUsuario.

Paraelcriterio1),sedefiniócomounsoloindicador:a.UsodeMaterialesLocales.Paraelcriterio2),loscriteriosson:a.ConfortAcústicoyb.ConfortTécnico.

Enlatabla5.1,semuestralaestructuradel“ÁrboldeRequerimientos”o“DeDecisiones”,consusrequerimientos,criterioseindicadoresrespectivos.5.3.ValoresdelasAlternativas

Los datos que se utilizan en la evaluación, se obtuvieron a partir de lassiguientes fuentes mexicanas: Secretaría de Comunicaciones y Transporte (SCT);Instituto Mexicano de Transporte; Instituto Mexicano del Cemento y Concreto(IMCYC); CEMEX; normas mexicanas vigentes, para construcción de carreteras,ademásdediferentebibliografíarelacionadaconeltema.5.3.1.CostoInicial

Losvaloresdelcoste inicialparaambasalternativas, -pavimentoasfálticoypavimentodehormigón-,sebasanendatosobtenidosdelaSCT.Dichoscostes,sonparaunsolosentidodecirculacióndecarreteracon10metrosdecorona,divididosde la siguiente manera: 7 metros para dos carriles, 1 metro de acotamientoizquierdoy2metrosdesobreanchoenlaorilladerecha.

En la tabla5.2 , semuestran lospreciosenpesosmexicanosporkilómetroconstruido ($/Km), para cada una de las alternativas y su equivalente en euros€/Km.

86 Capítulo5


Requerimientos Criterios Indicadores

Económico Costes

CosteInicial($/km)

CostesdeMantenimiento($/km)

IncertidumbreRelacionadasconlosCostes

MedioAmbiente

Emisiones CantidaddeCO2(ton/km)

Consumos

AguaUtilizada(l/km)

MateriasPrimasUtilizadas(ton/km)

CantidaddeEnergíaConsumida(J/km)

MaterialRecicladoUtilizado(%/km)

EfectoIslaCalor IncrementoTemperaturaLocal

Social

ImpactoenlaSociedad UsodeMaterialesLocales

SatisfaccióndelUsuario

ConfortAcústico

ConfortTécnico

Tabla5.1:ÁrboldeRequerimientos

Pararealizarlaequivalenciadepesosmexicanos($)aeuros(€),seutilizóel

tipo de cambio delmes de Enero 2018, proporcionado por el Banco Nacional deMéxico.

CosteInicial PavimentoAsfáltico"A" Hormigón"B"

$/Km 3,149,612.00 7,660,086.00

€/Km 139,982.75 340,448.27

Tabla5.2:CosteInicialdeAlternativasFuente:PropiacondatosdeSCTyBancoNacionaldeMéxico



Paraevaluarlacarreteradenominadacomolaalternativa“A”,seproponeunprecio de 140,000 euros por kilómetro construido. Para definir el precio, secontemplalasubbase,riegodeimpregnación,labaseylacarpetaasfáltica.

Paraevaluar la carreteradenominadacomo laalternativa “B”, se considera

unprecioporkilómetrodecarreteraconstruidode340,000euros.Enelprecio,aligual que en la alternativa “A”, en el precio, se incluye la subbase, el riego deimpregnación,labaseylacarpetadehormigón.Enlasiguientetabla,semuestralavidaútilenaños,delasdosalternativas.

Alternativa TipodePavimento VidaÚtil(Años)

A PavimentoAsfáltico 12.5B PavimentodeHormigón 25

Tabla5.3:VidaÚtildelasAlternativas

Fuente:InstitutoMexicanodelCementoyConcreto(IMCYC)(2009)

Esteinformaciónmuestraquelavidaútildelpavimentodehormigón,doblaenañosalaalternativadelacarreteraconstruidaconpavimentoasfáltico.5.3.2.CostedeMantenimiento

Los valores del coste demantenimiento de cada alternativa, se obtuvieron

condatosdelaSCTdeMéxico.Seutilizanlasmismasmedidasycriteriosempleadosparaloscostesiniciales,esdecir:unsolosentidodecirculacióndecarreteracon10metrosdecorona,divididosen:7metrosparadoscarriles,1metrodeacotamientoizquierdoy2metrosdesobreanchoenlaorilladerecha

En la tabla 5.4, se muestra el coste de mantenimiento por kilómetro

construidoparacadaalternativa,enpesosmexicanosyeneuros.Laconversióndepesosmexicanosaeurosserealizóutilizandoeltipocambiovigentealmesdeenerodel2018,proporcionadoporelBancoNacionaldeMéxico.

Para el coste de mantenimiento de la alternativa “A”, se considera larecuperacióndelacarpetaasfáltica,elriegodeimpregnaciónylanuevacarpetadeasfalto.Elprecioobtenidoesde92,400eurosporkilómetroconstruido.

88 Capítulo5


CostedeMantenimiento PavimentoAsfáltico"A" Hormigón"B"

$/Km 2,470,231.00 2,079,201.00

€/Km 109,788.00 92,409.00

Tabla5.4:CostedeMantenimientodelasAlternativasFuente:PropiacondatosdeSCTydelBancoNacionaldeMéxico

La alternativa “B” tiene un coste de mantenimiento de 92,400 euros por

kilómetro construido de carretera. Para determinar este coste, se considera lademolicióndelhormigón,riegodeimpregnaciónylanuevacarpetadehormigón.

5.3.3.IncertidumbreRelacionadasconlosCostes

Las incertidumbres estudiadas para este indicador fueron: el cambio depreciosdelosmateriales,ademásdelascondicionesclimáticasquesepresentanenelestadodeVeracruz.

Enlafigura5.1,semuestraelincrementodelospreciosdelosmateriales,enelperiodocomprendidodeMayodel2016aMayodel2017.

Figura5.1:CambiodePreciodeMaterialesdeAlternativas

Fuente:ElaboraciónPropiacondatosdeCentrodeEstudiosEconómicosdelSectordelaConstrucción(CEESCO),(2017)

En la figura5.2, el colornaranja representaa elhormigón,mientrasqueel

azulrepresentaelasfalto.Laslíneascontinuassimbolizanelhistóricodelosprecios

15.00%15.50%16.00%16.50%17.00%17.50%18.00%18.50%19.00%

Asfalto Cemento

Porcen

tajealaAlza

Materiales

IncrementodePreciosMayo2016-Mayo2017



delosmaterialesy,laslíneasdiscontinuassimbolizanlosresultadosprevistosparalospróximosaños.Estainformacióndemuestralosriesgosdelasfaltorelacionadosalavolatilidadycambiosdeprecios.

Figura5.2:PreciosdeMaterialesHistóricosPrevistos

Fuente:CEMEX(S/A)(comosecitóenL.Lindsayetal.TheEffectsofInflationandItsVolatilityontheChoiceofConstructionAlternatives;MIT,2011)

Así mismo, para conocer las condiciones climatológicas que pudieransuspendereltrabajodeconstruccióndeunacarretera,serevisandosnormativasdela SCT de México: N·CTR·CAR·1·04·006/14 para el pavimento asfáltico yN·CTR·CAR·1·04·009/06paraelhormigón.

Ambasnormasestablecenque los trabajosdeunaobrade carretera, serán

suspendidos cuando no existan las condiciones climáticas adecuadas. Asimismo,ambosdocumentosespecificandemanerapuntual,quetampocopodránreanudarselostrabajoshastaquelascondicionesambientalesseanlaspropicias.

En el caso de pavimento asfáltico, no se recomienda construir la carpeta,

cuando la temperatura esté por debajo de los 15 grados C. Para el caso delhormigón,serequierequelatemperaturanoestépordebajodelos4gradosC.

90 Capítulo5


Para este trabajo de tesis, tanto para la alternativa “A”, como para laalternativa“B”,latemperaturaambienteserátomadaalasombra,lejosdecualquierfuentedecalorartificial.

Tambiénsedesprecialaposibilidaddelluviaynieve.Enambasalternativasla presencia de lluvia obliga a detener los trabajos yVeracruz, no es una zonadenevadas.

Para obtener los datos climatológicos se consulta la información

proporcionadaporlaComisiónNacionaldelAgua(CONCAGUA)deMéxico,queeslaentidad del gobierno federal, que se encarga brindar el servicio meteorológiconacional.

