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Espacio del lector

Dirección general Ascensión Medina Nieves Consejo editorial del CICM Presidente

Fernando Gutiérrez Ochoa

Este espacio está reservado para nuestros lectores. Para nosotros es muy importante conocer sus opiniones y sugerencias sobre el contenido de la revista. Para que pueda considerarse su publicación, el mensaje no debe exceder los 900 caracteres.

sumario Número 582, enero de 2018

3 MENSAJE DEL PRESIDENTE INGENIERÍA ESTRUCTURAL / FACTO­ 4 RES DE ACELERACIÓN PARA EVA­ FOTO: CENAPRED

LUAR EL ESTADO LÍMITE DE SERVI­ CIO EN EDIFICIOS SENSIBLES AL VIENTO / ADRIÁN POZOS ESTRADA / VISIÓN 2045 DE LA INFRAESTRUCTURA REGIONAL / FELIPE 7 GREMIO OCHOA ROSSO / EL MERCADO ELÉCTRICO MEXICANO A CUATRO AÑOS DE 10 ENERGÍA SU IMPLEMENTACIÓN / CLAUDIO RODRÍGUEZ GALÁN

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INGENIERÍA MARÍTIMA / DISEÑO DE PI­ LOTES DE CIMENTACIÓN PARA PLATA­ FORMAS MARINAS FIJAS / PRÓCORO BARRERA NABOR Y ROGELIO VÁZQUEZ AGUILAR

DE PORTADA: DIÁLOGO / NECESI­ 20 TEMA TAMOS PROTOCOLOS Y PROFESIONA­ LES PREPARADOS / FRANCISCO GARCÍA ÁLVAREZ MUCHO POR DESARROLLAR; NECESITAMOS SEGUIR APREN­ 24 FALTA DIENDO / DAVID DE LEÓN ESCOBEDO / IMPACTOS AMBIENTALES Y SOCIALES DE LAS PRE­ 30 HIDRÁULICA SAS / HUMBERTO MARENGO MOGOLLÓN / GLOBALIZACIÓN, PETRÓLEO Y POBLACIÓN / ALBERTO 34 ACADEMIA JAIME PAREDES Y COLS.

37

ALREDEDOR DEL MUNDO / LOS TÚNELES DE PAJARES EN ESPAÑA

40

CULTURA / LIBRO YA NADIE LLORA POR MÍ / SERGIO RAMÍREZ

AGENDA / CONGRESOS, CONFERENCIAS…

Vicepresidente

Alejandro Vázquez Vera Consejeros

Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C.

Felipe Ignacio Arreguín Cortés Enrique Baena Ordaz Óscar de Buen Richkarday Luis Fernando Castrellón Terán José Manuel Covarrubias Solís Mauricio Jessurun Solomou Roberto Meli Piralla Manuel Jesús Mendoza López Andrés Moreno y Fernández Regino del Pozo Calvete Javier Ramírez Otero Jorge Serra Moreno Édgar Oswaldo Tungüí Rodríguez Óscar Valle Molina Miguel Ángel Vergara Sánchez Luis Vieitez Utesa Dirección ejecutiva Daniel N. Moser da Silva Dirección editorial Alicia Martínez Bravo Coordinación editorial José Manuel Salvador García Coordinación de contenidos Teresa Martínez Bravo Contenidos Ángeles González Guerra Diseño Diego Meza Segura Marco Antonio Cárdenas Méndez Dirección comercial Daniel N. Moser da Silva Comercialización Laura Torres Cobos Victoria García Frade Martínez Dirección operativa Alicia Martínez Bravo Administración y distribución Nancy Díaz Rivera Realización HELIOS comunicación +52 (55) 55 13 17 25

Su opinión es importante, escríbanos a ic@heliosmx.org IC Ingeniería Civil, año LXVIII, número 582, enero de 2018, es una publicación mensual editada por el Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C. Camino a Santa Teresa número 187, Colonia Parques del Pedregal, Delegación Tlalpan, C.P. 14010, México, Distrito Federal. Tel. 5606-2323, www.cicm.org.mx, ic@heliosmx.org Editor responsable: Ing. Ascensión Medina Nieves. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo número 04-2011-011313423800-102, ISSN: 0187-5132, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor, Licitud de Título y Contenido número 15226, otorgado por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Permiso Sepomex número PP09-0085. Impresa por: Helios Comunicación, S.A. de C.V., Insurgentes Sur 4411, 7-3, colonia Tlalcoligia, delegación Tlalpan, C.P. 14430, México, Distrito Federal. Este número se terminó de imprimir el 31 de diciembre de 2017, con un tiraje de 4,000 ejemplares. Los artículos firmados son responsabilidad de los autores y no reflejan necesariamente la opinión del Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C. Los textos publicados, no así los materiales gráficos, pueden reproducirse total o parcialmente siempre y cuando se cite la revista IC Ingeniería Civil como fuente. Circulación certificada por el Instituto Verificador de Medios, registro

110/27.

