Optimización del proceso de explotación de canteras en la carretera Canta - Huayllay

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TRABAJO DE SUFICIENCIA PROFESIONAL

“OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE EXPLOTACIÓN DE

CANTERAS EN LA CARRETERA CANTA – HUAYLLAY”

PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE

INGENIERO CIVIL

ELABORADO POR

JOEL JESÚS VILLADEZA VILLAVICENCIO

ASESOR

M.Sc. Ing. Edwin Wilder Apolinario Morales

Lima - Perú

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© 2018, Universidad Nacional de Ingeniería. Todos los derechos reservados. “El autor autoriza a la UNI a reproducir el Trabajo de Suficiencia Profesional en su totalidad o en parte, con fines estrictamente académicos.”

Villadeza Villavicencio, Joel Jesús [email protected]

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ÍNDICE

Pág. RESUMEN 4

ABSTRACT 6

PRÓLOGO 8

LISTA DE CUADROS 9

LISTA DE FIGURAS 16

LISTA DE TABLAS 22

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN 23

1.1 ANTECEDENTES REFERENCIALES 23

1.1.1 Carretera Canta – Huayllay 27

1.2 PLANTEAMIENTO DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA 34

1.2.1 Problema General 34

1.2.2 Problema Específico 35

1.3 OBJETIVOS 35

1.3.1 Objetivo General 36

1.3.2 Objetivos Específicos 36

1.4 NORMATIVIDAD PARA LA CONSTRUCCIÓN DE

CARRETERAS 37

1.4.1 Normas para la Protección y Preservación del Medio Ambiente 39

1.4.2 Normas para la Salud y Seguridad Laboral 41

1.4.3 Normas Socio Culturales 42

1.4.4 Normas de Seguridad Vial 43

1.4.5 Normas Contractuales, de Procedimiento y de Control 44

CAPÍTULO II: FUNDAMENTO TEÓRICO 45

2.1 PRINCIPALES PROCESOS EN LA CONSTRUCCIÓN

DE CARRETERAS 45

2.1.1 Introducción a la Construcción de Carreteras 45

2.1.2 Principales Procesos en la Construcción de Carreteras 49

2.2 INTRODUCCION A LA EXPLOTACIÓN DE CANTERAS 61

2.2.1 Reseña Histórica 61

2.2.2 Definiciones de Cantera 62

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2.2.4 Diseño y Operación de Canteras 69

2.2.5 Parámetros de una Cantera 71

2.3 PROCESOS EN LA EXPLOTACIÓN DE CANTERAS 74 2.3.1 Etapa de Exploración 75 2.3.2 Etapa de Explotación 76 CAPÍTULO III: ESTUDIO DESCRIPTIVO DEL PROCESO 86 3.1 ANÁLISIS DE LOS PROCESOS EN LA EXPLOTACIÓN DE CANTERAS 86 3.1.1 Proceso de Desbroce 94 3.1.2 Proceso de Extracción 99 3.1.3 Proceso de Transporte Interno 112

3.1.4 Proceso de Clasificación y Procesamiento del Material 120

3.1.5 Proceso de Almacenamiento 139

3.1.6 Proceso de Conformación y Cierre 143

3.2 PRODUCTIVIDAD DE LOS PROCESOS EN LA EXPLOTACIÓN DE CANTERAS 148

3.2.1 Introducción 148

3.2.2 Análisis de Productividad de la Extracción 161

3.2.3 Análisis de Productividad del Transporte Interno 165

3.2.4 Análisis de Productividad de la Clasificación y Procesamiento del Material 166

CAPÍTULO IV: OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO 177

4.1 ESTADO ACTUAL DEL PROCESO DEL PROCESO DE EXPLOTACIÓN 177

4.1.1 Definición de la Situación Actual 177

4.2 CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE PRODUCCIÓN ACTUAL 183

4.2.2 Características Técnicas, Económicas y Contractuales del Sistema de Explotación Actual 184

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4.3 OPTIMIZACION DEL SISTEMA DE PRODUCCIÓN PARA

LA EXPLOTACIÓN DE CANTERAS 224

4.3.2 Modelo de Optimización para la Explotación de la Cantera N°4 227

CONCLUSIONES 238

RECOMENDACIONES 242

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 245

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RESUMEN

El presente trabajo de Suficiencia Profesional titulado “Optimización del Proceso

de Explotación de Canteras en la Carretera Canta – Huayllay”, describe los procesos involucrados en la explotación de canteras, analiza la productividad de dichos procesos y determina sus efectos técnicos, económicos y contractuales dentro del proyecto vial.

Dicho trabajo está enmarcado en cuatro capítulos los cuales se describen a continuación:

En el capítulo I, se exponen los antecedentes de la carretera Canta – Huayllay, en la cual cabe señalar que se trata del primer contrato de Mejoramiento, Rehabilitación y Conservación por Niveles de Servicio. Se describe las características técnicas (topografía, pavimentos, estructuras, etc.), la situación actual del proyecto vial y las condiciones contractuales (alcance, oferta económica, sistema de contratación, plazo, etc.). Adicionalmente se trata la problemática actual en la construcción de carreteras.

En el capítulo II, se exponen las definiciones y conceptos básicos y necesarios para la construcción de una carretera y, subsecuente, la explotación de una cantera. Se describen los principales procesos en la construcción de carreteras, agrupados por áreas de producción (movimiento de tierras, canteras, pavimentos, obras de arte y drenaje, transporte). Se trata a detalle la explotación de canteras, su clasificación, su diseño, su operación y sus parámetros geométricos. Asimismo se definen los procesos involucrados en la etapa de ejecución (desbroce, extracción, transporte interno, clasificación y procesamiento del material, almacenamiento, conformación y cierre), la cual implica directamente el ciclo de producción de agregados, los cuales, en sus diversas formas, se han usado desde siempre en aplicaciones muy variadas en las obras de construcción.

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para concreto, arena para asfalto y piedra para asfalto). Asimismo se estudia la productividad de los procesos que conforman la explotación de Cantera N°4, primeramente con la determinación de los rendimientos teóricos de los equipos de extracción, perforación y voladura, transporte, zarandeo y chancado; seguidamente se analiza cada uno de los procesos productivos (extracción de material integral, transporte interno de material integral, zarandeo de material integral, chancado y zarandeo de subbase granular, base granular, material filtrante, piedra para concreto, arena para asfalto y piedra para asfalto), cuyo soporte son los controles de producción e inventarios, los controles de equipos y los controles de costos; realizados desde el inicio de explotación de la Cantera N°4 hasta el término de la misma.

En el capítulo IV, se expone el estado actual de los procesos que conforman la explotación de la Cantera N°4 (desbroce, extracción, transporte interno, clasificación y procesamiento de material, almacenamiento y cierre), las características técnicas (métodos de producción, volúmenes de producción, rendimientos, eficiencia del proceso), económicas (costos totales, costos unitarios de producción) y contractuales (partidas contractuales, adicionales de obra, variación de costos unitarios). Asimismo se determina el impacto de la explotación de la Cantera N°4 en la ejecución de la Carretera Canta – Huayllay, tanto en costo como en plazo.

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ABSTRACT

The present work of Professional Sufficiency titled "Optimization of the Process of Exploitation of Quarries in the Canta - Huayllay Road", describes the processes involved in the exploitation of quarries, analyzes the productivity of the processes and determines their technical, economic and contractual effects within the road project.

This work is framed in four chapters which are described below:

In chapter I, the background of the Canta - Huayllay Road is exposed, in which it should be noted that it is the first contract for Improvement, Rehabilitation and Conservation by Levels of Service. It describes the technical characteristics (topography, pavements, structures, etc.), the current situation of the road project and the contractual conditions (scope, economic offer, contracting system, term, etc.). Additionally, the current problems in road construction are discussed.

In chapter II, the basic and necessary definitions and concepts for the construction of a road and, subsequently, the exploitation of a quarry are exposed. The main processes in road construction are described, grouped by production areas (earthworks, quarries, pavements, works of art and drainage, transportation). The exploitation of quarries, their classification, their design, their operation and their geometric parameters are dealt with in detail. Likewise, the processes involved in the execution stage (clearing, extraction, internal transport, classification and processing of material, storage, conformation and closure) are defined, which directly implies the production cycle of aggregates, which, in their various forms, they have been used since always in very varied applications in the construction works.