En la siguiente tabla, semuestra la temperaturamínima promedio, que sepresentódurante2016enelEstadodeVeracruz,expresadaengradosCentígrados.Temperatura

MínimaPromedioVeracruz2016(0C)

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

13 13.4 17.4 19.5 21.2 20.4 20.4 20.4 19.9 18.6 16.8 16.2

Tabla5.5:TemperaturaMínimaPromedioVeracruz2016Fuente:CONAGUA,(2016)

Tomando en cuenta las especificaciones de las normativasmexicanas para

los pavimentos (N·CTR·CAR·1·04·006/14 y N·CTR·CAR·1·04·009/06), se entiendeque el hormigón no presentará problemas ocasionados por las condicionesclimatológicas.Sinembargo,elpavimentodeasfalto,tendráproblemasenlosmesesdeeneroy febrero,debidoaque las temperaturassonmásbajasde los15gradoscentígrados.

En la tabla5.6, semuestra lapuntuaciónde incertidumbrerelacionadacon

loscostesparalasalternativa“A”y“B”.De acuerdo a la información de esta tabla, se puede observar que la

alternativa“B”,obtieneunmejorresultadoenlaevaluación,quelaalternativa“A”.Enelparámetrodecambiodeprecios,elhormigóntiene10puntos,debidoa

que el asfalto, al ser un producto derivado del petróleo, tiene una probabilidadmuchomásgrandedequesupreciofluctúeenelmercado.



Parámetro GradodeCumplimiento PuntosPuntos

Asfalto"A"

Hormigón"B"

CambiodePrecios

ProbabilidadAltadeCambiodePrecio

0 X

ProbabilidadMediadeCambiodePrecio

5

ProbabilidadBajadeCambiodePrecio

10

X

Clima

ProbabilidadAltadePararObraporClima 0

ProbabilidadBajadePararObra

porClima 5 X

ProbabilidadMuyBajadepararObraporClima

10 X

Total= 5 20Tabla5.6:PuntuacióndeIncertidumbresRelacionadas

conlosCostesdelasAlternativas

En cuanto al parámetro del clima, se le otorgaron 5 puntos al pavimentoasfáltico,yaquebasadoenelinformedelaCONAGUA,soloexisteunaprobabilidaddel16.6%dequeelclimaafectealaconstruccióndelacarretera.Esteporcentajeseconsideracomobajo.

5.3.4.CantidaddeEmisionesdeCO2

LasemisionesdeCO2,seobtuvieroncondatosdeGüerecayet-al,(2014),dela Universidad Nacional Autónoma de México. Este autor, compara los impactosambientalesdelosdostiposdepavimentoqueseevalúanenestetrabajo,yqueseutilizanenlaconstruccióndecarreterasmexicanas.

Ensuestudio,elautorevalúa1kmdecarretera-tomandoencuentasololacarpeta-,conunanchode21mdecarretera,condossentidosyseiscarriles(trescarriles de cada sentido); no toma en cuenta el acotamiento. Además, cuantificatodas las entradas (materiales, energía y transporte) y salidas (emisiones al agua,sueloyaire).

Retomando a Güereca y et-al, en el pavimento de hormigón, analiza losprocesos de obtención de materias primas para producción del cemento, losprocesos de fabricación de cemento (cantera, trituración, horno, molienda y

92 Capítulo5


homogenización), el transporte de materiales, la construcción del pavimento(preparacióndelamezclaycolocacióndelacarpeta).

En el pavimento asfáltico, toman en cuenta los procesos de producción demateriasprimasparasuproducción(derefineríadelcementoasfáltico),transportede materiales, construcción del pavimento de asfalto (obtención de mezcla deasfaltoencaliente),sumantenimientoysudisposiciónfinal.

Paraestatesisdemaster,seutilizanlosvaloresobtenidosenGüerecayetal.(2014),tomandocomoreferencia,untramode10metrosdecorona.

En la tabla 5.7 se muestran los valores de las emisiones de dióxido decarbonoparaambasalternativas.

Alternativas EmisionesdeCO2(ton/Km)

PavimentoAsfáltico"A" 5,937

Hormigón"B" 2,655

Tabla5.7:EmisionesdeCO2(ton/Km)Fuente:PropiacondatosdeGüerecayetal.,(2014)

Los resultados de esta tabla, muestran que al comparar el pavimento

asfáltico conel hormigón, el primeroproducemásdeldoblede toneladasdeCO2porkilómetrodeconstrucciónqueelsegundo.Estosdatossedebenconsiderarportomadordedecisionesenelmomentode seleccionarelmaterialque seutiliza enunacarreterasostenible.5.3.5.AguaUtilizada

Elaguautilizadaparalaconstruccióndelhormigón,sedeterminautilizandovaloresdel InstitutoMexicanodelConcretoyCemento.Losvalores seencuentranreferenciadosenlanormamexicanaN-CMT-2-005/04.Paraestefin,seconsideranlasdimensionesdelacarreteramencionadasenelapartado5.3.4deestecapítulo.

Para el agua utilizada en el pavimento de asfalto, se utilizan los valorespropuestos por la Secretaria de Comunicaciones y Transportes y el InstitutoMexicano del Transporte. El agua utilizada, se considera en la subbase, base ycarpetas.



En la siguiente tabla, semuestran losvaloresde consumodeaguapara lasalternativas“A”y“B”respectivamente.

AguaUtilizada(l/km)

PavimentoAsfáltico"A" PavimentoHormigón"B"

600,000 968,600

Tabla5.8:AguaUtilizadadelasAlternativasFuente:PropiacondatosdeSCT

Se observa en la tabla, que la alternativa “A” utiliza 368,000 litros de aguamenosquelaalternativa“B”porkilómetrodecarreteraconstruido,porloquedesdeelpuntodevistadeconsumodeagua,elpavimentoasfálticoesmássosteniblequeelhormigón.5.3.6.MateriasPrimasUtilizadas

Los valores para las materias primas utilizadas de la alternativa “B”, seobtuvieronapartirdelosdatosproporcionadosporIMCYCylaSCT,paracarreterascon10metrosdecoronayespesorde0.32metrosdecarpetadehormigón.

Enlatabla5.9,semuestralosvaloresdelasmateriasprimasutilizadasenlaconstruccióndelascarreterasdehormigón.

MateriasPrimasHormigón Kg/m3 ton/km

MateriasPrimasenSubbase 1250 1875

MateriasPrimasenBase 1200 1440

Cemento 300 960

AgregadoGrueso 1443 4618

AgregadoFino 333 1066

TOTAL 2076 9958

Tabla5.9:MateriasPrimasUtilizadasporelHormigónFuente:PropiacondatosdeIMCYCySCT

94 Capítulo5


Y para la alternativa “A”, los datos se obtuvieron con información Garnica,Delgado y Sandoval (2005), para carreteras de 10metros de corona y carpeta de0.10metrosdeespesor.Losvaloressemuestranenlatabla5.10.

MateriasPrimas

PavimentoAsfáltico(ton/km)

Kg/m3 ton/km

MateriaPrimaenSubbase 1250 2500


CementoAsfáltico 81 81


AgregadoFino 639 639

TOTAL 4106 5596

Tabla5.10:MateriasPrimasUtilizadasporelAsfaltoFuente:PropiacondatosdeIMTySCT

5.3.7.CantidaddeEnergíaConsumida

La cantidad de energía consumida para las dos alternativas, se obtuvo apartir de un estudio comparativo entre el pavimento asfáltico y el pavimento dehormigón,Villegas(2009)(comosecitóenHäkinen&Mäkela,1996). Dichoestudiosellevóacaboparatodoelciclodevidadelacarretera,sibienlos valores pudieran cambiar en función de las condiciones de la obra. (Villegas,2009)Enlatabla5.11semuestranlosresultadosdedichacomparativa.