Registro en el Padrón Nacional de Medios Certificados de la Secretaría de Gobernación. Para todo asunto relacionado con la revista, dirigirse a ic@heliosmx.org Costo de recuperación $60, números atrasados $65. Suscripción anual $625. Los ingenieros civiles asociados al CICM la reciben en forma gratuita.


Mensaje del presidente

Momento de cambio y crecimiento

XXXVI CONSEJO DIRECTIVO

C

Sergio M. Alcocer Martínez de Castro

omo ingenieros tenemos a nuestro alcance la oportunidad de transfor-

Presidente Fernando Gutiérrez Ochoa Vicepresidentes Felipe Ignacio Arreguín Cortés Ascensión Medina Nieves

mar las ciudades y por lo tanto la vida de sus habitantes. La tecnología

Andrés Antonio Moreno y Fernández

nos ofrece modernas herramientas que permiten crear espacios van-

Jorge Serra Moreno

guardistas para atender las nuevas demandas y necesidades de la sociedad. Ya establecidas las recientes normas para la construcción, que refuerzan

Mario Salazar Lazcano Edgar Oswaldo Tungüí Rodríguez Alejandro Vázquez Vera Primer secretario propietario

la seguridad estructural de obras nuevas y de la reconstrucción de inmuebles

Mauricio Jessurun Solomou

dañados, se nos presenta una excelente ocasión para mejorar la infraestructura

Primer secretario suplente

y con ello otorgar tranquilidad a la ciudadanía. La reconstrucción resiliente debe ir más allá de la ciudad y los estados afectados por los fenómenos naturales recientes. La resiliencia es un parámetro que permite renovar prácticas de construcción. Es responsabilidad de los

Aarón Ángel Aburto Aguilar Segundo secretario propietario Raúl Méndez Díaz Segundo secretario suplente José Arturo Zárate Martínez

ingenieros civiles dar seguridad y certidumbre para atender adecuadamente los impactos de impredecibles fenómenos naturales. Es un deber garantizar construcciones que sean sostenibles a lo largo del tiempo. Así pues, la reconstrucción es una posibilidad de cambio y crecimiento, que debemos capitalizar para mejorar nuestras prácticas y reforzar la seguridad. Es por esto que el 29° Congreso Nacional de Ingeniería Civil abordará

Tesorero José Cruz Alférez Ortega Subtesorero Mario Olguín Azpeitia Consejeros Ignacio Aguilar Álvarez Cuevas Luis Attias Bernárdez

centralmente las mejores prácticas, avances tecnológicos y nuevas áreas de

Enrique Baena Ordaz

oportunidad, en los que tanto los ingenieros civiles actuales como las nuevas

Jesús Campos López

generaciones podemos intervenir para seguir construyendo con el objetivo de ofrecer condiciones para una mejor calidad de vida. Los invito a sumarse y par-

Renato Berrón Ruiz Celerino Cruz García Salvador Fernández del Castillo Juan Guillermo García Zavala Benjamín Granados Domínguez César Alejandro Guerrero Puente

ticipar en dicho encuentro.

Pisis Luna Lira Carlos de la Mora Navarrete Simón Nissan Rovero Regino del Pozo Calvete Alfonso Ramírez Lavín Francisco Suárez Fino

Fernando Gutiérrez Ochoa XXXVI Consejo Directivo

www.cicm.org.mx


INGENIERÍA ESTRUCTURAL

Factores de aceleración para evaluar el estado límite de servicio en edificios sensibles al viento La construcción de edificios altos sensibles al viento en México se ha incrementado en la última década. Aunque la normativa y manuales incluyen métodos de vanguardia para el análisis de estructuras ante acciones eólicas, aún no se ha propuesto un método integral y práctico para la evaluación del estado límite de servicio, en términos de la aceleración inducida por el viento. El principal objetivo de este trabajo es desarrollar factores de aceleración que puedan ser empleados para evaluar el estado límite de servicio, en términos de aceleración, para la verificación del diseño. Para el desarrollo de estos factores, se consideran las características del clima de viento en México, la incertidumbre en la respuesta estructural, las propiedades dinámicas y la probabilidad de percepción de la aceleración. Finalmente, con un ejemplo de aplicación se muestra una expresión práctica para calcular los factores de aceleración. En años recientes, en México se ha incrementado la construcción de edificios de más de 200 metros. Los modernos métodos de análisis estructural y el desarrollo de nuevas técnicas de construcción han reducido el tiempo de construcción. Aunado a lo anterior, con el uso de nuevos materiales de construcción con alta resistencia y bajo peso está garantizado el estado límite