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theoretical performance of extraction, drilling and blasting, transport, screening and crushing equipment; then each of the production processes is analyzed (extraction of integral material, internal transportation of integral material, screening of integral material, crushing and screening of granular subbase, granular base, filtering material, concrete stone, asphalt sand and asphalt stone), whose support is production and stock controls, equipment controls and cost controls; made from the start of exploitation of the Quarry No. 4 until the end of it.

In chapter IV, the current state of the processes that are part of the exploitation of Quarry No. 4 (clearing, extraction, internal transportation, classification and processing of material, storage and closure), the technical characteristics (production methods, production volumes, performances, efficiency of the process), economic (total costs, unit costs of production) and contractual (contractual items, additional works, variation of unit costs). Likewise, the impact of the exploitation of Quarry No. 4 in the execution of the Canta - Huayllay Road, both in cost and time, is determined.

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PRÓLOGO

Tengo el agrado de presentar el Trabajo de Suficiencia Profesional, denominado “Optimización en la Explotación de Canteras de la Carretera Canta - Huayllay”, cuyo autor es un destacado egresado en el campo de la infraestructura vial, de nuestra casa de estudios.

El tema desarrollado es parte del proceso de la construcción de carreteras, está relacionado con la obtención de los agregados, con un proceso de optimización en la explotación de canteras, considerando la cantidad y calidad de los materiales, además los tiempos, que tienen impacto en los costos y cumplimiento de los plazos.

En primer lugar, señalar que el trabajo recoge toda la experiencia obtenida por el autor, durante el tiempo que viene laborando en obras de infraestructura vial, la cual comparte en el presente trabajo, enmarcada en cuatro capítulos: el primero trata sobre el proyecto vial ejecutado como es la carretera Canta – Huayllay, en la cual se aplicó el tema desarrollado y la normativa vigente ; el segundo considera el aspecto teórico de la construcción de carreteras y todo lo relacionado a la explotación de canteras; el tercero describe ampliamente cada proceso inmerso en la explotación de la cantera, así como la productividad de cada uno de ellos; y el último, analiza las características técnicas, económicas y contractuales de cada uno de los procesos productivos que conformaron la explotación de la cantera, así como los impactos, tanto en costo como en plazo, en la ejecución del proyecto vial.

Considero que el trabajo desarrollado tiene mucha calidad profesional y será una fuente confiable para la estimación de los costos de explotación de canteras y de cada uno de los procesos productivos que la conforman, en la etapa de estudios, ejecución, además será utilizado como material de consulta para estudiantes, egresados, consultores, contratistas y demás interesados.

Como asesor del presente trabajo, felicito a su autor por expresar su experiencia profesional con mucho aporte a la ingeniería civil.

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LISTA DE CUADROS

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN

Cuadro N°1.1 Tramos de carretera comprendidos en el corredor vial…… 25 Cuadro N°1.2 . Ubicación por tramos de la carretera Canta – Huayllay…...27 Cuadro N°1.3 . Diseño del pavimento para la carretera

Canta – Huayllay.. ... ... ... ... ... ... ... 31 Cuadro N°1.4 . Situación actual del Corredor Vial Lima - Canta –

Huayllay – Dv. Cochamarca – Empalme PE-3N...32 Cuadro N°1.5 . Oferta económica del Contratista – Consorcio

Vial Huayllay………..33 Cuadro N°1.6 . Normas que rigen las Contrataciones del Estado………….38 Cuadro N°1.7 . Normas ambientales que rigen las Contrataciones

del Estado………..38 Cuadro N°1.8 . Normas para la protección y preservación del

medio ambiente……… 39 Cuadro N°1.9 . Normas de carácter ambiental de alcance nacional ……… 40 Cuadro N°1.10 Normas de salud y seguridad laboral……… 41 Cuadro N°1.11 Normas de carácter social y cultural………..42 Cuadro N°1.12 Normas de seguridad vial………43 Cuadro N°1.13 Normas de carácter contractual, procedimientos

y control………..44

CAPÍTULO II: FUNDAMENTO TEÓRICO

Cuadro N°2.1 . Etapa exploratoria de una cantera………. 75

CAPÍTULO III: ESTUDIO DESCRIPTIVO DEL PROCESO

Cuadro N°3.1 Potencia neta de la cantera N°4 –

área N°1 km 36+850 ... ... ... ... ... ... ... 88 Cuadro N°3.2 . Potencia neta de la cantera N°4 –

área N°2 km 37+500…. ... ... ... ... ... ... ... 88 Cuadro N°3.3 . Usos de la cantera N°4 – área N°1 y área N°2………. 88 Cuadro N°3.4 . Potencia neta de la cantera N°4

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Cuadro N°3.6 . Volúmenes de SBG y BG a producir

por la planta de chancado……… ... 93 Cuadro N°3.7 . Tractor sobre orugas empleado

en el proceso de desbroce……… .... 95 Cuadro N°3.8 . Excavadora sobre orugas empleada

en el proceso de desbroce……… .... 95 Cuadro N°3.9 . Datos técnicos de la planta chancadora N°2……… 96 Cuadro N°3.10 Tarifas de alquiler de equipos de los socios

del consorcio……… ... 98 Cuadro N°3.11 Tractor sobre orugas empleado en la

extracción de material……… ... . 100 Cuadro N°3.12 Excavadora sobre orugas empleada en la

extracción de material……….... . 100 Cuadro N°3.13 Perforadora hidráulica empleada en la

extracción de material………... . 101 Cuadro N°3.14 Materiales utilizados en el proceso de voladura……… . 101 Cuadro N°3.15 Ubicación de la cantera N°4 - área N°1 km 36+850…… 102 Cuadro N°3.16 Ubicación de la cantera N°4 - área N°2 km 37+500… . . 103 Cuadro N°3.17 Ubicación de la cantera N°4 –

sector rocoso km 37+100……… ... . 107 Cuadro N°3.18 Análisis de precios unitarios para la extracción

de material de cantera………. 111 Cuadro N°3.19 Precios unitarios de los servicios de perforación

y voladura con el subcontratista……… . 112 Cuadro N°3.20 Excavadora empleada para el carguío de material……. 113 Cuadro N°3.21 Volquete empleado para el transporte de

material granular………... .... . 114 Cuadro N°3.22 Volquete empleado para el transporte de

material rocoso………... . 114 Cuadro N°3.23 Precios unitarios del transporte de material de

cantera con la Entidad……… . 119 Cuadro N°3.24 Precios unitarios del transporte de material de

los socios del consorcio……… . . 120 Cuadro N°3.25 Chancadora primaria de mandíbulas

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Cuadro N°3.26 Chancadora secundaria de cono

empleada en la producción de agregados……… . . 123 Cuadro N°3.27 Zaranda vibratoria de 3 niveles

empleada en la producción de agregados……… . . 124 Cuadro N°3.28 Chancadora terciaria de impacto VSI

empleada en la producción de agregados……… . . 125 Cuadro N°3.29 Requisitos granulométricos para el material filtrante…. . 136 Cuadro N°3.30 Análisis de precios unitarios para el zarandeo

de subbase granular……… .. . 138 Cuadro N°3.31 Cargador frontal empleado en el

proceso de almacenamiento……… . . 140 Cuadro N°3.32 Acopios – carretera Canta Huayllay……… . 141 Cuadro N°3.33 Tractor sobre orugas empleado en el

proceso de conformación……… .. . 144 Cuadro N°3.34 Motoniveladora empleada en el

proceso de conformación……… 144 Cuadro N°3.35 Rendimiento teórico del tractor CAT D8T………. 150 Cuadro N°3.36 Rendimiento teórico de la excavadora CAT 336DL…… 152 Cuadro N°3.37 Rendimiento teórico del cargador frontal CAT 966H… . 153 Cuadro N°3.38 Rendimiento teórico de la perforadora

hidráulica Sandvik DX-700……… . 154 Cuadro N°3.39 Rendimiento teórico del volquete Volvo FM6x4R……… 156 Cuadro N°3.40 Rendimiento teórico de la chancadora

primaria Metso Lokotrack LT106……… . . 157 Cuadro N°3.41 Rendimiento teórico de la chancadora

secundaria Metso Lokotrack LT200HP……… . 158 Cuadro N°3.42 Rendimiento teórico de la chancadora

terciaria Metso Barmac……… .. . 159 Cuadro N°3.43 Rendimiento teórico de la zaranda

vibratoria Metso Lokotrack ST4.8……… . 159 Cuadro N°3.44 Tarifas para el transporte del material

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CAPÍTULO IV: OPTIMIZACION DEL PROCESO