EnergíanoRenovableGJoules/km

PavimentoAsfáltico 23,000GJ/Km

PavimentodeHormigón 11,000GJ/Km

Tabla5.11:EnergíanoRenovableGJoules/kmFuente:Villegas,2009



Esta comparativamuestra que la energía no renovable consumida por KmexpresadaenGJ,porelpavimentoasfálticoesmásdeldoblequelaconsumidaporelpavimentodeHormigón.Desdelaperspectivadelconsumodeenergíanorenovable,elhormigónesmássosteniblequeelasfalto.5.3.8.MaterialRecicladoUtilizado

De acuerdo al Instituto Mexicano de Transporte IMT en los “Criterios deSostenibilidadparaCarreterasdeMéxico(2014),elusodematerialrecicladoparalaconstruccióndecarreteras,noseconsideracomopartedelcomponentetécnicoenlafasedeconstrucción.

Sinembargo,losespecialistasdelaSCT,queparticiparonenelestudiopara

identificar dichos criterios, consideran en un 87.45% que el uso de materialesreciclados, tiene que formar parte de los indicadores para sostenibilidad decarreterasmexicanas.

A continuación en la tabla 5.12, se muestran los porcentajes del materialrecicladoutilizadopara la elaboraciónde lospavimentosde las alternativas “A” y“B”, por “Texas Departament of Transportation (TxDOT) y aprobado por laAmericanAssociationofStateHighwayandTransportationOfficials(AASHTO).

MaterialRecicladoUtilizado(%) %

PavimentoAsfáltico"A" 30

PavimentodeHormigón"B" 20

Tabla5.12:MaterialRecicladoUtilizadoenlasAlternativasFuente:PropiacondatosdeTexasDepartmentofTransportation(TxDOT)

Comoseobservaenlatablaanterior,elporcentajedematerialesquesepuedenutilizarenlaconstruccióndelacarpetaasfálticaes10%mayorqueelporcentajedelacarpetadehormigón.5.3.9.IsladeCalor

Losvaloresparaesteindicador, fueronobtenidostomandocomoreferenciael estudio realizado por CEMEX, (2008). Este estudio, se basó en la técnica de latermografíainfrarroja.Estatécnicapermitemedirtemperaturasexactasadistancia.

96 Capítulo5


El estudio se realizó en las ciudadesmexicanasdeTijuanayMexicali en el

estado de Baja California, para medir las temperaturas superficiales en asfalto yhormigón.Losresultadosfueronlossiguientes:

En la ciudad de Tijuana, se encontró que la diferencia de temperaturassuperficialesentreelasfaltoyelhormigón,tieneunavariaciónentre3gradosC.y10gradosC.,conunpromediodevariaciónde7gradosC.

En la ciudad de Mexicali, se encontró que la diferencia de temperaturassuperficialesentreelasfaltoyelhormigón,tieneunavariaciónentre3gradosC.y10gradosC.,conunpromediodevariaciónde7gradosC.Enambasciudades,latemperaturamásbajalapresentóelpavimentodehormigón.

La figura5.3muestra lacomparativade lasdosalternativasdepavimentosenlaCiudaddeMéxico.

Figura5.3:Termografíasdepavimentoscontiguosdeasfaltoyhormigón.CiudaddeMéxico

Fuente:CEMEX,2012

Comosepuedeobservarenlafigura,elpavimentodehormigóngeneraunatemperaturapromedio,de9.89grados°Cmenorquelaqueproduceelasfalto.



Los resultados del estudio en Ciudad de México, son congruentes con losalcanzadosenTijuanayMexicali.Enlastresciudades,seencontróqueelhormigónesmássosteniblequeelasfalto.5.3.10.UsodeMaterialesLocales

Paralasalternativasdepavimentoasfálticoydepavimentodehormigón,deacuerdo al inventario de bancos de materiales 2016, elaborado por la SCT, losmaterialespétreosqueseutilizanenlaconstruccióndelascarreteras,provienendelbanco“PasodeOvejas”,ubicadoenlalocalidaddelmismonombre,pertenecientealestadodeVeracruz.Deestebanco,sepuedeextraermaterialparaserusadoen lasubbase,base,asícomoparalaelaboracióndelascarpetasasfálticasydehormigón.

México cuenta con una infraestructura de 6 refinerías para el proceso depetróleo,unadelascualesseencuentraenelmunicipiodeMinatitlánenelestadodeVeracruz.

Asimismo, los productos asfálticos se distribuyen a través de empresasparticularesalolargodelestado,porloqueelabastecimientoparalaconstrucciónnorepresentaningúnproblema.

Para el caso del pavimento de hormigón, se utiliza el cemento Portland, el

cual es extraído en la localidaddeCerroColorado, en elmunicipio deApazapan,localizadoa20minutosdelacarreteraXalapa–ciudaddeVeracruz,enelestadodeVeracruz.

En la siguiente tabla, se muestra el origen de los materiales para la

elaboracióndelospavimentos,objetodeestudioenestatesis.


Asfalto"A Hormigón"B"

BancodeMateriales

FueradelEstadodeVeracruz 0

DentrodelEstadodeVeracruz 10 X X

RefineríadelPetróleo,PlantadeCemento

FueradelEstadodeVeracruz 0

DentrodelEstadodeVeracruz 10 X X

Total= 20 20Tabla5.13:UsodeMaterialesLocalesdelasAlternativas

Fuente:PropiacondatosdeSecretariadeComunicacionesyTransporteSCT

98 Capítulo5


Losmateriales pétreos, los productos asfálticos y el cemento Portland, se

encuentran relativamente cerca de la zona de construcción, por lo que sudisponibilidadnorepresentaningúnproblema,poresarazónseleotorgóelmáximopuntajeaambasalternativas.5.3.11.ConfortAcústico

Losvaloresparaelconfortacústicoparaambasalternativasdepavimentos,sebasanenelestudiorealizadoporLópez,Rangel(2010),enlascarreteras“México-Querétaro” construida a base de hormigón y “Querétaro - San Luis Potosí”construidaconasfalto.Enelestudioseutilizóunsonómetrodeprecisión,calibradodeacuerdoalanormamexicanaNMX-AA-059-1978SonómetrosdePrecisión.

En la tabla5.14semuestraelnivelderuidoendecibeliosconponderación“A”queesutilizadoeneldominiodelruidodeltransporte[dB(A)].

NiveldeRuidoen[dB(A)]porTipodePavimento

PavimentoAsfáltico"A" Hormigón"B"

73 79.6

Tabla5.14:NiveldeRuidoen[dB(A)]porTipodePavimentoFuente:PropiacondatosdelInstitutoMexicanodeTransporte.

Elestudiodemuestraque lospavimentosconstruidosconasfalto,producenmenosruidoencomparacióndelospavimentosdehormigón,alregistrarunvalorde6.6decibeliosdediferencia. 5.3.12.ConfortTécnico

Losparámetrosdelconfort técnico,quese tomanenconsideración para lapresente tesis son: a)Ahorro de combustible y b) El estudio de la seguridad defrenado.

La European Concrete Paving Association (como se citó en Cement

Association of Canada, 2007), valora que el ahorro de combustible de lospavimentosdehormigón,producenunahorroentreel0.8%y6.9%,conunamedia



deahorrode2.35%.Dichoestudiosellevóacaboendiferentestiposdecarreteras,transitadapordiferentesvehículos.

El Instituto Mexicano del Cemento y Concreto (2009) (como se citó en

Portland Cement Association, 1989), realizó un estudio comparativo de ahorroestimadodecombustible,encarreterasdehormigónyasfalto.Losparámetrosdelestudiofueronlossiguientes:

• 15kilómetrosdecarretera,• Tránsitodiariode25,00vehículos

Losresultadossemuestranacontinuación:

TipodeVehículo Porcentajedeltráfico

KilómetrosRecorridosporaño

AhorroEstimadoenCombustible,litros/añoenhormigón

Automóviles 70 102,200 0

CamionetaPickup 12 17,520 227,970

Camiones2ejes 3 4,384 155,575

Camiones3ejes 1 1,458 120,562

Combinacióncamión/trailer 14 20,432 1,933,531

Total 100 2,437,638

Tabla5.15:AhorrodeCombustibleenPavimentosdeHormigóncomparadoconelConsumoenPavimentosdeAsfaltos

Fuente:IMCYC(comosecitóenPCA,1989)

Estatablamuestraqueeltamañoyelpesodelvehículo,tienenunarelacióndirectaconelahorrodelconsumodecombustibleenelpavimentodehormigón.

Con relación a la seguridad del frenado, Carrascón (como se cita enDepartment of General Engineering, University of Illinois, 1989), dice que paraambasalternativasenpavimentossecosymojados,elhormigónfacilitaelfrenado,con6y10segundosdediferenciarespectivamente.

