INTERNATIONAL SEMINAR LONG TUNNELS

Transcripción

1 INTERNATIONAL SEMINAR LONG TUNNELS Desafío para el Diseño, Construcción y Operación Challenges for Design, Construction and Operation Optimización de la Operación, Actividades de Mantenimiento y Costos para Túneles Viales basados en la Experiencia Jørgen Holst COWI A/S Copenhague - Dinamarca 17, 18 y 19 de Octubre 2012 Santiago, Chile PIARC CHILE 1

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3 Introducción Objetivos para la presentación: Para resaltar las ideas y los principios detrás de la implementación de un sistema moderno de gestión sistemática para túneles de carretera para: Optimizar el operación/funcionamiento y las actividades de mantenimiento y costo Asegurar el tráfico cotidiano en todo momento Garantizar la seguridad y nivel de servicio para los usuarios como definido en el Concepto de la Seguridad Garantizar una óptima vida útil de estructuras e instalaciones como hecho en el diseño del túnel Bases para la presentación: Experiencia práctica de Dinamarca durante más de 40 años en el ambiente agresivo (puentes y túneles) Experiencia práctica de muchos otros países en todo el mundo con implementación de sistemas de gestión durante más que 30 años (puentes y túneles) Experiencia internacional en Operación y Mantenimiento, reparación y diseño de la vida útil de la PIARC e intercambio de conocimientos entra las Autoridades viales de Escandinavia 3

4 Costos de Operación y Mantenimiento: Experiencia 4

5 Definiciones - Ejemplos Operación y obras de servicio: 1. Para garantizar la seguridad y transitabilidad / capacidad para el tráfico diario en base a estándares aceptados y aprobados, códigos y guías incluidas las autoridades viales y sus estrategias elegidas para la Operación y Manteniemiento. Obras de Mantenimiento: 1. Obras preventivas y correctivas incluyendo raparación y reemplazo menor de componentes para estructuras e instalaciones (M&E) Obras menores de reparación: 1. Planificado/agudo/trabajos de emergencia. Duración de 1 4 semanas normalmente. Economia: millones de U$. Obras mayores de reparación: 1. Obras siempre planificadas. Datos de inspecciones principales e especiales. La estrategia elegida está óptimizada. Economia: Varía ( 5 20 % de los costos de una nueva construcción) 5

6 Operación y Mantenimiento basada en experiencia Años de experiencia aplicado y utilizando un enfoque sistemático de Operación y Mantenimiento (O&M) incluida la reparación, rehabilitación y reemplazo de instalaciones y estructuras da base para: Evaluación de condición real Estimar una vida residual confiable para elementos y componentes del túnel Consideraciones por la vida útil realista se utilizan constantemente durante: Hacer presupuestos y cálculos de estrategias óptimas para: Actividades de Operación y Mantenimiento Obras de reparación Obras de rehabilitación / reemplazo Considerando los costos generales de la vida útil de cada estrategia conduce a una optimización técnico económico durante un período de tiempo pre - determinado 6

7 Planificación de Operación y Actividades de Mantenimiento Componentes principales para un buen sistema de monitoreo técnico económico utilizado para planificación de O& M son: 1. Definir, establecer e implementar un sistema de inspección 2. Desarrollar e implementar un sistema de gestión de túnel (TMS) para la planificación sistemática de O&M 3. Integrar un sistema SCADA (monitoreo) Resultatdo/Salida: Necesidades de operación y mantenimiento Necesidades de reparación y reemplazo Predicción de deterioro y consecuencias Opciones de reparación Calificación y Optimización de recursos limitados Estimación de costos y presupuestos generales 7

8 Tipo de Inspección Inspección del Sobrestante / el Caminero Inspección Rutinaria Inspección Principal Inspección Especial 8

9 Inspección de estructuras e instalaciones Tipos (Hay más información en el articulo) Inspección del Sobrestante / el Caminero: Inspección visual diariamente/semanalmente de su caminonetta Inspección de falla o daño agudo Inspección Rutinaria: Inspección mensual/trimestral durante la ejecución de las obras de mantenimiento preventivo y planificado Verificación y control de la functionalidad y la condición de todos los componentes Inspección Principal: Ser llevada a cabo con intervalos predefinidos de entra 1 5 años (dependiendo de la condición) de todas las estructuras ( y las instalaciones si es necesario) Inspección visual con Ingenieros calificados y experimentados Inspeccion Especial: Ser llevada a cabo por especialistas como supplemento a la inspección principal. Utilización de equipo especial. Estrategias y recomendaciones. 9