Cuadro N°4.1 . Rendimiento del tractor – extracción de

material integral……… .. . 185 Cuadro N°4.2 . Rendimiento de la excavadora – extracción de

material integral………... . 185 Cuadro Nº4.3 Rendimiento del proceso de extracción de

material integral……… ... . 186 Cuadro N°4.4 . Rendimiento del cargador frontal – zarandeo de

material integral………... . 186 Cuadro N°4.5 . Rendimiento del proceso de zarandeo de

material integral………. 187 Cuadro N°4.6 . Rendimiento de la perforadora hidráulica –

extracción de material rocoso………..187 Cuadro N°4.7 . Volúmenes de producción - cantera N°4………..188 Cuadro N°4.8 . Rendimientos del material de cantera – cantera N°4…….188 Cuadro N°4.9 . Costo total de producción – extracción de

material integral………...189 Cuadro N°4.10 Costo total de producción – zarandeo de

material integral………...189 Cuadro N°4.11 Costo unitario de producción – extracción de

material integral………...189 Cuadro N°4.12 Costo unitario de producción – zarandeo de

material integral………...190 Cuadro N°4.13 PU contractual - extracción de material de cantera……..190 Cuadro N°4.14 PU contractual – voladura en cantera……….190 Cuadro N°4.15 PU contractual – zarandeo de material………..191 Cuadro N°4.16 Variación de costos unitarios contractuales –

extracción de material integral……….191 Cuadro N°4.17 Variación de costos unitarios contractuales –

zarandeo de material integral………...191 Cuadro N°4.18 Rendimiento del volquete – transporte interno…………..192 Cuadro N°4.19 Rendimiento del proceso de transporte interno de

material integral………...……..193 Cuadro N°4.20 Transporte de material de cantera proyectado

(15)

Cuadro N°4.21 Transporte de material de cantera ejecutado

– cantera N°4 ………...193 Cuadro N°4.22 Variación del transporte de material de cantera

– cantera N°4 ………...194 Cuadro N°4.23 Costo total de producción – transporte de

material integral………...194 Cuadro N°4.24 Costo unitario de producción – transporte de

material integral………...195 Cuadro N°4.25 PU adicional N°1 – transporte de material

granular D<1km………...195 Cuadro N°4.26 PU contractual – transporte de material

granular D>1km………... ...195 Cuadro N°4.27 PU adicional N°1 – transporte de roca D<1km...196 Cuadro N°4.28 PU contractual – transporte de roca D>1km...196 Cuadro N°4.29 Variación de costos unitarios contractuales –

transporte de material integral……….196 Cuadro N°4.30 Volúmenes de producción de agregados………...200 Cuadro N°4.31 Rendimiento de la chancadora primaria –

procesamiento de material………201 Cuadro N°4.32 Rendimiento de la chancadora secundaria –

procesamiento de material………201 Cuadro N°4.33 Rendimiento de la chancadora terciaria –

procesamiento de material………202 Cuadro N°4.34 Rendimiento de la zaranda vibratoria –

clasificación de material………....202 Cuadro N°4.35 Rendimiento del proceso de clasificación y

procesamiento de material………203 Cuadro N°4.36 Rendimientos del material de cantera……….203 Cuadro N°4.37 Costo total de producción – chancado y

zarandeo de subbase granular………204 Cuadro N°4.38 Costo total de producción – chancado y

zarandeo de base granular………..204 Cuadro N°4.39 Costo total de producción – chancado y

(16)

zarandeo de piedra para concreto………. 205

Cuadro N°4.41 Costo total de producción – chancado y zarandeo de arena para asfalto……… . 205

Cuadro N°4.42 Costo total de producción – chancado y zarandeo de piedra para asfalto……… .. . 205

Cuadro N°4.43 Costo unitario de producción – chancado y zarandeo de subbase granular………206

Cuadro N°4.44 Costo unitario de producción – chancado y zarandeo de base granular………..206

Cuadro N°4.45 Costo unitario de producción – chancado y zarandeo de material filtrante………..206

Cuadro N°4.46 Costo unitario de producción – chancado y zarandeo de piedra para concreto………..207

Cuadro N°4.47 Costo unitario de producción – chancado y zarandeo de arena para asfalto………...207

Cuadro N°4.48 Costo unitario de producción – chancado y zarandeo de piedra para asfalto………..207

Cuadro N°4.49 PU contractual – subbase granular...208

Cuadro N°4.50 PU Adicional N°5 – atividades complementarias para subbase granular...208

Cuadro N°4.51 PU contractual – base granular...209

Cuadro N°4.52 PU Adicional N°5 – actividades complementarias para base granular………...209

Cuadro N°4.53 PU contractual – material filtrante...210

Cuadro N°4.54 PU contractual – piedra para concreto...210

Cuadro N°4.55 PU contractual – arena y piedra para asfalto...211

Cuadro N°4.56 Variación de costos unitarios contractuales – subbase granular………...211

Cuadro N°4.57 Variación de costos unitarios contractuales – base granular………...212

Cuadro N°4.58 Variación de costos unitarios contractuales – material filtrante………...212

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arena para asfalto………...213 Cuadro N°4.61 Variación de costos unitarios contractuales –

piedra para asfalto………...213 Cuadro N°4.62 Incidencia en producción de los agregados –

cantera N°4………...214 Cuadro N°4.63 Incidencia en costos de los agregados –

cantera N°4………...214 Cuadro N°4.64 Costos totales de producción contractuales –

cantera N°4………...215 Cuadro N°4.65 Variación de los costos totales de producción –

cantera N°4………...215 Cuadro N°4.66 Impacto en el costo de ejecución de la carretera

Canta – Huayllay………...216 Cuadro N°4.67 Tiempos reales de producción – cantera N°4………217 Cuadro N°4.68 Tiempos contractuales de producción –

cantera N°4…...218 Cuadro N°4.69 Impacto en el plazo de la 1ra estimación –

cantera N°4……….218 Cuadro N°4.70 Plazo real de explotación – cantera N°4………219 Cuadro N°4.71 Impacto en el plazo de la 2da estimación –

cantera N°4……… .. . 221 Cuadro N°4.72 Variables del desempeño del cronograma –

Valor Ganado………... . 221 Cuadro N°4.73 Gestión del Valor Ganado al término de

explotación de la cantera N°4……… . 222 Cuadro N°4.74 Impacto en el plazo de ejecución de la carretera

(18)

LISTA DE FIGURAS

Figura N°1.1 Obligaciones contractuales del Contratista……….. 25 Figura N°1.2 Plazos de ejecución de obligaciones del Contratista………..26 Figura N°1.3 Ubicación geográfica de la carretera Canta – Huayllay…...28 Figura N°1.4 Alcance de las obras obligatorias iniciales tipo I

carretera Canta – Huayllay………. 32

CAPÍTULO II: FUNDAMENTO TEÓRICO

Figura N°2.1 Sección transversal típica a media ladera para

una vía de 2 carriles……… ... 46 Figura N°2.2 Representación esquemática de un corte cerrado……….. .. 50 Figura N°2.3 Representación esquemática de un terraplén……….. .. 50 Figura N°2.4 Corte en roca fija km 6+300 carretera

Canta – Huayllay…. ... ... ... ... ... ... ... 51 Figura N°2.5 Corte en roca suelta km 12+000 carretera

Canta – Huayllay………..51 Figura N°2.6 Corte en material suelto km 7+100 carretera

Canta – Huayllay………..52 Figura N°2.7 Remoción de derrumbe km 15+300

carretera Canta – Huayllay……… ... 52 Figura N°2.8 Conformación de terraplén km 19+650

carretera Canta – Huayllay……… ... 53 Figura N°2.9 Mejoramiento de suelo km 14+470

carretera Canta – Huayllay……… ... 54 Figura N°2.10 Conformación de DME km 13+390

carretera Canta – Huayllay……… ... 54 Figura N°2.11 Explotación de la cantera km 18+600

carretera Canta – Huayllay……… ... 55 Figura N°2.12 Estructura de los pavimentos más empleados……… . 56 Figura N°2.13 Subdrenes empleados en explanaciones

(izquierda) y en terraplenes (derecha)……… 58 Figura N°2.14 Vaciado de concreto en muro armado km 10+800

(19)