100 Capítulo5


En la tabla 5.16, se muestran los parámetros y grados de cumplimientoutilizadosparaobtenerlapuntuaciónenelconforttécnico,asícomolapuntuaciónfinalalcanzadaporcadaunadelasalternativas.

Paraconstruirestatabla,paraambasalternativasdepavimento,seasignan

10 puntos en ahorro de combustible en automóviles. Esto se debe a que elporcentaje de tráfico de automóviles es elmás grande, representando el 70%deltráficoestudiado porPCA.Ningunaalternativa,representapérdidaconrespectoalaotra.


Asfalto"A" Concreto"B"

AhorrodeCombustible

AhorrodeCombustibleEnVehículosPesados 5

X

AhorrodeCombustibleenAutomóviles 5 X X

SeguridadenelFrenado

MayorTiempodeFrenadoenPavimentoSeco 0 X

MenorTiempodeFrenadoenPavimentoSeco 10 X

MayorTiempodeFrenadoenPavimentoMojado 0 X

MenorTiempodeFrenadoenPavimentoMojado 10 X

Total= 5 30Tabla5.16:PuntuacióndeConfortTécnicodelasAlternativas

Comosepuedeobservarenestatabla,elhormigóntienemejoresparámetros

encuantoalahorrodecombustibleyseguridadenelfrenado.

EvaluaciónMIVES 101


CAPÍTULO6.EVALUACIÓNMIVES6.1.Introducción

Este capítulo tiene como objetivos principales, la ponderación del árbol derequerimientos, definir las formasde las funcionesde valor, la construcciónde latabladeparámetrosdeacuerdoacadafuncióndevalor,queayudaránaevaluarlasostenibilidaddelasalternativasdedosmaterialesutilizadosenlaconstruccióndecarreterasenelestadodeVeracruz,México.

6.2.EvaluacióndeAlternativas Laevaluacióneselpuntodepartida,paraapoyarlatomadedecisionesenlaconstruccióndeunacarreterasostenible.

De esta manera, se evaluarán la alternativa “A”, que es una carreteraconstruidaconpavimentoasfálticoy laalternativa“B”,encuyaconstrucciónsehaempleadocomomaterial,pavimentodehormigón.

Para realizar esta evaluación, se parte de la ponderación de losrequerimientos, criterios e indicadores del árbol de decisión previamenteestablecidos; para posteriormente, continuar con el análisis de valorcorrespondienteacadaramadelmencionadoárbol.6.3.PonderacióndelÁrboldeRequerimientosodeDecisión

Laponderaciónconsisteendarunvalorespecíficoexpresadoenporcentaje,a una rama completa de cadanivel jerárquicodel árbol. Se debedestacar que losindicadoresqueconformanacadanivel,puedenestar integradosconunidadesdemedicióndiferentes,haciendoquesefacilitelacomparativa.

Laponderacióndelárboldedecisiónoderequerimientos,paraelestudiode

las carreteras veracruzanas, objetos de este trabajo, se llevó a cabo aplicando elmétododirecto.Estadecisiónobedeceaque se tratadeunamatriz relativamentepequeñayaquedichaponderación,serealizóconayudadeunexpertoenelámbitodeconstrucción.

102 Capítulo6


A continuación, se muestra el árbol de requerimientos con su respectivosvalores:

Requerimientos Criterios Indicadores

Económico-33% Costes-100%

CosteInicial($/km)-50%

CostesdeMantenimiento($/km)-25%

IncertidumbreRelacionadasconlosCostes-25%

MedioAmbiente-33%

Emisiones-60% CantidaddeCO2(ton/km)-100%

Consumos-30%

AguaUtilizada(l/km)-15%

MateriasPrimasUtilizadas(ton/km)-40%

CantidaddeEnergíaConsumida(J/km)-30%

MaterialRecicladoUtilizado(%/km)-15%

EfectoIslaCalor-10% IncrementoTemperaturaLocal-100%

Social-33%

ImpactoenlaSociedad-30% UsodeMaterialesLocales-100%

SatisfaccióndelUsuario-70%

ConfortAcústico-60%

ConfortTécnico-40%

Tabla6.1:ÁrboldeRequerimientosPonderado

6.4.DefinicióndeIndicadoresysuFuncióndeValor 6.4.1.CosteInicial

Elcoste inicial formapartedel “RequerimientoEconómico”,elcualsemideenmillonesdepesosmexicanosporkilómetrodecarreteraconstruido($/km).Paraestavaloración,seconsideraelcostedesuministrodemateriales,maquinaria,manodeobra,equipoyherramientas.



La funciónqueseproponeparaevaluareste indicador,es lade “DecrecienteConvexa”, lo que significa que a menor coste en la construcción, el valor desatisfaccióneneleje“y”esmayor.Enconsecuencia,alincrementarseelcosteinicialdeconstrucción,elvalordesatisfaccióndisminuye,conloquesepretendemotivarqueelresultadofinal,tratedeestarsiemprelomáscercanoaXmin.

Lafigura6.1,muestralafuncióndevalordelcosteinicial,expresadaeneuros

porkilómetro.

Figura6.1:FuncióndeValordelCostoInicial(€/km)

Los valores mostrados en el capítulo 5 de esta tesis para el coste inicial,

demuestranqueeldelhormigónesde340,000eurosporkilómetro,mientrasqueelcostedelasfaltoesde140,000eurosporkilómetro.

Con base a estos valores, se decide asignar 130,000 euros como valormínimo,conelvalordesatisfacciónmásgrande. Asímismo,seproponen490,000euroscomovalormáximo,teniendounvalordesatisfacciónde0.

Comoseobservaenlagráficaanterior,elpuntodeinflexiónsepresentaen

370,000euros,cantidad queescercana alvalordelhormigón.Esteresultado seinterpreta que cuando se llega a ese valor, la tendencia de la curva empieza acambiar, haciendo que sus valores se estabilicen cerca del valor de satisfacciónmínimo.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

130000170000210000250000290000330000370000410000450000490000

ValordeSatisfacción

€/Km

Puntodein�lexión PuntodeInflexión

104 Capítulo6


Porlotanto,valoresdeesteindicadorqueseencuentrendespuésdelpunto

de inflexión, tienen un índicedevalordesatisfacción nodeseablepara lograr lasostenibilidad.

Paraesteindicador,deacuerdoalafuncióndevalordelafigura6.1,elcoste

delasfaltotieneuníndicedesatisfacciónmayorqueeldelhormigón,porloqueesrecomendablesuusoenlaconstruccióndeunacarreterasostenible

6.4.2.CostedeMantenimiento Al igual que el indicador de “Coste Inicial”, el coste de mantenimiento semideconbasealprecioporkilómetroconstruidodecarretera(euros/km).Elcosteincluye: los materiales necesarios para el mantenimiento, así como el de lamaquinaria,equipoymanodeobra. Lafuncióndevalorpropuestaparaesteindicadores“DecrecienteConvexa”,lacualsemuestraenlafigura6.2.

Deacuerdoalatendenciadeestafunción,cuandoelcostedemantenimientoseincrementa,elvalordesatisfacciónesmenor.

De esta forma, el valor de satisfacción del coste mantenimiento seincrementa,cuandoelcosteseacercaalvalormínimodelindicador.

Figura6.2:FuncióndeValorCostodeMantenimiento(€/km)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

87000 91000 95000 99000 103000 107000 111000 115000 119000 123000

Valord

eSa*sfacción

€/Km

PuntodeInflexión



Para evaluar el coste de mantenimiento, se propone como valor mínimo87,000eurosporkilómetroconstruidoy,comovalormáximo123,000euros.

Puede observarse en la función de valor de la figura 6.2, que el punto de

inflexiónsepresentaen111,000euros,loquesignificaquealrebasarestepunto,loscostesdemantenimiento,tiendenaalcanzarelvalormásbajodesatisfacción.

Deacuerdoalatabla5.4delcapítuloanterior,elhormigóntieneuncostedemantenimientode93,000eurosyelasfaltode110,000euros,porloqueelprimerode estos materiales, tiene un valor de satisfacción mayor y por consiguiente, serecomiendasuusoparaelmantenimientodecarreterasostenible.