H-90 H-70 H-50

10 6.5

Oficinas Residencias H-30 H-10

ISO10137 (2007) AIJ (2004)

1 0.1

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último de estos edificios; sin embargo, se deben evaluar los requerimientos de servicio para asegurar que los edificios diseñados sean adecuados en términos de habitabilidad. La vibración inducida por el viento en edificios altos es generalmente evaluada en términos de la aceleración máxima promedio o la desviación estándar de la acelera-

Gráfica 1. Comparación de curvas de percepción y límites de aceleración 50 Aceleración máxima promedio (mili-g)

ADRIÁN POZOS ESTRADA Doctor en Ciencias (Ingeniería). Investigador del Instituto de Ingeniería, UNAM. Entre sus líneas de investigación se encuentra el estudio analítico y experimental de los efectos del viento sobre las estructuras, el estudio de dispositivos para reducir la respuesta inducida por el viento en estructuras, así como aplicaciones de la ingeniería sísmica y dinámica estructural.

NTCDV (2004) MOCDV (2008) 0.2 f (Hz)

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Factores de aceleración para evaluar el estado límite de servicio en edificios sensibles al viento

Gráfica 2. Curva propuesta para determinar factores de aceleración en función de la probabilidad de percepción de la aceleración 2.0 1.6

FAl

1.2 0.8 0.4 0.24 0 10

20

30 PfP0 (%)

40

50

60

70

80

90

Tabla 1. Resumen de dimensiones, propiedades dinámicas y parámetros para calcular la aceleración Parámetro

Valor

Parámetro

Valor

Altura, anchura

183 m, 30.5 m

Densidad del aire, coeficiente de arrastre

1.23 kg/m3, 1.2

Frecuencia

0.2 Hz

Velocidad del viento, intensidad de turbulencia, respuesta resonante, factor pico

30 m/s, 0.22, 0.7, 3.3

Amortiguamiento (%), masa

0.015, 11 × 106 kg

Aceleración máxima calculada de acuerdo con el MOCDV (2008)

35 mili-g

ción. La primera se asocia con el temor por la seguridad (temor por percibir una aceleración importante) y la segunda se suele asociar con efectos fisiológicos (mareos por estar sometido a una aceleración por un intervalo de tiempo). Algunos códigos y normas internacionales incluyen curvas de percepción de la aceleración como función de la frecuencia (ISO10137, 2007; AIJ, 2004). Estas curvas son empleadas para comparar la aceleración máxima promedio, la cual es calculada con base en expresiones analíticas o estudios experimentales, y verificar que el nivel de aceleración sea aceptable de acuerdo con el grado de confort requerido. Aunque la normativa y los manuales mexicanos incluyen métodos de análisis de estructuras de vanguardia, aún no está disponible un método integral y práctico para la evaluación del estado límite de servicio, en términos de la aceleración inducida por el viento. El principal objetivo de este trabajo es desarrollar factores de aceleración que puedan ser empleados para evaluar el estado límite de servicio, en términos de aceleración, para la verificación del diseño. Para el desarrollo de estos factores, se consideran las características del clima de viento en México, la incertidumbre en la respuesta estructural, las propiedades dinámicas y la probabilidad de percepción de la aceleración. Finalmente, se propone una curva para calcular los factores de aceleración y se muestra su empleo con un ejemplo de aplicación. Curvas de percepción de aceleración Algunos códigos y manuales proponen el uso de curvas de percepción de aceleración que dependen de la frecuencia y el uso del edificio. En la norma ISO10137