Figura N°2.15 Transporte de excedentes a DME km 13+390

carretera Canta – Huayllay……… 61 Figura N°2.16 Cantera N°4 carretera Canta – Huayllay... 63 Figura N°2.17 Máquina de Los Ángeles utilizada para el

ensayo de abrasión………..66 Figura N°2.18 Formas de los agregados obtenidos de

la explotación de canteras………..67 Figura N°2.19 Configuración simplificada del proceso

de trituración…….. ... ... ... ... ... ... ... 70 Figura N°2.20 Terminología empleada en una cantera

a cielo abierto…... ... ... ... ... ... ... ... 71 Figura N°2.21 Parámetros geométricos de un banco

de explotación……. ... ... ... ... ... ... ... 73 Figura N°2.22 Elementos auxiliares de un banco de explotación……… .. 74 Figura N°2.23 Etapa de explotación de una cantera………..76 Figura N°2.24 Proceso de desbroce DME km 56+600

carretera Canta – Huayllay...77 Figura N°2.25 Trinchera principal de acceso km 14+000

carretera Canta – Huayllay...78 Figura N°2.26 Proceso de perforación cantera km 51+170

carretera Canta – Huayllay……….79 Figura N°2.27 Malla de disparo necesario para el

proceso de voladura……….79 Figura N°2.28 Proceso de voladura km 12+500

carretera Canta – Huayllay……… ... 80 Figura N°2.29 Acopio de roca volada km 37+100

carretera Canta – Huayllay………. 80 Figura N°2.30 Carguío de roca suelta carretera

Canta – Huayllay…… ... ... ... ... ... ... ... 81 Figura N°2.31 Carguío y transporte de material de cantera

km 37+500 carretera Canta – Huayllay………82 Figura N°2.32 Planta chancadora km 29+700

carretera Canta – Huayllay……….82 Figura N°2.33 Chancado de subbase granular km 29+700

(20)

Figura N°2.34 Zarandeo de material para relleno km 3+500

carretera Canta – Huayllay……… ... 84 Figura N°2.35 Acopio de material de relleno km 7+200

carretera Canta – Huayllay……… ... 84 Figura N°2.36 Conformación de DME km 13+390

carretera Canta – Huayllay……… ... 85

Figura N°3.1 Proceso de extracción y clasificación de áridos……… . 86 Figura N°3.2 Cantera N°4 – área N°2 km 37+500……… 87 Figura N°3.3 Cantera N°4 – sector rocoso km 37+100……… 89 Figura N°3.4 Ubicación inicial de la planta de chancado N°2

km 37+500……… 91 Figura N°3.5 Zona de emplazamiento inicial de la planta de

chancado N°2 km 37+500……….. 92 Figura N°3.6 Nueva ubicación de la planta de chancado N°2

km 29+700……… 92 Figura N°3.7 Desbroce para la plataforma de la planta de

chancado N°2 km 29+700………. 94 Figura N°3.8 Área de emplazamiento de la planta chancadora

km 29+700……… ... ... 96 Figura N°3.9 .. Empuje de roca volada cantera N°4……….. 99 Figura N°3.10 Perforación de roca con martillo y

compresora de aire ... ... ... ... ... ... ... . 101 Figura N°3.11 Diseño del banco de corte cantera N°4 –

área N°1 ... ... ... ... ... ... ... ... . 104 Figura N°3.12 Diseño del banco de corte cantera N°4 –

área N°2 ... ... ... ... ... ... ... ... . 105 Figura N°3.13 Carguío de material granular de cantera –

área N°2 km 37+500 ... ... ... ... ... ... ... . 106 Figura N°3.14 Zaranda estática utilizada para la producción

de relleno – área N°1 km 36+850 .... ... ... ... ... ... . 106 Figura N°3.15 Diseño del banco de corte cantera N°4 –

(21)

cantera N°4 - sector rochoso ... ... ... ... ... ... . 109

Figura N°3.17 Transporte de roca de voladura hacia la planta chancadora km 29+700 ... ... ... ... ... ... . 112

Figura N°3.18 Bolonería producida por una perforación y voladura deficiente ... ... ... ... ... ... ... . 115

Figura N°3.19 Sectorización de la cantera N°4 para el transporte del material de cantera ... ... ... ... ... ... . 117

Figura N°3.20 Acopio de material granular en la planta chancadora ... ... ... ... ... ... ... . 118

Figura N°3.21 Planta de producción de agregados km 29+700 ... ... . 120

Figura N°3.22 Partes de una chancadora de mandíbulas Nordberg de la marca Metso ... ... ... ... ... ... . 121

Figura N°3.23 Partes de una chancadora cónica Nordberg de la marca Metso ... ... ... ... ... ... ... . 123

Figura N°3.24 Operación de una zaranda de 3 niveles ... ... ... . 124

Figura N°3.25 Componentes de una chancadora VSI ... ... ... . 125

Figura N°3.26 Alimentación a la chancadora primaria con un cargador frontal CAT 966H .. ... ... ... ... ... . 126

Figura N°3.27 Transporte de material granular hacia la tolva de alimentación ... ... ... ... ... ... . 126

Figura N°3.28 Ingreso de roca de voladura a la chancadora primaria ... ... ... ... ... ... ... . 127

Figura N°3.29 Ingreso de material chancado a la zaranda vibratoria para su clasificación ... ... ... ... ... . 128

Figura N°3.30 Ingreso de material retenido por la zaranda en la chancadora de cono . ... ... ... ... ... . 129

Figura N°3.31 Ingreso de material zarandeado a la chancadora de impacto ... ... ... ... ... ... ... . 129

Figura N°3.32 Apilamiento de piedra para asfalto ... ... ... ... . 130

Figura N°3.33 Acopio km 7+200 - material de subbase granular ... ... . 139

Figura N°3.34 Conformación del acopio km 29+900 ... ... ... . 143

Figura N°3.35 Cantera N°4, donde se puede apreciar la verticalidad del talud del macizo rocoso .. ... ... ... ... . 145

(22)

Figura N°3.37 Desagregado de costos por m3 producido –

extracción de material granular ... ... ... ... ... ... . 161 Figura N°3.38 Desagregado de costos por m3 producido –

extracción de roca de voladura ... ... ... ... ... ... . 162 Figura N°3.39 Desagregado de costos por m3 producido –

zarandeo de material de relleno ... ... ... ... ... ... . 163 Figura N°3.40 Desagregado de costos por m3 producido –

zarandeo de over ... ... ... ... ... ... ... . 164 Figura N°3.41 Desagregado de costos por m3 producido –

subbase granular ... ... ... ... ... ... ... . 167 Figura N°3.42 Desagregado de costos por m3 producido –

base granular ... ... ... ... ... ... ... . 168 Figura N°3.43 Desagregado de costos por m3 producido –

material filtrante ... ... ... ... ... ... ... . 171 Figura N°3.44 Desagregado de costos por m3 producido –

piedra para concreto ... ... ... ... ... ... ... . 172 Figura N°3.45 Desagregado de costos por m3 producido –

arena para concreto (subproducto) . ... ... ... ... ... . 172 Figura N°3.46 Desagregado de costos por m3 producido –

piedra para asfalto ... ... ... ... ... ... ... . 174 Figura N°3.47 Desagregado de costos por m3 producido –

arena para asfalto ... ... ... ... ... ... ... . 175

CAPÍTULO IV: OPTIMIZACION DEL PROCESO

Figura N°4.1 Extracción de material granular saturado

cantera N°4 - área N°2 km 37+500………. . 178 Figura N°4.2 Roca volada con presencia de tamaños

irregulares – sector rocoso km 37+100……… .. . 179 Figura N°4.3 Volquete acondicionado con suple para

aumentar la capacidad de carga……… .. . 180 Figura N°4.4 Proceso de pre-zarandeo con zaranda

de gravedad – chancadora km 29+700……… ... . 181 Figura N°4.5 .. Acopio km 7+200 – material de piedra

(23)

chancadora km 29+700……… .... . 183 Figura N°4.7 Configuración del sistema de producción –

subbase granular……… .... . 197 Figura N°4.8 Configuración del sistema de producción –

base granular……… ... . 198 Figura N°4.9 .. Configuración del sistema de producción –

material filtrante……… ... . 198 Figura N°4.10 Configuración del sistema de producción –

piedra para concreto ... ……… ... . 199 Figura N°4.11 Configuración del sistema de producción –

arena para asfalto……… ... . 199 Figura N°4.12 Configuración del sistema de producción –

piedra para asfalto……… .. . 200 Figura N°4.13 Estructura del sistema de producción……… ... . 224 Figura N°4.14 Entrada de datos del modelo de minimización

del costo de explotación……… . 235 Figura N°4.15 Resultados de la optimización del costo de explotación de la cantera N°4……… .... . 235 Figura N°4.16 Entrada de datos del modelo de maximización del