10 Componentes de un Sistema de Gestión: PIARC 10

11 Proceso del Sistema de Gestión de Túnel: PIARC 11

12 Sistema de Gestión de Túnel y Puentes 12

13 Historia Danesa: BMS/TMS para Puentes y Túneles Sistema DOS, usuario único (Dataflex) Ferrocarril del Estado de Dinamarca Departemento de Carreteras (DOH), Tailandia Sistema DOS, Multiusuario (Oracle) Ferrocarril del Estado de Tailandés (SRT), Tailandia Ferrocarril Malayo, Malaysia Sistema Windows (incluyendo GIS), Multiusuario (Oracle) Administración de Transporte Terrestre, Singapore Ministro del Transporte Público, España Dirección Nacional de Vialidad, Uruguay Ministro de Transporte, Iran Sistema basado en WEB Gestión de Infraestructura y Mantenimiento del Sistema (IMMS) 2001 Versiones de Danbro (hecho a la medida) implementadas en: China (Guangdong, 1994), Indonesia, Tailandia, Laos, Arabia Saudita, Irlanda, Croacia, Alemania (Hamburgo), México, Colombia, Honduras, Peru, Zambia, Kenya, Lebanon 13

14 TMS integrado en el sistema de monitoreo SCADA Monitoreo de tráfico diario garantizando la seguridad del tráfico 24 horas todo el año 14

15 Operación y Mantenimiento planificada sistemática de Túneles: PIARC 15

16 Frecuencia de Planeación de Actividades de Operación y Mantenimiento - Experiencia Limpiado y lavado mensual o bimestral del Túnel (6 12 veces por año ~ aspecto de Seguridad, Túnel urbano) Operación trimestral ordinaria y las actividades de mantenimiento rutinario incluida la Inspección Rutinaria de todos los componentes principales Inspección Principal de todas las estructuras y componentes de M&E al cabo de 5 años o menos Inspección Especial cuando sea necesaria 16

17 Reparación Menor de Estructuras e Instalaciones: Experiencia Reparación menor y obras de Rehabilitación: Proyecto planeado y limitado con una duración de unas pocas semanas normalmente Presupestos de 0.1 a 0.5 millones de Euros (a definir en cada caso) Obras iniciadas en un poco tiempo después de la inauguración (como sopresa para muchos) Obras típicas: Pavimento Juntas (corrosión, inyección, goma de defecto) Paredes y techos (infiltración de agua, obras de inyección) Edificio/construcción (techo), UPS, baterías SOS cabinas y su equipo etc. Bombas, drenaje, los suministros de agua etc. 17

18 Reparación Menor Obras de Inyección en Túneles Experiencia - Ejemplo 18

19 Reparación Mayor de Estructuras e Instalaciones: Experiencia Reparación mayor de estructuras: Preveé obras para ser planeado y optimizado (datos de inspección) Presupuestos: 5 20 % de los costos de construcción Más probable que aparezca después de años en funcionamiento Reparación mayor / reemplazo de obras M & E (Instalaciones): Obras previstas para ser planificadas y optimizadas (datos de inspección) Inicia 5 10 años después de la inauguración Llevar a cabo óptimo mantenimiento preventivo puede aplazar reemplazos hasta años de uso 19

20 Reparaciónes Mayores de Estructuras y Instalaciónes: Experiencia - Ejemplo Túnel imerso, 2 tubos, 3 carriles cada uno Inaugurado en 1969 Aalborg, Dinamarca Longitud 945 m, AADT ~ vehiculos/día Rehabilitada (después ~ 25 años) Postensado de la estructura del túnel Reemplazo/rehabilitación de su M&E + ITS Los costos de reparación: 30 millones de Euros (indices de precios1997) ~ 20 % de los costos de construcción de un túnel nuevo 20

21 Estrategias de Reparación: Optimización Económica Parte de informes técnicos de Inspección Especial 1. Hacer una reparación muy profunda del túnel a condición "tan bueno como nuevo" 2. Hacer algunas reparaciones superficiales ahora con el fin de aplazar el tiempo para la reparación mayor/ reemplazo 3. No hacer nada ahora, esperar hasta que el túnel ya no esté seguro para su uso, y luego para reemplazar con una estructura nueva Optimización de los fondos se realiza mediante el uso de: " EL MÈTODO DE VALOR ACTUAL NETO (NPV Method)" para cada estrategia y luego comparar los resultados (uso del PC para los cálculos: módulo de optimización) La estrategia con el menor valor presente neto es la estrategia óptima económica Presupuesto limitado: posponer las obras un año que es más barato para la sociedad a posponer (aumento de la NPV es menor comparando las estrategias a nivel de la red federal) 21

22 Los parámetros en el Método de Valor Presente Neto Costos de reparación y usuario, I Estrategias de reparación (máx. 3) La vida útil de los elementos estructurales Horizonte de tiempo (máximo 25 años) El valor residual Tiempo para la reparación, n El valor de descuento, r (7%) El valor actual I es la cantidad de dinero que debe I ser depositado en el Banco n hoy para cubrir ( 1 r) n un costo que será exigible en el momento de la reparación se lleva a cabo 22