(2007) se proponen dos curvas para evaluar el nivel de aceleración máxima promedio, una para edificios de uso residencial y otra para oficinas. Estas curvas están asociadas con un periodo de retorno de un año. Por otro lado, en la norma japonesa (AIJ, 2004) se sugieren como lineamientos curvas de percepción de aceleración máxima promedio que depende de la frecuencia para diferentes niveles de percepción de la aceleración; estas curvas también están asociadas con un periodo de retorno de un año. En la práctica mexicana, la versión 2004 de la Norma Técnica Complementaria para el Diseño por Viento (NTCDV, 2004) indica como límite de aceptación de la aceleración máxima un valor de 40 mili-g (0.04 veces la aceleración de la gravedad, valor muy por arriba de los criterios de aceleración empleados en la práctica internacional). En esta norma no se provee información acerca del valor del periodo de retorno con el cual debe ser calculada la aceleración ni se considera la dependencia de la frecuencia del límite de aceleración propuesto. Otra referencia popular para el diseño por viento en México es el Manual de Diseño de Obras Civiles (MOCDV, 2008) de la CFE, el cual propone el uso de límites de aceleración máxima promedio para edificios de uso residencial y de oficinas. El MOCDV (2008) indica que para frecuencias menores que 0.1 Hz se debe emplear un límite de aceleración igual a 15 mili-g para edificios de oficinas y de 10 mili-g para edificios de uso residencial, y que para frecuencias de alrededor de 1 Hz deben usarse los límites de 7.5 y 5 mili-g para edificios de oficinas y edificios de uso residencial, respectivamente. En el MOCDV (2008) se indica que la aceleración máxima promedio puede

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Factores de aceleración para evaluar el estado límite de servicio en edificios sensibles al viento

ser calculada con velocidades con periodos de retorno de 10 o 50 años. Se realiza aquí una comparación de las curvas de percepción de aceleración de las normas internacionales (ISO10137, 2007; AIJ, 2004) y los límites de aceleración indicados en la NTCDV (2004) y el MOCDV (2008) para velocidades de viento con periodo de retorno de 10 años y un tiempo promediado de 10 minutos. En la gráfica 1 se observa que los niveles de aceleración máxima promedio para edificios de uso residencial indicadas en ISO10137 (2007) son similares a los indicados en la curva H90 de la norma japonesa (AIJ, 2004). También se observa que el límite de 40 mili-g propuesto en las NTCDV (2004) está muy por arriba de las curvas y límites comparados. Los límites de aceleración del MOCDV (2008) son comparables con las curvas de la norma ISO10137 (2007) para 0.1 Hz, y con la curva H90 (AIJ, 2004) de la ISO10137 (2007) para 1 Hz. Es importante recalcar que en las curvas y límites mostrados en la gráfica 1 no se consideran la incertidumbre en la respuesta estructural, las propiedades dinámicas y la probabilidad de percepción de la aceleración.

Ejemplo ilustrativo del empleo de los factores de aceleración Para mostrar el empleo de los factores de aceleración (véase gráfica 2), considérese un edificio alto con las dimensiones y propiedades dinámicas resumidas en la tabla 1. Allí también se presentan los parámetros empleados para calcular la aceleración máxima de acuerdo con la ecuación presentada en el MOCDV (2008). Considérese que el diseño requiere que PfP0 sea igual a 90% (90% de los habitantes de la estructura percibirán la aceleración); el factor de aceleración obtenido de la gráfica 2 resulta igual a FAl = 0.24. Asimismo, el diseño requiere que la aceleración máxima calculada de acuerdo con el MOCDV (2008) factorizada (0.24 × 35 mili-g = 8.4 mili-g) sea menor que el límite de aceleración de la curva H-50 (véase gráfica 1), que para la estructura en estudio es igual a 6.5 mili-g para una frecuencia de 0.2 Hz. La comparación indica que el diseño no es aceptable y se deben tomar medidas para reducir la aceleración inducida por el viento, como el empleo de masas sólidas o líquidas resonantes (TMD o TLD, por sus siglas en inglés).

Evaluación de factores de aceleración para la verificación del diseño de edificios sensibles al viento Aceleración máxima promedio Considérese que una estructura es sometida a la acción del viento y que la respuesta es dominada por el modo fundamental en traslación. En estas condiciones, la desviación estándar y la respuesta máxima pueden ser fácilmente calculadas con expresiones propuestas en códigos o manuales. En México, una expresión para calcular la aceleración máxima promedio de edificios prismáticos sometidos a fuerzas de viento se propone en el MOCDV (2008).

Conclusiones Se propusieron factores de aceleración que pueden ser utilizados para la evaluación del estado límite de servicio, en términos de aceleración, para edificios altos. Para el desarrollo de estos factores se emplearon las características del clima de viento de México, la incertidumbre en la respuesta estructural, las propiedades dinámicas y la probabilidad de percepción de la aceleración. Se mostró el empleo de estos factores con un ejemplo numérico.