(24)

LISTA DE TABLAS

Tabla N°1.1 Topografía por tramos de la carretera Canta – Huayllay………29 Tabla N°1.2 Coordenadas UTM de la carretera Canta – Huayllay………….30

Tabla N°3.1 Poligonal y secciones cantera N°4 -

área N°1 km 36+850……… .. . 103 Tabla N°3.2 Poligonal y secciones cantera N°4 –

área N°2 km 37+500……… ... . 104 Tabla N°3.3 Poligonal y secciones cantera N°4 –

sector rocoso km 37+100……… .. . 107 Tabla N°3.4 Requisitos granulométricos para subbase granular ... ... . 131 Tabla N°3.5 Requisitos de calidad para subbase granular ... ... . 131 Tabla N°3.6 Requisitos granulométricos para base granular ... ... . 132 Tabla N°3.7 Requisitos de calidad para base granular –

agregado grueso ... ... ... ... ... ... ... . 133 Tabla N°3.8 Requisitos de calidad para base granular –

agregado fino ... ... ... ... ... ... ... . 133 Tabla N°3.9 Requisitos granulométricos de la arena

para concreto hidráulico ... ... ... ... ... ... ... . 134 Tabla N°3.10 . Requisitos granulométricos de la piedra

(25)

CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN 1.1 ANTECEDENTES REFERENCIALES

Según el Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura Vial, aprobado mediante el Decreto Supremo N°034-2008-MTC y sus modificatorias dadas en el Decreto Supremo N°021-2016-MTC, los proyectos viales atraviesan una serie de fases de gestión: el planeamiento, la pre inversión, la inversión y la post inversión; es así que las intervenciones viales que concurran en diferentes fases podrán ser gestionadas en forma conjunta para asegurar la sostenibilidad del proyecto.

Según el artículo N°13 Inversión, Documentos Técnicos del Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura Vial, las autoridades competentes elaboran los estudios definitivos de los proyectos declarados viables, de acuerdo a las normas de diseño y construcción aprobadas por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones - MTC. En los estudios definitivos se establecen los detalles de diseño de ingeniería de los elementos que constituyen el proyecto vial, teniendo en consideración factores tales como: velocidad directriz, tráfico, zona geográfica, seguridad vial y otros.

Mediante la Resolución Directoral N°441-2012-MTC/20 se aprueba el Expediente Técnico del Estudio Definitivo del Proyecto Rehabilitación y Mejoramiento de la Carretera Lima – Canta – La Viuda – Unish, Tramo: Canta – Huayllay, elaborado por la empresa WINROD Contratistas S.A.C. con un presupuesto de obra ascendente a la suma de S/. 415’267,672.50 con precios referidos al mes de enero de 2012, para ser ejecutada en un plazo de 720 días calendario.

(26)

Mediante el Contrato de Ejecución de Obra N°057-2014-MTC/20 entre Provías Nacional y el Consorcio Vial Huayllay, conformado por las empresas Construtora Aterpa M. Martins S.A. Sucursal del Perú, Conalvías Construcciones S.A.S. Sucursal Perú y Johe S.A. se inició la obra “Mejoramiento, Rehabilitación y Conservación por Niveles de Servicio del Corredor Vial Lima – Canta – Huayllay – Dv. Cochamarca – Empalme PE-3N”, con una oferta económica de S/. 502’000,000.00 (incluido IGV) y cuyo plazo de ejecución es de 96 meses calendario, bajo el régimen legal del Banco Interamericano de Desarrollo (BID), siendo de aplicación supletoria las leyes peruanas.

Este es el primer contrato de Mejoramiento, Rehabilitación y Conservación por Niveles de Servicio, denominado Contrato CREMA, que viene desarrollando el MTC con financiamiento del Banco Interamericano de Desarrollo (BID) y una contrapartida del Gobierno Central, en el corredor vial Lima – Canta – Huayllay – Dv. Cochamarca - Empalme PE-3N por un plazo de 8 años.

Según los Documentos de Licitación de la LPI N°002-2013-MTC/20, se contempla las siguientes características del proyecto vial:

• Obligaciones

El Contratista tendrá las siguientes obligaciones:

- Obras Obligatorias Iniciales tipo I y II (OOI tipo I y OOI tipo II). - Obras Obligatorias Complementarias (OOC).

(27)

Figura N°1.1 Obligaciones contractuales del Contratista (Fuente: Elaboración Propia)

• Tramos de Carretera Comprendidos

Los tramos que conforman el corredor vial se detallan a continuación:

Cuadro N°1.1 Tramos de carretera comprendidos del corredor vial

N° RUTA

TRAMO LONGITUD

Inicio km Fin km (km)

1 PE – 20A Lima 21.500 Canta 100.970 79.470

2 PE – 20A Canta 100.970 Huayllay 197.078 96.108

3 PE – 20A Huayllay 197.078 Dv. Cochamarca 214.178 17.100 4 PE – 20A Dv. Cochamarca 214.178 Empalme PE-3N 227.678 13.500

Total 206.178

(Fuente: Elaboración Propia)

En el tramo N°1: Lima – Canta se ejecutó la obra de Rehabilitación y Mejoramiento de la Carretera Lima – Canta – La Viuda – Unish, Tramo: Lima – Canta, mediante el Contrato de Ejecución de Obra N°032-2012-MTC/20.

• Elementos de Carretera Comprendidos

El Contratista intervendrá en los diferentes elementos viales que integran la carretera: calzada, bermas, drenaje (alcantarillas, puentes, pontones), seguridad vial (señalización vertical, señalización horizontal y elementos de encarrilamiento y defensa) y derecho de vía.

OBLIGACIONES CONTRACTUALES DEL CONTRATISTA

Obras Obligatorias Complementarias

(OOC) Obras Obligatorias

Iniciales tipo I y II (OOI tipo I y OOI tipo II)

Obras Obligatorias Programadas

(OOP)

Conservación por Niveles de Servicio

(CNS)

Atenciones Especiales

(AE)

OOI Tipo I:

Canta–Huayllay

OOI Tipo II:

Huayllay –Dv. Cochamarca Dv. Cochamarca - Empalme PE-3N

OOC: Construcción y equipamiento de Estación de Pesaje Trapiche OOC: Construcción y equipamiento de Estación de Pesaje Huayllay

OOC: Construcción y equipamiento de Estación de Peaje Trapiche OOC: Construcción y equipamiento de Estación de Peaje Huaros

OOP: Lima- Canta Mantenimiento Periódico

OOP: Canta –Huayllay Mantenimiento Periódico OOP: Huayllay –Dv. Cochamarca Mantenimiento Periódico

OOP: Dv. Cochamarca –Empalme PE 3N. Mantenimiento Periódico

CNS: Lima- Canta

CNS: Canta –Huayllay

CNS: Huayllay –Dv. Cochamarca

CNS: Dv. Cochamarca –Empalme PE-3N

(28)

• Plazos de Ejecución de las Obras

Se presenta un esquema simplificado de los plazos parciales de ejecución de las obligaciones del Contratista:

Figura N°1.2 Plazos de ejecución de obligaciones del Contratista (Fuente: Documentos de LPI N°002-2013-MTC/20)

• Especificaciones de Materiales y Procedimientos de Construcción

Los materiales y procedimientos de construcción a emplear por el Contratista para el cumplimiento de sus obligaciones se deberán ajustar a lo establecido por el MTC:

- “Especificaciones Técnicas Generales para la Conservación de Carreteras”.

- “Manual de Diseño Geométrico de Carreteras (DG-2001)”. - “Manual de Ensayo de Materiales (EM-2000)”.

- “Especificaciones Técnicas Generales para la Construcción (EG-2013)”. - “Manual de Diseño de Puentes 2003”.

- “Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura Vial”.

- “Glosario de Términos de Uso Frecuente en Proyectos de Infraestructura Vial”.

(29)

Durante el proceso de ejecución, el Contratista podrá someter a consideración del Contratante, aquellas mejoras en las especificaciones de los materiales y procesos constructivos que estime convenientes con vista a su utilización en la ejecución de obra.1_{La presentación de estas mejoras}

deberá ser acompañadas de toda la documentación que permita un análisis previo a su implementación en obra.