23 Costos directos e indirectos utilizados en el proceso de optimización Los costos de reparación (costos directos) incluyendo los costos para la contratista, ingenieros consultores, clientes y los costos adicionales con el tiempo Los costos de los usuarios y los costos adicionales relacionados con la sociedad (costos indirectos), por ejemplo, como demoras en el tránsito, el uso insuficiente de la construcción etc. Los costos de operación y mantenimiento (costos directos) que tienen una influencia significativa en la elección de la estrategia de reparación 23

24 Hoja de estrategia 24

25 Costo de distribución basado en la experiencia Costos de la Vida Útil (Life Cycle Costs, LCC) Costos normales de O&M por año como porcentaje de los costos de construcción: % (1 10/15 años) % (10/15 25 años) o más después del años Distribución de los costos en los grupos : Energía y Suministro de Energía Eléctrica (25 %) Limpieza y lavado del Túnel (15 %) Los operadores, consultores, personal 24 horas, la tripulación de emergencia (10 %) Obras de mantenimiento preventivo (45 %) Mantenimiento correctivo y el impacto de los accidentes e incidentes (5 %) + Los costos adicionales para la reparación menor de estructuras y obras de M&E + Los costos para reparación mayor / rehabilitación / reemplazo de las estructuras y M&E Algunas ejemplos de los costos totales de O&M: Costos para el Dueño durante 100 años como vida útil de diseño para un túnel urbano: de los costos de construccíon (Valor Presente Neto) Costos para el Dueño durante 125 años como vida útil de diseño para un túnel urbano: de los costos de construccíon (Valor Presente Neto Experiencia de estudio de EU (COST 345) verificar estas cifras La curva de PIARC verificar tambíen estas cifras 25

26 Comparación de costos para Tuneles/Puentes: Experiencia Los costos esperados de todo la vide útil para túneles demuestran que: 1. Para la Operación y Mantenimiento: 2 5 veces los costos de los puentes debido más instalaciones de M&E principalmente en las mismas condiciones (Valor Presente Neto) 2. Para las obras menores y mayores de reparacíon, se muestra ser el mismo nivel durante toda la vida útil en las mismas condiciones (Valor Presente Neto) 26

27 Consideraciones de la vida útil de estructuras Experiencia después una reparación - ejemplo 27

28 Consideraciones de la vida útil de instalaciones Experiencia después una reparación - ejemplo 28

29 Consideraciones generales de vida útil BD 78/99 Ejemplos Ventilación: Ventiladores de chorro 18 años Drenaje: Bombas 15 años Para combatir el fuego: Tomas de agua 28 años (Hydrants) Sistemas de rociadores 20 años (sprinklers) Sistemas de comunicación años Los paneles del túnel (hecho de acero inoxidable) 35 años Equipo eléctrico: Switchgear 20 años Generadores de diesel 20 años UPS y las batterías 15 años Iluminación 20 años PC y los sistemas de PLC 15 años CCTV: Cámeras 15 años Monitores 10 años Equipos de control 20 años Sistemas para monitorar y controlar el tráfico (signos y las señales) años 29

30 Parámetros que pueden tener impactos de la vida útil Ejemplos Es la experiencia que algunas factores pueden tener influencia en la consideración de la vida útil y costos para O&M: pero no necesariamente (la necesidad es siempre la misma sin o con presupuesto). El volumen del tránsito y su composicíon El volumen de transportes pesados (% HGV) El túnel está ubicado como urbano / rural El túnel está al fondo del mar o ensima del terreno El medio ambiente y su agresividad El clima, humidad, temperatura etc. Usando sal durante el envierno La estrategia del dueño de O&M Tipo del túnel (C&C, IMT, D&B, NATM, SCL) 30

31 Recomendaciones para el presupuesto - Experiencia Presupuestos a corto plazo: 1 año y 5/10 años (se ajusta cada año basado en la experiencia durante el año fiscal en cuestión) Presupuesto a largo plazo: 25 años (máximo 25 años debido la inseguridad de los parámetros y datos, vale y no vale) Reparaciones mayores para ser optimizado desde el establecimiento de estrategias de reparación y el uso del Método de Cálculo de Valor Actual Neto Es beneficio económico para llevar a cabo el mantenimiento preventivo en lugar de reparar o reemplazar los componentes = Esto require información puesta al día sobre los recursos necesarios, las condiciones reales etc. 31

32 Conclusiones de Experiencia Implementación de una bien organizada, sistemática y planificada sistema para operación y mantenimiento se asegurará de: Costo-efectividad en todos las actividades de O&M por optimización de las obras preventivas y reducción de la cantidad de obras correctivo a un minimo Optimizar la vida útil esperada para estructuras y instalaciones minimizando costos de reparación Minimizar el impacto, influencia y cualquier peturbación en el flujo de tráfico normal durante O&M Aspectos de seguridad para usuarios de carretera son atendidos de la manera más óptima reduciendo accidentes Operation and Management of Road Tunnels, PIARC

33 Final de la presentación Gracias por su atención 33