Cálculo de factores de aceleración Los análisis realizados mostraron que los factores de aceleración, denotados por FAl, dependen de las características del viento y de la probabilidad de percepción de la aceleración PfP0. Con base en los resultados de estos análisis, la curva propuesta para calcular los factores de aceleración FAl con respecto a PfP0 se presenta en la gráfica 2. La curva de la gráfica puede ser empleada para verificar si la aceleración máxima promedio inducida por el viento en un edificio alto satisface el límite de aceleración permitido. Para la calibración de los factores de aceleración se empleó la curva H-50 (AIJ, 2004). El lector interesado puede revisar otras referencias del autor, donde se describe con detalle el procedimiento de calibración de los factores de aceleración y se presentan expresiones simplificadas que pueden emplearse para evaluar la aceleración inducida por el viento en edificios altos. Estas expresiones simplificadas incluyen factores que toman en cuenta las características del viento en México, además de otros parámetros de interés para el cálculo de la respuesta.

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Agradecimientos Se agradece el apoyo económico provisto por el Instituto de Ingeniería de la UNAM, a través del proyecto “Propuesta de un estado límite de servicio para edificios sensibles al viento en México”, para el desarrollo de este trabajo. También se agradece el apoyo económico del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología

Referencias Architectural Institute of Japan Recommendations, AIJ (2004). Guidelines for the evaluation of habitability to building vibration. AIJESV001-2004. Tokio. CEN European Committee for Standardization, Eurocode 1 (2004). Basis of design and actions on structures Parte 2-4. Wind actions. Bruselas. Comisión Federal de Electricidad, CFE (2008). Manual de diseño de obras civiles. Diseño por viento. Recomendaciones y Comentarios. ISO10137-2007 (2007). Bases for design of structures-Serviceability of buildings and walkways against vibrations. International Organization for Standardization. Génova. Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Viento (2004). México. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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GREMIO

Visión 2045 de la infraestructura regional Ante las expectativas del papel de México en el consorcio de las economías mundiales hacia 2045, nuestro país debe conformarse como una verdadera plataforma logística, y la infraestructura es el instrumento que conecta los mercados tanto de insumos y refacciones como de productos. En el ámbito social, una infraestructura robusta y los servicios que provee son la base de la competitividad nacional y, por lo tanto, del crecimiento económico; es la generadora de mayor calidad de vida en los sectores más pobres, con lo que contribuye a disminuir las desigualdades regionales; incrementa las expectativas de trabajo y de ingreso, y permite activar de forma inmediata el empleo temporal. A pesar de lo anterior, durante los últimos años México ha invertido alrededor de 2% del PIB en infraestructura (sin incluir al sector energético), por debajo de países como Perú, Colombia, Argentina y Brasil; mientras tanto, los países más competitivos de Asia invierten más de 5% de su PIB en este rubro. Hasta finales de la década de 1970, el Estado mexicano participó casi de manera exclusiva en todas las funciones del desarrollo de infraestructura nacional (inversión, planeación, diseño, construcción y mantenimiento) así como de la operación de los servicios y la regulación de éstos y de la infraestructura. Es deseable una mayor movilización de recursos para la infraestructura. Por un lado, que el Estado aumente de 1 a 2% su participación en el PIB para atender proyectos regionales rezagados, mejorar la conectividad de la red carretera libre de cuotas e invertir en proyectos de agua y saneamiento, y de protección contra desastres naturales. Por otra parte, la iniciativa privada puede hacer lo propio para incrementar su participación en infraestructura también de 1 a 2% del PIB, especialmente en proyectos de los sectores energético, de telecomunicaciones, de infraestructura productiva con cargo al usuario, al mercado o al gobierno en el largo plazo, y en proyectos de infraestructura que venda el gobierno. Horizonte de planificación Con una planeación del desarrollo de largo alcance, las estrategias, políticas públicas y privadas, instrumentos y acciones relacionados podrán lograr un mayor grado de congruencia.

Se propone una visión de nación para el año 2045 con el propósito de asegurar el crecimiento económico sustentable, cuadruplicar el ingreso per cápita y tener las condiciones para inversión en educación, salud, infraestructura y actividades productivas. La ubicación geográfica de México representa una gran oportunidad para el desarrollo de parques tecnológicos e industriales de punta, nuevos desarrollos para el gran turismo e infraestructura logística de vanguardia en las áreas de energía, agua, transporte y telecomunicaciones. Demanda futura • Proyectos para atender rezagos y combatir la desigualdad social, en particular entre regiones. • Proyectos para atender necesidades diferidas por su grado de complejidad y por sus montos sustanciales de inversión. • Proyectos verdes que contribuyan a la conservación del capital natural del país y al abatimiento de la contaminación ambiental. • Proyectos detonadores de desarrollo económico que atraigan inversiones en su entorno para impulsar el crecimiento económico.