El costedemantenimientode las carreteras enMéxico, esde5 años, tantoparalaalternativadehormigóncomoparalaalternativaasfáltica.(IMCYC,2009)6.4.3.IncertidumbreRelacionadaalosCostes Este indicador se evalúa mediante una “Forma de Puntuación”, querepresenta la probabilidad de desviación de los costes por factores externos a laconstrucción de la carretera. Para este fin, se toma en cuenta la posibilidad decambiodepreciosdelasfaltoydelhormigón,ademásdelascondicionesclimáticasdelestadodeVeracruz,lascualespuedenmodificareltiempodeconstrucción. El tipode funcióndevalorpara la “DesviacióndeCostes”, tieneuna forma“Lineal Creciente”. La forma de puntuación representa un aumento proporcionalentreelvalordesatisfacciónyelpuntajedelindicador.

Elanálisisdeesteindicador,estábasadoenunapuntuacióndeacuerdoalosatributosqueposeen losmateriales, loscualessedescribenen la tabla5.6deestatesis.

Losvaloresasignadosalosmateriales vandel0al20.Elhormigóntieneelmáximovalordesatisfacción,debidoaqueseevaluócon20puntos,mientrasqueelasfalto, obtiene un valor de satisfacción de 0.25 al obtener como 5 puntos en laevaluación.

En la figura 6.3, se muestra la función de valor de las incertidumbresrelacionadasconloscostes.

106 Capítulo6


Figura6.3:FuncióndeValorPuntuacióndeIncertidumbresRelacionadasalosCostes

La figura 6.3, demuestra que el hormigón tiene un índice de valor desatisfacciónmayor, esto sedebeprincipalmente a la volatilidadde lospreciosdelasfalto,porloqueesrecomendablesuusoencarreterassostenibles.6.4.4.CantidaddeCO2Producido La cantidaddedióxidode carbonoproducidodurante el ciclodevidade lacarretera, se mide en toneladas por kilómetro construido; es preciso considerartodaslasfasesdelaconstrucciónydemantenimiento.

Lafuncióndevalorpropuestaparavaloraresteindicador,esladenominada“Sdecreciente”.De acuerdoa esta función, los valores cercanos aXmintendránunvalordesatisfacciónelevado,sinembargo,éstosempezaránadisminuir,alpasarelpunto de inflexión, debido a una mayor producción de emisiones de dióxido decarbono(CO2)durantelaconstrucción.Enlafigura6.4,semuestralafuncióndevalorcorrespondiente.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 5 10 15 20

Valord

eSa*sfacción

Puntuación



Figura6.4:FuncióndeValorEmisionesdeCO2(ton/Km)

Lafigura6.4,estácompuestaporlagráficadeemisionesdeCO2,expresadas

enton/Kmysurelaciónconelvalordesatisfacción.Enellasepuedeobservarqueelvalormáximodesatisfacciónporlaemisióndeestegas,seencuentraapartirdelas1,000 toneladas por kilómetro construido y que a partir de las 7,000 toneladasproducidasdedióxidodecarbono,elvalordesatisfacciónestámuycercadel0.

Elpuntodeinflexióndelagráfica,sepresentacuandosealcanzaunvalorde

2,000 toneladas de CO2 /Km; a partir de este punto, las emisiones de este gasempiezanadecrecerrápidamenteyporconsiguientevalordesatisfacción.

Deacuerdoalcomportamientodelafuncióndelagráficaanterior,todoslos

valoresdeCO2quesepresentenantesdelpuntode inflexión, seencuentraneneláreadeseadaparaalcanzarunasostenibilidadelevada,porelcontrario,losvaloresque se presenten hacia la derecha 6500 litros, se encuentran en un área desostenibilidadbaja.

Losvalorespara lasdos alternativasdemateriales son:2,700 toneladasde

CO2 para el hormigón y 6000 toneladas de CO2 para el asfalto. A partir de estainformación,sepuedeconcluirqueelhormigóneslamejoralternativaconrespectoaesteindicador.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

100015002000250030003500400045005000550060006500700075007500

Valord

eSa*sfacción

ton/Km

PuntodeInflexión

108 Capítulo6


Es importante poner énfasis en este indicador, debido a que cuenta con laatencióndelosprincipalesorganismosinternacionalesquebuscansolucionesparapoder reducir las emisiones de CO2 a nivel mundial. El protocolo de Kyoto y el“TratadodeParis”,sondosejemplosdelosesfuerzosinternacionalesqueserealizanparadisminuirlosefectosdelosgasesdetipoinvernaderoenelmedioambiente.6.4.5.AguaUtilizada

Elobjetivodeeste indicador,esmedir lacantidaddeaguaen litros,queesutilizadaporkilómetroconstruido(l/km),entodaslasactividadesrelacionadasconlaconstruccióndelacarretera.

Paravaloraresteindicador,seproponeutilizarunafunción“SDecreciente”,

loquesignificaquevalorescercanosaXmin,tendránunvalordesatisfacciónelevadoCuando se rompa la barrera del punto de inflexión, disminuirá el valor desatisfacción.

Para la funcióndevalordelaguautilizada,seproponenvaloresmínimosymáximos de 450,000 y 1,150,000 litros por kilómetro construido de carretera. Elasfaltoutiliza600,000litros,mientrasqueelhormigón968,600litros.

En la figura 6.5, se muestra el comportamiento del agua utilizada y su

relaciónconelvalordesatisfacciónconloslitros/Kmutilizados.

Elpuntode inflexióndeesta funciónse identificaen550,000 litros, locualsignifica,quetodoslosvaloresantesdeestepunto,tendránvaloresmuycercanosalvalor de satisfacción máximo, por lo que se consideran valores con un índice desostenibilidadalto.Porelcontrario,losvaloresdespuésde1,000,000litrosestánenunazonadesostenibilidadbaja,dondeelvalordesatisfacciónesmuycercanoa0.

6.4.6.MateriasPrimasUtilizadas

El propósito de este indicador es cuantificar el material no recicladoutilizado en la construcción, expresado en toneladas por kilómetro construido decarretera(ton/km).LafuncióndevalorsepresentaenlaFigura6.6.



Figura6.5:FuncióndeValorAguaUtilizada(l/Km)

Lafuncióndevalorpropuestaparaelindicador“MateriasPrimasUtilizadas”,

esdelaforma“Sdecreciente”,porloqueseesperaquesiduranteelprocesodelaconstrucción de la carretera, se utiliza un mayor tonelaje de materias primas norecicladasdespuésdelpuntodeinflexión,elvalordesatisfaccióndisminuye.

Figura6.6:FuncióndeValorMateriasPrimasUtilizadas(ton/Km)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

450000

500000

550000

600000

650000

700000

750000

800000

850000

900000

950000

1000000

1050000

1100000

1150000

Valord

eSa*sfacción

l/Km

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

45005000550060006500700075008000850090009500

10000

10500

11000

11500

Valord

eSa*sfacción

ton/Km

PuntodeInflexión

PuntodeInflexión

110 Capítulo6


Lafigura6.6,muestraquelosvaloresmínimosymáximosdelafunciónson4,500y11,500toneladasdemateriaprimareciclada/Kmrespectivamente.Elpuntodeinflexiónsepresentaen5500ton/km. El valor de satisfacciónpara el asfalto es de 5,600 toneladas,mientras queparaelhormigónesde9,900toneladas.

Estosdatossignificanquelaalternativadeasfaltoestámuycercadelpuntode inflexión, lo que significaría que estámuy cerca de una zona de sostenibilidadelevada,porelotro lado, laalternativadehormigón,seencuentramuycercade lazonaquerepresentaunasostenibilidadbaja.6.4.7.CantidaddeEnergíaConsumida

Laintencióndeesteindicadormedioambiental,escuantificarlacantidaddeenergía consumida, expresada en Joule por kilómetro construido de carretera(J/km).

Paraevaluareste indicador,seutilizauna función“Sdecreciente”,debidoaqueseesperaunrápidodeclivedelvalordesatisfacción,amedidaquesepresenteuna mayor cantidad de energía consumida; al acercarse la cantidad de energíaconsumidaaXmax,elvalordesatisfacciónalcanzael0.(Verfigura6.7)

Figura6.7:FuncióndeValorEnergíaConsumida(GJ/Km)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

5000 7000 9000 11000130001500017000190002100023000250002700029000

Valord

eSa*sfacción

GJ/Km

PuntodeInflexión



En la figura 6.7, se muestra que 5,000 GJ/Km de energía consumida,

representaelvalormínimodesatisfacción.Enelotroextremo,29,000GJ/Km,eselvalormáximodelindicador.