1.1.1 Carretera Canta – Huayllay

La carretera Canta – Huayllay se encuentra ubicada en la parte central del país, en los departamentos de Lima, Junín y Pasco. Pertenece a la Ruta N°018 de la Red Vial Nacional y se extiende sobre las provincias de Canta, Yauli y Pasco entre los 2,800 m.s.n.m. y 4,680 m.s.n.m.

A continuación, se muestra la ubicación de la carretera con relación a los distritos y provincias de cada departamento que abarca la obra vial:

Cuadro N°1.2 Ubicación por tramos de la carretera Canta – Huayllay

1_{Documentos de Licitación Pública Internacional N°002-2103-MTC/20. Sección VII} Especificaciones y Condiciones de Cumplimiento.

UBICACIÓN DEL PROYECTO

DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO DESCRIPCIÓN

Lima Canta

Canta 0+000

Huaros El límite se ubica en la progresiva 18+700

Junín Yauli

Marcapomacocha El límite se ubica en la progresiva 41+370 Santa Bárbara de

Carhuacayán

El límite se ubica en la progresiva 44+520

(30)

Figura N°1.3 Ubicación geográfica de la carretera Canta - Huayllay (Fuente: Expediente Técnico Carretera Canta - Huayllay)

• Topografía

(31)

A lo largo de todo el tramo, la carretera se desarrolla netamente en un área rural, siendo el centro poblado de Cullhuay, el único que atraviesa la carretera en una longitud aproximada de 500 metros.

A continuación, se muestra la clasificación del terreno a lo largo de toda la carretera:

Tabla N°1.1 Topografía por tramos de la carretera Canta – Huayllay

(Fuente: Expediente Técnico Carretera Canta - Huayllay)

• Georreferenciación

(32)

Tabla N°1.2 Coordenadas UTM de la carretera Canta – Huayllay

(Fuente: Expediente Técnico Carretera Canta - Huayllay)

• Diseño Geométrico

En cuanto a las características técnicas de la carretera tenemos:

- Longitud de tramo : 96.108 km

- Clasificación : Red vial primaria de segunda clase

- Número de carriles : 1 calzada de 2 carriles

- Ancho de vía : 3.60 m, cada carril

- Ancho de bermas : 0.90 m, en cada carril - Sobreancho de compactación : 0.50 m

- Bombeo : 2.5% (calzada) y 4% (bermas y

sobreanchos).

- Peralte : 6% (normal) y 8% (máximo)

- Velocidad directriz : 40 – 60 km

- Taludes : 1:1.5 (terraplenes) y variable (cortes)

(33)

• Diseño de Pavimentos

El diseño del nuevo pavimento contempla las distintas capas estructurales: carpeta asfáltica, base granular y sub-base granular; de acuerdo a la metodología AASHTO-93.

El período de análisis es de 20 años, el que considera un período de diseño de 0-10 años con un refuerzo para el período de 10-20 años. En cuanto a las características del pavimento, se tiene los siguientes detalles:

Cuadro N°1.3 Diseño del pavimento para la carretera Canta - Huayllay

• Diseño de Estructuras

En cuanto a las obras de drenaje de la carretera tenemos: - Cunetas : 0.40 m (profundidad)

- Alcantarillas : tipo TMC de 36” y 48” de diámetro y tipo marco de concreto armado

- Pontones : tipo viga tablero

- Badén : 12 m de ancho x 60 m de largo (e=0.35 m)

Podemos señalar también la construcción de bordillos, zanjas de drenaje, cunetas de coronación, subdrenes, cruces vehiculares, reubicación de canales existentes y estructuras adicionales.

• Estado Actual

La carretera Canta – Huayllay viene a ser un componente importante del corredor vial Lima – Canta – Huayllay – Dv. Cochamarca – Empalme PE-3N, cuya situación actual se muestra en el siguiente cuadro:

SECTOR PERIODO DE DISEÑO

CAPAS DEL PAVIMENTO Sub Base Granular (cm) Base Granular (cm) Carpeta Asfáltica (cm) Refuerzo Asfáltico Año

10 - MAC (cm)

(34)

Cuadro N°1.4 Situación actual del Corredor Vial Lima - Canta – Huayllay – Dv. Cochamarca – Empalme PE-3N

Dentro de las obligaciones del Contratista, están las Obras Obligatorias Iniciales tipo I (OOI tipo I) que comprende la ejecución de la carretera Canta – Huayllay, cuyo alcance se puede distinguir en el siguiente cuadro:

Figura N°1.4 Alcance de las obras obligatorias iniciales tipo I carretera Canta - Huayllay (Fuente: Ayuda Memoria – Provías Nacional)

Lima Canta Huayllay _CochamarcaDv. Empalme

PE-3N

79.47 Km. 96.108 Km. 17.1 Km. 13.5 Km.

Carretera asfaltada con mezcla asfáltica

en caliente.

Tramo 1

ESTADO DE LA VIA

Carretera en proceso de mejoramiento y

rehabilitación con mezcla asfáltica en

caliente.

en caliente.

1.5 Estado original de la vía:

206.178 KM

Tramo 2 Tramo 3 Tramo 4

OOI Tipo I Obras de Mejoramiento y Rehabilitación

OOI Tipo II

OOC Estación de Peaje Trapiche

Estación de Pesaje trapiche Estación de Peaje Huaros

Estación de Pesaje Huayllay

CNS

OOP

AE

OOI: OBRAS OBLIGATORIAS INICIALES OOC: OBRAS OBLIGATORIAS COMPLEMENTARIAS CNS: CONSERVACION POR NIVELES DE SERVICIO OOP: OBRAS OBLIGATORIAS PROGRAMADAS AE: ATENCIONES ESPECIALES

Obras de Pavimento, Drenaje, Seguridad Vial y Derecho de Vía

Conservación por Niveles de Servicio

Obras de Pavimento, Seguridad Vial a fín de preservar a largo plazo el estado de los pavimentos

Atenciones especiales cuando se presenten en todo el corredor

79.5 Km 96.1 Km 17.1 Km 13.5 Km

Lima Canta Huayllay Dv.

Cochamarca

(35)

En base al alcance mostrado en el cuadro anterior, el Contratista elaboró su oferta económica con la cual se adjudicó la Buena Pro para la ejecución de la obra “Mejoramiento, Rehabilitación y Conservación por Niveles de Servicio del Corredor Vial Lima – Canta – Huayllay – Dv. Cochamarca – Empalme PE-3N”, tal como se muestra a continuación:

Cuadro N°1.5 Oferta económica del Contratista – Consorcio Vial Huayllay

(Fuente: Informe de Control – Consorcio Vial Huayllay)

En base al cuadro anterior, tenemos las características contractuales para la construcción de la carretera:

- Fecha de inicio : 30 de septiembre de 2014 - Sistema de contratación : Precios unitarios

(36)

1.2 PLANTEAMIENTO DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA

Los contratos de ejecución de obra; en su fase de inversión, abarca los siguientes niveles de intervención: construcción, rehabilitación, mejoramiento y mejoramiento a nivel de soluciones básicas (Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura Vial, 2016); celebrados y firmados entre el Contratista y el Estado presentan una serie de condiciones, como es el plazo de ejecución contractual, el cual se computa en días calendarios, desde el día siguiente de la suscripción del Contrato o desde el día siguiente de cumplirse las condiciones establecidas en las Bases (Reglamento de la Ley de Contrataciones del Estado, 2015).

1.2.1 Problema General

La construcción de carreteras implica una serie de requisitos contractuales como son el plazo de ejecución y el monto de la obra; para lo cual los procedimientos, métodos y/o sistemas constructivos juegan un papel importante para el avance físico y económico de la obra; pero si no se cuenta con un sistema de control y seguimiento; dichos procedimientos, métodos o sistemas no son adecuados y capaces de resolver tales situaciones, ocasionando consecuencias como:

- Pérdida de horas máquinas. - Bajo rendimiento de equipos. - Baja productividad.

- Generación de tiempos muertos. - Generación de grandes mermas. - Generación de stocks innecesarios. - Procesos de retrabajos.

- Procesos que no aportan valor.

- Incumplimiento con los requisitos de calidad.

- Incumplimiento con las normas de seguridad y salud laboral.

(37)

1.2.2 Problema Específico

El proceso de explotación de canteras en la Carretera Canta – Huayllay, no cuenta con un estudio detallado del mencionado proceso por parte del Contratista, tal como lo señala el Manual de Especificaciones Técnicas Generales para la Construcción (EG, 2013), “para cada cantera se debe

diseñar un adecuado sistema y programa de aprovechamiento del material,

de manera de producir el menor daño al ambiente” (p. 1256).