FELIPE OCHOA ROSSO Ingeniero civil con doctorado en Ingeniería de sistemas e investigación de operaciones. Ha sido asesor de dependencias y entidades gubernamentales y de empresas nacionales e internacionales en temas de planeación estratégica y corporativa, infraestructura económica y del sector transporte. Miembro emérito del CICM y académico de honor de la AI.

En su ámbito de acción, el CICM debe continuar mejorando su tradición de planeación en materia de infraestructura. Los retos del colegio son mantener su papel de asesor del sector público preparando con antelación la propuesta de Programa Nacional de Infraestructura 2019-2024 y, ya que se carece de un proyecto de largo plazo, preparar la visión de la infraestructura hacia 2045. Infraestructura regional, visión 2045 Ante las expectativas del papel de México en el consorcio de las economías mundiales hacia 2045, nuestro país debe constituirse en una verdadera plataforma

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Visión 2045 de la infraestructura regional

logística. La infraestructura es el instrumento para el desarrollo, pero mayormente la que conecta los mercados tanto de insumos y refacciones como de productos. Por tanto, el Programa de Infraestructura de largo plazo debería conducir a México hacia su conectividad física y económica. Con la conectividad como medio debe generarse valor para acelerar el crecimiento económico, conectar los poblados con sus áreas urbanas nacionales y éstas con las de los países vecinos. La logística es el gran tema del futuro; atraer cadenas de producción es la forma más rápida de elevar la tasa del PIB. Se trata de atraer no solamente inversiones, sino cadenas de proveedores que las alimenten. La incorporación integral de la economía de México al mundo global es un vehículo para la transformación social. En lo que sigue se abordan ejemplos de proyectos con los cuales inducir el desarrollo nacional futuro desde el punto de vista logístico. Corredor del Istmo/Golfo La estrategia es utilizar el esquema de Zonas Económicas Especiales en la región del Istmo con un paquete de incentivos fiscales, no fiscales y locales. Con el fin de formular su proyecto de largo plazo y la infraestructura requerida, se considera necesario partir de un proyecto de corto plazo que permita detonar el proceso; en éste tendrá que tomarse en cuenta el nuevo entorno regional y mundial que obliga a considerar el mercado interno al que podría acceder la producción de la región. Así pues, este proyecto tendrá el papel de industrializar la región Sur-Sureste del país con base en su potencial productiSan Andrés Tuxtla

vo. Los principales proyectos de infraestructura para el programa de inversiones en el corto plazo se muestran en la figura 1. Integración de la región de Norteamérica La combinación de reservas que resulta de la reforma energética mexicana en fase de implementación, la extracción de petróleo de fuentes no convencionales por parte de EUA y las arenas bituminosas en Canadá convierte a la región de Norteamérica en una superpotencia energética global. Esto significa la oportunidad de integrar un mercado comercial regional cuya competitividad disminuiría los costos. Para que la infraestructura resulte un eficaz motor de crecimiento, es necesario iniciar un proceso de planeación conjunta de largo plazo, tanto de la infraestructura energética como de la asociada de transporte, con visión regional y liderazgo compartido. El plan deberá incluir la restructuración de procedimientos en todos los cruces fronterizos. Área del NAICM El gobierno puede detonar un desarrollo regional único en el oriente del Valle de México, anclado en el futuro aeropuerto y en la reconversión del actual. Puede impulsar y desarrollar proyectos de alto impacto económico y social que modifiquen la fisonomía y el entorno de la zona circundante y de la propia ciudad. El desarrollo de una Ciudad Aeropuerto en la ZMVM es una opción ambiciosa y de largo plazo en términos del impacto que produciría. En la tabla 1 se da un ejemplo del desarrollo regional integral que podría lograrse.