Losvaloresde lasalternativas son11,000GJparaelhormigóny23,000GJ

paraelasfalto,yelpuntodeinflexióndelafuncióndevalorseencuentraen9,000GJporkilómetrodecarreteraconstruido.

Tanto los valores del hormigón como los del asfalto, se encuentran a la

derechadelpuntodeinflexión,esdecir,enunazonaendondelasatisfaccióndelosmateriales está disminuyendo. Sin embargo, en la función de la gráfica se apreciaqueelprimerodeestosmateriales,estámáscercadelainflexióndelacurva,porloquepuedeconsiderarseconunvalordesatisfacciónmayorqueeldelasfalto,queseencuentrancercadeunazonadondelosvaloresdesatisfacciónsoncercanosa0.

Deacuerdoaestosresultados,elhormigónesmássosteniblequeelasfalto,

encuantoalaenergíaconsumidadurantelaconstruccióndelacarretera6.4.8.MaterialRecicladoUtilizado Conesteindicador, sepretendevalorarduranteelprocesodeconstrucciónde la carretera, el porcentaje utilizado de material reciclado, por kilómetro decarreteraconstruido.

Seproponecomofuncióndevalor, la“CóncavaCreciente”,debidoaqueseespera que, si se utiliza una mayor cantidad de material reciclado en laconstruccióndelacarretera,elvalordesatisfacciónseincremente.

En la Figura 6.8, se muestra la función de valor correspondiente a esteindicador.

Para evaluar el material reciclado, se toman como referencia lasrecomendacionesdeTexasDepartmentofTransportationTxDOT.

Este departamento considera pertinente utilizar comomáximo, un 30%de

material reciclado en las carreteras de asfalto y un 20% en las carreteras dehormigón.Conestosporcentajesnosecomprometeladurabilidadyresistenciadelasvíasdecomunicación.

112 Capítulo6


Elvalorde30%seconsideracomoelvalordemáximasatisfacción.

Figura6.8:FuncióndeValorPorcentajedeMaterialReciclado

Elvalordesatisfacciónmínimo(%)queseproponeparaestematerial, esde0,debidoaqueenMéxico,aúnnoespermitidoutilizarmaterialrecicladoenlaconstruccióndecarreteras.

Comosemencionóenelcapítuloanterior,esteindicadorformapartedelosnuevosindicadoresquepiensaimplementarlaSCTdeMéxicoenelfuturo. Lagráficaanteriormuestra, quelasostenibilidaddelasdosalternativasdemateriales, crece constante hasta llegar al 21% de material reciclado, en dondeempiezaelpuntodeinflexión;despuésdeestepunto,elvalordesatisfaccióncrecehastaun30%. De acuerdo a las recomendaciones deTexasDepartment of TransportationTxDOT,elvalordesatisfaccióndelasfalto,esmayorqueladelhormigón,envirtuddequeelvalordeestesegundomaterial,seencuentraantesdelpuntodeinflexión,(20%).

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Valord

eSa*sfacción

%

PuntodeInflexión



6.4.9.IsladeCalor

Para evaluar este indicador, se mide la temperatura que pueden llegar aalcanzarlospavimentosasfálticosylospavimentosdehormigónendíascalurosos.

La forma de la función de valor que se propone es “Convexa Decreciente”,debido a que cuando se presenta una mayor temperatura en la Isla de Calor, esmenorelvalordesatisfacción.

En la figura 6.9, se muestra la función de valor de la Isla de Calor y elcomportamientodelasdosalternativasdemateriales.

Figura6.9:FuncióndeValorEfectoIslaCalor(°C)

ParaelefectodelaIsladeCalor,seproponecomovalormínimo,21gradosCelsius,-estatemperaturaseencuentraenelrangodelatemperaturaambiente-,ycomovalormáximo,66gradosCelsius. Elpuntodeinflexióndelagráficasepresentaa51°C;temperaturaapartirdelacual,losvaloresdesatisfaccióndelasdosalternativas,sonbajosparaobtenercalificacionesfavorablescomomaterialessostenibles.

Losvaloresdecuantificacióndelasfaltoydelhormigónson45y36gradosCelsiusrespectivamente,locualdaunvalordesatisfacciónmayoralaalternativade

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

21 26 31 36 41 46 51 56 61 66

Valord

eSa*sfacción

°C

PuntodeInflexión

114 Capítulo6


hormigón, razón por la cual, este material es más sostenible que el asfalto, conrespectoalindicadorIsladeCalor.

6.4.10.UsodeMaterialesLocales Elobjetivodeesteindicadorderequerimientosocial,espodercuantificarelusodematerialeslocalesparacadaunadelasalternativasdepavimento. Lafuncióndevalorpropuestaesdeltipo“LinealCreciente”,debidoaquealserunindicadorquesemideconunsistemadepuntación,elaumentodelvalordesatisfacción, crecerá de manera proporcional al crecimiento del puntaje delindicador.(Verfigura6.10)

Figura6.10:FuncióndeValorPuntuacióndelUsodeMaterialesLocales

Para este indicador se propone un sistema de puntaje, tomando comoreferencialainformacióndelatabla5.13delcapítuloanteriordeestatesis.Enestatabla,semuestralalocalizacióndelbancodematerialesqueserequiereparacadaalternativa, el lugar en donde se realiza la refinacióndel petróleo -insumoque serequiereparaelaborar el asfalto.Tambiénenesta tabla, se identifica la ciudadendondeseubicalaplantadecemento;insumoqueesnecesarioparalaalternativadehormigón.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 10 20

Valord

eSa*sfacción

Puntuación



Elresultadodelaevaluacióndeestavariable,fuequelasdosalternativasdemateriales, obtuvieron el máximo puntaje y por consiguiente, el mismo valor desatisfacción.

Este resultado se presenta debido a que, todos los materiales que se

requieren para fabricar el hormigón y el asfalto, se localizan en el estado deVeracruz,queeselestadoendondeseencuentranlasdoscarreterasevaluadasenestatesis.6.4.11.ConfortAcústico

Paraevaluareste indicador,que formapartedelcriteriodesatisfaccióndelusuario,setomaencuenta,elniveldedecibeliosatravésdelosañosdelusodelacarretera.

Lafuncióndevalorqueseproponeparaesteindicador, esla “Decreciente

Convexa”,debidoaqueaunmenorvalorenlosdecibelios,elvalordesatisfaccióneneleje“y”esmayor;enconsecuencia,alincrementarselosdecibelios,disminuyeelvalordesatisfacción,(VerFigura6.11).

Figura6.11:FuncióndeValorConfortAcústico[dB(A)]

Paraconstruirlafuncióndevalordelafiguraanterior,seasignacomovalormínimo71decibeliosy,comovalormáximo89decibelios.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

71 73 75 77 79 81 83 85 87 89

Valord

eSa*sfacción

[dB(A)]

PuntodeInflexión

116 Capítulo6


EstosvaloresseproponendeacuerdoaMiraya(S/A)(comosecitóenNoisePollutionClearinghouse), autor que explica que el ruidopor el tránsito vehicularporautopistavadelos70a80decibelios.

Elpuntodeinflexiónquepresentalagráficadelafiguraanterior, esde81decibelios; dato que significa que a partir de este punto, el ruido se acerca almínimodevalordesatisfacción.

Losdatosoficialesparaeltránsitovehicularporautopista,sonqueelruido

paraelasfaltoesde73decibelios,mientrasqueparahormigónsonde79decibelios.Estos datos significan que en la evaluación del indicador “Confort Acústico”, elasfaltotieneunvalordesatisfacciónmayorqueelhormigón.6.4.12.ConfortTécnico El confort técnico se evalúa con un sistema de puntuación, en el que seestudiandosparámetrosparalostiposdepavimento:1.ElAhorrodeCombustibley2.LaSeguridadenelFrenado,(Vertabla5.16). Laevaluaciónserealizaatravésdeunafuncióndevalor“LinealCreciente”,por considerar que el aumento en el valor de satisfacción, es proporcional con elaumentodepuntacióndelindicador.Lafuncióndevalordeesteindicador,semuestraenlafigura6.12.