Razón por la cual, la obra Carretera Canta – Huayllay, carece de un plan de mejora y optimización del proceso de explotación de canteras para cumplir con los requisitos de costo, plazo y calidad establecidos en su programa de obra.

Por lo que resulta de gran interés saber afrontar el proceso de explotación de canteras en la construcción de una carretera, identificar los efectos técnicos y económicos durante su etapa de ejecución y evaluar procedimientos, métodos y/o sistemas alternativos, técnicos y económicamente viables, para lograr la ejecución de los procesos de explotación de canteras; enmarcados en los siguientes aspectos:

✓ Económico, mediante la optimización se logrará incrementar la producción y, consecuentemente, obtener mejores márgenes económicos. ✓ Temporal, mediante la optimización se logrará reducir las duraciones de

los procesos y, en consecuencia, los plazos de ejecución contractual. ✓ Calidad, mediante la optimización se logrará cumplir los requisitos de

calidad de los materiales dados por las especificaciones técnicas del proyecto.

✓ Salud y seguridad, mediante la optimización se logrará mantener los altos estándares de salud y seguridad en las áreas de trabajo señalados por la normatividad legal vigente.

1.3 OBJETIVOS

(38)

Cabe señalar que dicha optimización de los procesos de explotación de canteras presenta ciertas limitaciones como la demanda de mucha experiencia en la identificación, la evaluación y el análisis de los procesos que conforman la explotación de canteras y, a su vez, no se cuenta con el asesoramiento de ingenieros especialistas sobre el tema para determinadas consultas y la formulación de observaciones.

1.3.1 Objetivo General

La presente investigación tiene como objetivo principal optimizar el proceso de explotación de canteras en la Carretera Canta - Huayllay, contemplando, principalmente, los procesos de extracción, transporte, clasificación y procesamiento, conforme a la normativa establecida por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC), las Especificaciones Técnicas del Expediente Técnico y las Especificaciones Técnicas Generales para la Construcción de Carreteras, los procedimientos de construcción del Contratista y los requisitos contractuales, establecidos en los respectivos Documentos de Licitación Integrados y en el Contrato de Ejecución de Obra, entre el Contratista y la Entidad.

1.3.2 Objetivos Específicos

A su vez, la investigación contempla los siguientes objetivos específicos: - Describir los procesos que involucra la explotación de canteras en la

Carretera Canta – Huayllay.

- Analizar la productividad de los procesos que involucra la explotación de canteras en la Carretera Canta – Huayllay.

- Identificar las restricciones y los efectos económicos, técnicos y contractuales en la explotación de canteras en la Carretera Canta – Huayllay.

(39)

1.4 NORMATIVIDAD PARA LA CONSTRUCCION DE CARRETERAS

La construcción de carreteras realizadas por el Estado, específicamente con el Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC), implica una serie de procedimientos administrativos, legales, económicos y técnicos ; el cual se inicia con la convocatoria del proceso de selección, que para el caso de ejecución de obras se trata de una Licitación Pública, el cual tiene que estar incluido en el PAC2_{de la Entidad convocante y cuente con el Expediente de}

Contratación debidamente aprobado conforme lo disponga el Reglamento de la Ley de Contrataciones.

“Las condiciones generales de contratación se encuentran determinadas en

los actos comprendidos en el proceso de selección que se inicia con la

convocatoria, incluye base legal, registro de participantes y entrega de

bienes, formulación y absolución de consultas, elevación de observaciones

al OSCE3_{e integración de las Bases, forma de presentación de las} propuestas, contenido de la propuesta técnica, económica, evaluación de

propuestas, otorgamiento y consentimiento de la Buena Pro, solución de

controversias, suscripción y vigencia del contrato, requisitos de las

garantías, ejecución de las garantías, régimen de penalidades, adelantos y

pagos”. (EG, 2013, p. 21)

Todo lo mencionado en el párrafo precedente deben estar contenidos en las Condiciones de Licitación que prepara la Entidad convocante, acorde a la normatividad vigente.

En el caso de ejecución de obras se debe contar con el Expediente Técnico aprobado y cumplirse con las demás obligaciones establecidas en el ordenamiento legal como se detalla a continuación:

2_PAC._{Plan Anual de Contrataciones del Estado.}

(40)

Cuadro N°1.6 Normas que rigen las Contrataciones del Estado

Norma Descripción Fecha de Publicación

Constitución Política del Estado, Título III, Capítulo IV, Artículo 76

30/dic/1993

D.L. N°1017

Decreto Legislativo que aprueba la Ley de

Contrataciones del Estado y su Reglamento (D.S. N°184-2008-EF)

04/jun/2008; entraron en vigencia el 01/feb/2009, de conformidad con el D.U. N°014-2009, publicado el 31/ene/2009

Ley N°28411 Ley de Presupuesto del

Sector Público Vigente

Ley N°27293

Ley del Sistema Nacional de Inversión Pública y sus modificatorias

28/jul/2000

D.S. N°102-2007-EF, modificada por D.S. N°038-2009-EF

Reglamento de la Ley del Sistema Nacional de Inversión Pública y su modificatoria

Reglamento publicado el 19/jul/2007 y su modificatoria el 16/feb/2009

R.D. N° 002-2009-EF/68.01

Directiva General del Sistema

Nacional de Inversión Pública 05/feb/2009

(Fuente: EG-2013)

En toda contratación para la construcción de carreteras se aplicarán criterios para garantizar la sostenibilidad ambiental, procurando evitar impactos ambientales negativos en concordancia con la normatividad aplicable vigente, entre las cuales se indican las siguientes:

Cuadro N°1.7 Normas ambientales que rigen las Contrataciones del Estado

Norma Descripción Fecha de

Publicación

D.S. N°012-2009-MINAM Política Nacional del Ambiente 23/may/2009 Ley N°28611

D.L. N°1055

Ley General del Ambiente, que modifica la Ley N°28611

15/oct/2005 27/jun/2008 Ley Nº 28245

D.S. Nº 08-2005-PCM

Ley Marco del Sistema Nacional de Gestión Ambiental y su Reglamento

04/jun/2004 28/ene/2005 D. L. Nº 1078 que modifica

la Ley Nº 27446

Ley del Sistema Nacional de Evaluación de

Impacto Ambiental 28/jun/2008

D. S. Nº 019-2009-MINAM

Reglamento de la

Ley del Sistema Nacional de Evaluación de Impacto Ambiental

25/sep/2009

Ley N°29338 Ley de Recursos Hídricos 31/mar/2009 D.S. N°001-2010-AG Reglamento de la Ley de Recursos Hídricos 24/mar/2010

D.S. N°002-2009-MINAM

Reglamento sobre Transparencia acceso a la información pública ambiental y

participación y consulta ciudadana en asuntos ambientales

17/ene/2009

D. L. Nº 1065 modifica Ley Nº 27314

Ley que modifica la Ley General de

Residuos Sólidos 28/jun/2008

Ley N°29785

Ley del Derecho a la Consulta Previa a los Pueblos Indígenas u Originarios,

reconocidos en el Convenio 169 de la OIT

06/sep/2011

D.S. N°001-2012-MC Reglamento de la Ley N°29785 02/abr/2012

(41)

“Las obras de carreteras se ejecutarán con el menor impacto ambiental,

principalmente en lo relativo a la utilización de suelos, cursos de agua,

calidad de aire, fauna y flora silvestre, así como la relación con la comunidad

afectada por el proyecto” (EG, 2013, p. 22)

Es así que el Ministerio de Transportes y Comunicaciones, a través de la Dirección General de Asuntos Socio Ambiental (DGASA), se encarga de velar por el cumplimiento de las normas vigentes aplicables con el fin de asegurar la viabilidad socio ambiental de los proyectos de carreteras, mediante los siguientes conceptos y normas:

1.4.1 Normas para la Protección y Preservación del Medio Ambiente

En el ámbito nacional, las normas que tienen relación con la Protección y Preservación del Medio Ambiente son las siguientes:

Cuadro N°1.8 Normas para la protección y preservación del medio ambiente

Publicación

R.D. Nº 068-2005-MTC/ 16

- Manual Ambiental para el Diseño y Construcción de Vías

- Manual de Gestión Socio Ambiental para Proyectos Viales Departamentales

22/nov/2005

R.V.M. N.º 226-99MTC/15.02

- Guía Ambiental para la Rehabilitación y Mantenimiento de Caminos Rurales - Manual de Concienciación Ambiental para

la Rehabilitación y Mantenimiento de Caminos Rurales

- Guía para la Determinación de los Costos Ambientales en Carreteras

1995

- Guía para Supervisión Ambiental en Carreteras

1999

- Informe de Supervisión Ambiental. Especificaciones Técnicas Generales - Medidas Ambientales a ejecutar

finalizadas las Obras

- Guía para elaborar Estudios de Impacto Ambiental en el Sector Transportes - Guía para el Desarrollo de Auditorías e