Golfo de México

6 Cosoleacaque 3 Acayucan

Coatzacoalcos

Proyectos

Tabasco

2

Veracruz Oaxaca

1

Proyecto carretero Acayucan-La Ventosa

2

Terminales especializadas, instalación para manejo de fluidos en la Laguna de Pajaritos

3

Mejoramiento de los puertos de Salina Cruz y Coatzacoalcos

4

Autopista Mitla-Tehuantepec

5

Modernización y ampliación de carretera Salina Cruz-Coatzacoalcos

6

Plataformas logísticas en Salina Cruz y Coatzacoalcos

5

1 Matías Romero

Chiapas

Ciudad Ixtepec 4 Santo Domingo Tehuantepec

6 3 Salina Cruz

Océano Pacífico

Fuente: Análisis FOA, S. C. con datos de cartera de proyectos del Programa de Inversiones en Infraestructura de Transporte y Comunicaciones 2013-2018 y de otros proyectos.

Figura 1. Principales proyectos de infraestructura en el Istmo de Tehuantepec.

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Visión 2045 de la infraestructura regional

Tabla 1. Elementos del desarrollo regional integral del NAICM Parque industrial de alta tecnología Residencial Gran densidad/utilización mixta Centro comercial Universidad

Parque científico y de investigaciones Parque Zona franca Áreas verdes y deportivas

Hospital

Zona hotelera y de entretenimiento

Oficinas

Autopista al NAICM

Hoteles

Tren exprés al aeropuerto

Centro de almacenamiento

Estación multimodal

Centro de logística y distribución

Estacionamiento

Clústers del Bajío El Valle Aeroespacial de Querétaro está evolucionando: de ser un punto geográfico pasó a ser un referente de cultura tecnológica. En 10 años se ha convertido en un clúster industrial de alta tecnología donde se generan más de 4 mil empleos. Forma ya parte de la red de la industria aeroespacial global y en su entorno existe un conjunto de parques industriales que lo potencian.

Corredor tecnológico NAICM-Querétaro Dos diferentes núcleos del desarrollo nacional actual se combinan para la generación de uno nuevo. Por un lado están la sustancial inversión del NAICM y el anticipado desarrollo integral del área federal en la Ciudad de México; por otro lado se encuentra el clúster aeronáutico de Querétaro, que cuenta con tecnología de punta. El concepto que surge es el del corredor tecnológico NAICM-Querétaro, que en sus 220 km de longitud servirá a las industrias de alta tecnología y será un corredor de la educación especializada. En este corredor se ha propuesto como medio de transporte el hyperloop, un tubo con baja presión interior por el que se deslizan vagones a muy altas velocidades. Se propone comenzar el análisis integral de proyecto de este llamado “quinto modo de transporte”, para el corredor NAICM-Querétaro, que en el futuro podría prolongarse hasta Guadalajara

Este artículo es una adaptación de la conferencia impartida por el autor en la reunión regional de Guadalajara del 22 de septiembre de 2017. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

www.cimesa.net Cimentaciones y obra civil

Estructuras subterráneas

Obras hidráulicas e industriales

Estructuras portuarias


ENERGÍA

El mercado eléctrico mexicano a cuatro años de su implementación Con la histórica reforma a los artículos 25, 27 y 28 de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos en diciembre de 2013 y la consecuente publicación de la legislación federal en materia de electricidad (entre otras) en agosto de 2014, se abrió camino a una de las más grandes reformas del México moderno. Hasta ese momento, México era la excepción y no la norma, ya que un alto porcentaje de las naciones desarrolladas o en vías de desarrollo ya habían abierto el sector eléctrico a la inversión privada. CLAUDIO RODRÍGUEZ GALÁN Abogado con maestría en Derecho de los negocios internacionales. Doctorando en Derecho de energía. Miembro de la Academia Mexicana de Derecho Energético. Ex coordinador del Comité de Energía de la Barra Mexicana de Abogados. Socio de la Práctica Internacional de Energía de Thompson & Knight. Catalogado por Chambers Global, Legal500, Who’s Who Legal y Chambers LatinAmerica como abogado líder de energía en México.

Respecto de la legislación federal en materia eléctrica, sobresale la promulgación de la Ley de la Industria Eléctrica (LIE) y la derogación de la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica (LSPEE), con la consecuente promulgación, en los últimos tres años, de un sinfín de manuales operativos. Con todo ello, surgieron gran cantidad de nuevos esquemas y negocios en el sector eléctrico que el marco constitucional previo simplemente no permitía. ¿Qué esquemas, actores y circunstancias son propios de la reforma energética? ¿Qué oportunidades y

Banco

ISDA

participación tienen y tendrán los ingenieros civiles en dicho mercado? Entre las actividades más importantes se incluye la comercialización y generación de energía, en competencia libre y directa. Asimismo, se han creado nuevos vínculos entre los diversos actores y nuevos mecanismos de contratación dependiendo de las diversas funciones creadas. De forma esquemática, el nuevo mercado eléctrico mexicano (MEM) se puede esquematizar como se muestra en la figura 1. Suministrador calificado

LSPEE

CFE

Participante mercado EPC

Proyecto Bilaterales

Generador legado

Generador

Subastas No suministro

Migración total Migración parcial

Participante mercado

Centros legados

Usuario calificado

Participante mercado

Cobertura MEM

Figura 1. Mercado eléctrico.