Deacuerdoa losdatosrecabadosenesta investigación,elhormigóntiene

unvalordesatisfacciónde1,alcumplircontodoslosparámetrosdeconforttécnico,mientrasqueelasfalto,tieneunvalordesatisfaccióncercanaa0.2.

Estos resultados demuestran que de las dos alternativa de materialesevaluados,seprefierealhormigóncomomaterialsostenible.



Figura6.12:FuncióndeValorPuntuacióndelConfortTécnico

6.5.ParámetrosdelosIndicadoresenlasFuncionesdeValor

En la tabla 6.2, se muestran los parámetros físicos de cada uno de losindicadores evaluados en este capítulo, que son la base para construir lasfuncionesdevalorrespectivas.

Endonde:

• Xmax=Abscisadelindicadorquegeneraunvaloriguala1.• Xmin=Eselvalorenabscisas, cuyavaloraciónes igualacero(enelcasode

funcionesdevalorcrecientes).• Ci=Seaproximaalaabscisadelpuntodeinflexión.• Ki=Seaproximaalaordenadadelpuntodeinflexión.• Pi=Esunfactorquedefinesilacurvaescóncava,convexa,linealoconforma

de“S”.Estosparámetrosseexplicanenelcapítulo3deestatesis.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 5 10 15 20 25 30

Valord

eSa*sfacción

Puntuación

118 Capítulo6


Indicador Xmax Xmin C k p

CosteInicial(€/Km) 490,000 130,000 370,000 0.1 3

CostedeMantenimiento(€/Km) 123,000 87,000 111,000 0.15 2.5

IncertidumbreRelacionadaconlosCostes(Puntuación) 30 0 0 0 1

EmisionesdeCO2(ton/km) 7,500 1,000 2,000 0.95 3.5

AguaUtilizada(l/km) 1,150,000 450,000 550,000 0.95 3

MateriasPrimasUtilizadas(ton/km) 11,000 4,000 5,500 0.95 3.5

EnergíaConsumida(GJ/km) 29,000 5,000 9,000 0.95 3

MaterialRecicladoUtilizado(%) 30 0 21 0.8 0.75

IsladeCalor(°C) 66 21 51 0.15 2.5

UsodeMaterialesLocales(Puntuación) 20 0 0 0 1

ConfortAcústico[dB(A)] 89 71 83 0.1 2.5

ConfortTécnico(Puntuación) 30 0 0 0 1

Tabla6.2:ParámetrosfísicosdeIndicadores

6.6.CálculodelÍndicedeValordelasAlternativas De acuerdo a la figura 3.8 de esta tesis, la última etapade lametodologíaMIVES,consisteencalcularcadaniveljerárquicodelárbolderequerimientos,hastallegaralíndicedevalorfinaldelaalternativa.

Las tablas 6.6 y 6.7, muestran los resultados alcanzados en estainvestigación, para el pavimento asfáltico y para el pavimento de hormigónrespectivamente.

Enlatabla6.6,semuestraquedelosrequerimientosevaluados,el“Social”,es el que alcanzó el índice de valor (Iv) mayor, que es de 0.20; seguido delrequerimiento “Económico” con 0.19; finalmente, el requerimiento“Medioambiental”quealcanzóuníndicede0.10.



En la tabla 6.7 titulada Cálculo del Índice de Valor de Pavimento para el

pavimentodeHormigón,alternativa “B”,seapreciaqueelrequerimientoquemásinfluenciatieneenelíndicedevalor(Iv),esel“Social”con0.27;ensegundolugarelrequerimiento de “Medioambiental” con 0.22”; finalmente el requerimientoeconómicocon0.19. Alrealizar lacomparaciónentre los índicesdevalorde lasdosalternativasde pavimento (tabla 6.6 y 6.7), se encuentra que el hormigón posee un índice devalormásalto.

Otrainformaciónquesepuedeobtenerapartirdelastablasmencionadas,lacual es relevante para alcanzar los objetivos de esta tesis, se comentan acontinuación. Ambas alternativas presentan el mismo índice en el requerimiento“Económico”;porconsecuencia,losrequerimientosde“MedioAmbiente”y“Social”,marcanladiferenciaenlaevaluación.

Lafigura6.3,muestralacomparativaentrelosindicadoresdelrequerimientomencionado.

Figura6.3:ComparativaentrelosIndicadoresdelRequerimientoEconómico

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

CosteInicial CostedeMantenimiento

Incer9dumbresCostes

ÍndicedeVa

lor

IndicadoresdelRequerimientoEconómico

PavimentodeAsfalto

PavimentodeHormigón

120 Capítulo6


Enelrequerimiento“Económico”,laprincipalrazónporelcuallosíndicesdevalor son iguales, se debe al menor coste inicial que tiene el asfalto sobre elhormigón, además de ser el indicador que mayor porcentaje posee en elrequerimiento.

El requerimiento que más influencia tuvo en la evaluación a favor del

pavimentodehormigón,eselde“MedioAmbiente”.

Lacomparativaentrelosindicadoresdeesterequerimiento,semuestranenlafigura6.4.

Figura6.4:ComparativaentrelosIndicadoresdelRequerimientodeMedioAmbiente

La diferencia que existe entre las dos alternativas de pavimento en esterequerimiento, se debe a los indicadores de Emisiones de CO2 y la EnergíaConsumida.

Las emisiones de gas al ser el único indicador del criterio de “Emisiones”,tienen un porcentaje del 100%, en un criterio que ocupa el 60% de todo elrequerimiento; la diferencia de emisiones en toneladas por kilómetro construido,entreelhormigónyelasfaltoesmásdeldoble.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

EmisionesdeCO2

Agua

MateriaPrimas

EnergíaConsumida

MaterialReciclado

EfectoIslaCalor

ÍndicedeVa

lor

IndicadoresdelRequerimientodeMedioAmbiente

PavimentodeAsfalto




Estadiferenciasedebeprincipalmentealafabricacióndelcementoasfáltico,endondeseinvolucranlosprocesosdeextracciónyrefinacióndelpetróleo.

Se toma la decisión de dar estos valores expresados en porcentaje, por la

concienciaglobalqueexisteporelimpactoquetienenlasemisionesdedióxidodecarbono,ademásdelaatencióndelosprincipalesorganismosinternacionalescomolaONU,quebuscansolucionesparapoderreducirestasemisionesdegasesdeefectoinvernadero.

Laenergíaconsumidapertenecealcriteriodeconsumos,queeselsegundo

criteriomásgrande,dentrodelrequerimientocon30%.AligualqueenlasemisionesdeCO2,elconsumodeenergíaesmásdeldoble,

porloquelaalternativadehormigón,obtieneunaampliaventajasobreelasfalto.Esteindicadortieneunagranimportancia,debidoaquelamayorpartedela

energía utilizada en el mundo, proviene de combustibles fósiles, ya sea de gasnatural,petróleoocarbón.Estasenergíasproducengasesdeefectoinvernadero.

Otro de los indicadores en donde la alternativa de hormigón es la más

sostenible,esenel“EfectoIslaCalor”.Esteefectoseproduceporelaumentodelatemperaturaenzonasurbanas,loqueocasionaquesedebeutilizarunconsumodeenergíamáselevado,parapoderclimatizarlasciudades. La alternativa de asfalto, demuestra tener capacidad para utilizar unporcentajemásaltodematerialreciclado,permitiendoestaacción,ahorrarrecursoseconómicos,porutilizarlosresiduosdelaconstrucción,asícomotambiénrecursosnaturales como las piedras. Otra ventaja es el consumo de agua por kilómetroconstruido.

Sin embargo, ambos indicadores cuentan con solo un 15% de peso en elcriterio de consumo, haciendo que su valor no tenga un peso trascendental en elresultadofinaldelrequerimiento. Con relación al requerimiento “Social”, ambas alternativas de materialestienenelmáximovalordesatisfacciónenelusodematerialeslocales.Estosedebea que el estado de Veracruz, tiene la suerte de poder contar con una de las seisrefinerías de petróleo que existen en México, además de contar con una plantacementeraybancosdematerialesparalosdostiposdepavimentos.