Inspectorías Ambientales de Proyectos Viales

1995

R.N.M. Nº 1079-2007-MTC/ 02

Lineamientos para la Elaboración de los Términos de Referencia de los Estudios de Impacto Ambiental para proyectos de infraestructura vial

28/dic/2007

(42)

Cuadro N°1.9 Normas de carácter ambiental de alcance nacional

Publicación

Art. 66-69 Del ambiente y

Recursos Naturales Constitución Política, Título III, Capítulo II 30/dic/1993

Ley N°26410 Ley del Consejo Nacional del Ambiente 22/dic/1994

Ley N°28245 Ley Marco del Sistema Nacional de Gestión

Ambiental 08/jun/2004 D.S. N°008-2005-PCM Reglamento de la Ley Marco de Gestión

Ambiental 28/ene/2005 Ley N°28611 Ley General del Ambiente 15/oct/2005 D.L. N°1013 Ley de Creación, Organizaciones y

Funciones del Ministerio del Ambiente 14/may/2008 Res. Contraloría Nº

470-2008-CG Guía de Auditoría Ambiental Gubernamental 01/nov/2008 Ley N°29256 Ley que regula el Transporte Terrestre de

Materiales y Residuos Peligrosos 04/jul/2007

D.S. N°021-2008-MTC

Reglamento Nacional de Transporte Terrestre de Materiales y Residuos Peligrosos

10/jun/2008

Ley N°28804 Regula Declaratoria de Emergencia

Ambiental 21/jul/2006 Ley N°26786 Ley de Evaluación del Impacto Ambiental

para obras y actividades 1997 Ley N°26834 Ley de Áreas Naturales Protegidas 1997 Ley N°26913 Ley que modifica el Código del Medio

Ambiente y de los Recursos Naturales 1998 Ley Nº 613-90 Obligación de realizar Estudios de Impacto

Ambiental (EIA) derogado por la Ley N°28611 1990 D.L. Nº 757-91 Ley Marco del Crecimiento de la Inversión

Privada 13/nov/1991

Ley N°28221

Ley que regula el derecho por extracción de materiales de los álveos o cauces de los ríos por las municipalidades

07/may/2004

D.S. Nº 037-96-EM

Normas para aprovechamiento de

canteras de materiales de construcción que se utilizan en obras de infraestructura del Estado

28/oct/1996

R.M. Nº 188-97-EM/VMM Reglamento de normas para el

aprovechamiento de canteras 1997

Ley N° 28221

Ley que regula el derecho por extracción de materiales de alveolos o cauces de los ríos por las municipalidades

11/may/2004

D.S. Nº 044-98-PCM

Reglamento Nacional para la aprobación de Estándares de Calidad Ambiental y Límites Máximos Permisibles

11/nov/1998

D.S. Nº 047-2001-MTC

Establecen Límites Máximos Permisibles de emisiones contaminantes para vehículos automotores que circulen en la red vial

Oct/2001

(43)

La construcción de carreteras se ejecutará con estricto cumplimiento de las recomendaciones descritas en el Estudio de Impacto Ambiental (EIA) sobre el manejo de áreas ambientales.

1.4.2 Normas para la Salud y Seguridad Laboral

Este es un aspecto importante tanto para la Entidad como el Contratista, pues de no cumplirse las condiciones mínimas de trabajo para los trabajadores, no sólo peligra su vida y salud, sino también la sostenibilidad de sus familias. Las normas relacionadas a este aspecto se muestran en el siguiente cuadro:

Cuadro N°1.10 Normas de salud y seguridad laboral

Publicación

R.S. Nº 021-83-TR Normas Básicas de Seguridad e Higiene en

Obras de Edificación 23/mar/1983 D.S. Nº 009-2005-TR

Modificatoria D.S. Nº 007-2007-TR

Reglamento de Seguridad y Salud en el Trabajo y su Modificatoria

28/sep/2005 modificado el 06/abr/2007

D.L. Nº 18846

Ley de Accidentes de Trabajo. Declarada no válido por Ley N° 29477. Restablecen vigencia del D.L. N° 18846 sobre Seguro de Accidentes de Trabajo y Enfermedades Profesionales a través de la Ley N° 26183 de 1993.

1971

Ley Nº 26183 Restablece a la Ley de Accidentes de

Trabajo 1993

Ley N° 26790 Ley de Modernización de la Seguridad

Social en Salud 17/may/1997 D.S. N°009-97-SA Reglamento de la Ley de Modernización de

la Seguridad Social en Salud 09/sep/1997 D.S. Nº 003-98-SA Normas Técnicas del Seguro

Complementario de Trabajo de Riesgo 14/abr/1998 D.S. Nº 009-2005-TR

Reglamento de Seguridad y Salud en el Trabajo y su Modificatoria

28/sep/2005 modificado el 06/abr/2007 D.S. Nº 046-2001-EM Reglamento de Seguridad e Higiene Minera 26/jul/2001 Ley N° 26636 Ley Procesal del Trabajo 24/jun/1996

D.L. N° 728

Texto Único Ordenado del Decreto Legislativo que rige para los trabajadores sujetos al régimen laboral privado

1991

D.L. N° 688 Ley de Consolidación de Beneficios Sociales 2001 D.S. Nº 024-2001-TR Reglamento de la Ley de Consolidación de

Beneficios Sociales 2001 Ley Nº 28806 modificado

por Ley Nº 29346

Ley General de Inspección de Trabajo y su Modificatoria

19/jun/2006 modificado el 09/abr/2009 D.S. N. º 019-2006-TR

Reglamento de la Ley General de Inspección del Trabajo

29/oct/2006 modificado el 11/sep/2007

(44)

1.4.3 Normas Socio Culturales

En el ámbito nacional, las normas de carácter social y cultural juegan un papel muy importante en el desarrollo del país. En el cuadro inferior se indican las normas relacionadas a la ejecución de proyectos viales:

Cuadro N°1.11 Normas de carácter social y cultural

Publicación

Artículo N° 21 Patrimonio

Cultural de la Nación Constitución Política del Perú 1993

Ley N° 27972 Ley Orgánica de Municipalidades 27/may/2003

Ley N° 27616 Ley que restituye recursos a los gobiernos municipales 29/dic/2001 Ley N° 27867 Ley Orgánica de Gobiernos Regionales 26/jun/2007 Ley N° 29313 que modifica la

Ley N° 26300

Ley de los Derechos de Participación y Control

Ciudadanos 07/ene/2009

D.S. Nº 002-2009-MINAM

Reglamento sobre Transparencia al Acceso a la Información Pública Ambiental y Participación y Consulta Ciudadana en Asuntos Ambientales

16/ene/2009

Ley N°27580

Ley que dispone de medidas de protección que debe aplicar el Instituto Nacional de Cultura para la ejecución de obras en bienes culturales inmuebles

06/dic/2001

D.L. N°696 Ley de Promoción de la Inversión Privada en Acciones

de Renovación Urbana 1991

D.S N°011-95-MTC Reglamento del Decreto Legislativo N°696 1995 Ley N°27181 Ley General de Transporte y Tránsito Terrestre 1995 D.S. N°034-2008-MTC Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura

Vial 2008

D.S. N°017-2007-MTC Reglamento de Jerarquización Vial 2007 Ley N°28296

Modificada por D.L. N°1003

Ley General del Patrimonio Cultural de la Nación y su modificación respecto al artículo N°30 para la agilización en la ejecución de obras públicas

2004, modificatoria el 02/may/2008

R.L. N°26236 Protección, Conservación y Recuperación de bienes arqueológicos, históricos y culturales 1993 Título VIII Delitos contra el

Patrimonio Cultural (art. N°226 – 231) modificada por Ley

N°27244

Código Penal D.L. N°635 y su modificatoria

Código año 1991 Modificatoria 26/dic/1999 Ley N°228567 Modifica al art. N°228 del Código Penal 02/jul/2005 Ley N°29263

Art. N°304 – 307 sobre delitos ambientales

Art. N°308 – 313 sobre delitos contra los recursos naturales