122 Capítulo6


El pavimento asfáltico tiene ventaja en el confort acústico, pero el nivel deruidodelpavimentodehormigónsepuedereducir,eligiendounacabadoapropiadoenlasuperficie,comoelacabadoescobilladooelagregadoexpuesto. Alevaluarel“ConfortTécnico,seencuentraquelaalternativadepavimentoqueresultaconunamejorevaluaciónesladehormigón,debidoaquelosestudiosdemuestran, que tiene mayor seguridad en el frenado en seco y mojado, lo cualrepresentamayorsatisfacción.Estasatisfacciónsedebeaquesepuedenpresentarmenosaccidentes,durantelostraslados.

En la evaluación de este indicador, también se considera el ahorro de

combustible,apesardequeenlosautomóviles,noexisteunadiferenciadeahorroentrelasdosalternativas.

Enelcasodelosvehículospesados,sisepresentaunahorrodeenergíaentre

los dos tipos de pavimentos. Esto se debe a que en un pavimento de asfalto, lasllantasdeloscochessehundenmásqueenunpavimentodehormigón.

Este fenómeno físico es el responsable de un ahorro de gasolina, lo

suficientementegrande,paraahorrartoneladasdedióxidodecarbonoalaño.Enlafigura6.5,semuestralacomparativadelrequerimiento“Social”.

Figura6.5:ComparativaentrelosIndicadoresdelRequerimientoSocial

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

MaterialesLocales

ConfortAcús9coConfortTécnico

ÍndicedeVa

lor

IndicadoresdelRequerimientoSocial

PavimentodeAsfalto




Esimportanterecordar,queelciclodevidaparalascarreterasmexicanasde

hormigón es de 25 años y para carreteras de asfalto, de 12.5 años. Estos datosdebenentenderseenelsentido,dequeenunperiodode25años,habráindicadorescomo el coste inicial, las emisiones de CO2, materias primas, consumo de agua yenergía, que con seguridad, presentarán un incremento, lo que permitirá quealcancenalosvaloresdelascarreterasdehormigón.

El resultado esperado es que el índice de valor del asfalto se reduzca,

haciendoquelaalternativadepavimentodehormigón,seanaúnmásgrandequelaalternativaasfáltica.

124 Capítulo6


EvaluaciónMIVES JavierPérezMorenoAlvarez 125

RequerimientoAlternativa"A"

Indicadores X Valor PesoIndicador

ÍndicedeValor(Iv)Indicador

Suma PesoCriterio Criterios Iv

Criterio Suma PesoReq.

IvReq Iv

Económico

CostoInicial(€/Km) 140,000 0.95 0.5 0.48

0.59 1 Costes 0.59 0.59 0.33 0.19

0.50

CostodeMantenimiento

(€/Km)110,000 0.2 0.25 0.05

IncertidumbresconlosCostes(Puntuación)

5 0.25 0.25 0.06

MedioAmbiental

EmisionesdeCO2(ton/Km) 6000 0.17 1 0.17 0.17 0.6 Emisiones 0.10

0.32 0.33 0.10

AguaUtilizada(l/Km) 600,000 0.9 0.15 0.14

0.67 0.3 Consumos 0.20

MateriasPrimasUtilizadas(ton/Km)

5600 0.85 0.4 0.34

EnergíaConsumida(GJ/Km)

23,000 0.15 0.3 0.05

MaterialReciclado

Utilizado(%)30 1 0.15 0.15

EfectoIslaCalor(°C) 45 0.15 1 0.15 0.15 0.1

IncrementoTemp.Local

0.02

Social


(Puntuación)20 1 1 1 1 0.3 Impactoen

laSociedad 0.3

0.61 0.33 0.20ConfortAcústico[dB(A)] 73 0.85 0.4 0.34

0.44 0.7 SatisfaccióndelUsuario 0.31

ConfortTécnico(Puntuación) 10 0.17 0.6 0.10

Tabla6.6:CálculodelÍndicedeValorparaelPavimentodeAsfalto:alternativa“A”

126 EstudioComparativodeSostenibilidadenCarreterasMexicanas Capítulo6

EvaluaciónMIVES JavierPérezMorenoAlvarez 127

Alternativa"B"

Indicadores X Valor PesoIndicador

ÍndicedeValor(Iv)Indicador

Suma PesoCriterio Criterios Iv

Criterio Suma PesoReq.

IvReq. Iv

Económico

CostoInicial(€/Km) 340,000 0.2 0.5 0.10

0.56 1 Costes 0.56 0.56 0.33 0.19

0.68

CostodeMantenimiento

(€/Km)93,000 0.85 0.25 0.21

IncertidumbresconlosCostes

(Puntuación)30 1 0.25 0.25

MedioAmbiental

EmisionesdeCO2(ton/Km) 2700 0.8 1 0.8 0.8 0.6 Emisiones 0.48

0.66 0.33 0.22

AguaUtilizada(l/Km) 970,000 0.15 0.15 0.02

0.42 0.3 Consumos 0.13

MateriasPrimasUtilizadas(ton/Km) 9,900 0.05 0.4 0.02

EnergíaConsumida(GJ/Km) 11,000 0.85 0.3 0.26

MaterialRecicladoUtilizado(%) 20 0.8 0.15 0.12

EfectoIslaCalor(°C) 36 0.5 1 0.5 0.5 0.1 IncrementoTemp.Local 0.05

Social

UsodeMaterialesLocales(Puntuación) 20 1 1 1 1 0.3 Impactoenla

Sociedad 0.3

0.83 0.33 0.27ConfortAcústico[dB(A)] 79 0.4 0.4 0.16

0.76 0.7 SatisfaccióndelUsuario 0.53

ConfortTécnico(Puntuación) 30 1 0.6 0.6

Tabla6.7:CálculodelÍndicedeValordePavimentoparaelpavimentodeHormigón,alternativa“B”

128 EstudioComparativodeSostenibilidadenCarreterasMexicanas Capítulo6

Conclusiones 129


CAPÍTULO7.CONCLUSIONES Enestatesisdemaster,serealizaunaevaluaciónentreelpavimentoasfálticoy el pavimento de hormigón, con el propósito de encontrar la alternativa mássostenibleendoscarreterasenelestadodeVeracruzenMéxico;yasícontinuarconlos esfuerzos de las organizaciones mundiales y en particular, del gobiernomexicano,paraalcanzarundesarrollosostenible.

DebidoaquelascarreterasqueseevalúanestánubicadasenMéxico,los12indicadores utilizados en esta tesis para el análisis de las alternativas, fueronseleccionadosprincipalmentede los44 criteriosde sostenibilidadpara carreterasdeestepaís,elaboradosporelInstitutoMexicanodelTransporte.Seseleccionaronaquellos criterios, que tienenuna relacióndirecta con la sostenibilidadde las dosalternativasdepavimentosevaluados:hormigónyasfalto.

Conlaevaluaciónrealizadaseobtienenlassiguientesconclusiones:

• ElmétodoMIVESresultaunaherramientaútilparaevaluarlasostenibilidad

de los pavimentos, utilizados en cualquier etapa del ciclo de vida de unacarretera, pues ha permitido considerar de forma objetiva los distintosaspectosqueintervienenenlaevaluacióndelasostenibilidad.

• Losresultadosobtenidosponendemanifiestoquelasdimensionesdelasub-base,base,ycarpetatienenrelacióndirectaconvariosindicadoresesenciales(ej.,costeinicialymantenimiento,emisionesdeCO2,consumodeenergía)y,por tanto, deben ser integrados en el análisis de la sección transversal delfirme independientemente si la capa resistente superior es de naturalezaasfálticaocementicia.

• Se concluye, en base también a los resultados derivados del análisis de

sostenibilidad,que laalternativamássostenibleparael tramodecarreteraveracruzanaes laejecutadacon pavimentodehormigón.El requerimientoeconómico presenta satisfacciones similares; sin embargo, losrequerimientos sociales y ambientales han resultado tener una mejorrespuestaenlaalternativadehormigón.

130 Capítulo7


Referencias 131


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UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA · La evaluación se lleva a cabo en un kilómetro de dos carreteras, las cuales se localizan en el estado de Veracruz, México. Una de estas