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El mercado eléctrico mexicano a cuatro años de su implementación

Un cambio fundamental lo constituyó la modificación administrativa de los actores del sector público. Dicho de forma simple, de ser entidades paraestatales, la CFE y Pemex ahora son empresas productivas del Estado, término de confección novedosa y exclusiva de esta reforma energética. ¿Qué significa esto? El cambio radica en que, si bien no son sociedades mercantiles, sí son empresas con actividades mercantiles con participación mayoritaria del Estado mexicano y reguladas ahora no sólo por la LIE sino además de forma supletoria por el Código de Comercio y el Código Civil Federal. Esto dista años luz de la rigidez y “monoteísmo” de la legislación federal en materia de contratación pública que regían a la antigua CFE. Ahora son aplicables las “Disposiciones generales en materia de adquisiciones, arrendamientos, contratación de servicios y ejecución de obras de la Comisión Federal de Electricidad y sus empresas productivas subsidiarias”. Así, ahora la CFE puede otorgar garantías y participar en cualquier tipo de contrato o incluso asociación público-privada para llevar a cabo sus actividades mercantiles y dar valor al Estado. Esa flexibilidad mercantil no puede ser distinta, pues la CFE y sus filiales y subsidiarias compiten como generadores y suministradores en igualdad con los sectores privados de generación y comercialización de energía, mientras queda aún exclusivamente en manos del Estado su transmisión y distribución. Pero incluso en estas dos últimas actividades se permiten asociaciones con empresas del sector privado. Actores El camino de una reforma de tal envergadura no ha sido sencillo, y, por supuesto, es perfectible, pero en definitiva ha modernizado la forma en que la competencia puede luchar por ofrecer las mejores condiciones a los clientes, con objeto de que esto se refleje en costos cada día más económicos para el usuario final (básico e industrial). Entre los cambios fundamentales se encuentra que la CFE, otrora rectora monopólica del servicio público de generación, distribución, comercialización y transmisión de energía, es, a través de sus empresas filiales y subsidiarias, un actor más en el mercado y debe competir directamente con los generadores y suministradores calificados privados. Para ello se crearon reglas de estricta separación legal entre la CFE y sus empresas filiales y subsidiarias: veremos si cumplen su función o si los actores empezarán a adoptar acciones de prácticas monopólicas como lo prevé de forma clara el artículo 105 de la LIE. En consecuencia, tanto la CFE a través de sus filiales y subsidiarias, como los particulares, pueden ofrecer la generación y suministro a particulares (divididos éstos entre usuarios calificados y usuarios de servicios básicos; esto último refiere a aquellos centros de carga de usuarios finales habitacionales, agrícolas o comerciales con cargas menores a 1 MW). Para ello, se explicarán las actividades y relaciones que pueden ser celebradas

por cada uno de los actores a la luz de la LIE y demás disposiciones secundarias. Usuarios calificados Los usuarios calificados son aquellos que tienen una demanda igual o mayor de 1 MW en sus centros de carga; para alcanzar dicha demanda se agrupan con base en ciertas reglas. Son estos actores los que ahora tienen un sinnúmero de opciones para satisfacer sus requerimientos, no sólo de energía, sino de potencia, y para adquirir el certificado de energía limpia o CEL (a partir del 1 de diciembre de 2018), título emitido por la Comisión Reguladora de Energía (CRE) que acredita la producción de un monto determinado de energía eléctrica a partir de energías limpias y que sirve para cumplir los requisitos asociados al consumo de los centros de carga. Entre las opciones que tienen los usuarios para ser considerados calificados destacan: a. Dejar que la CFE siga suministrando energía a sus centros de carga, o en su caso lo haga con contratos de autoabastecimiento o cogeneración. b. Migrar parcialmente los centros de carga para suministro bajo el nuevo marco de la LIE. c. Migrar totalmente sus centros de carga para ser registrados como usuarios calificados. d. Celebrar contratos de suministro con suministradores calificados. e. Celebrar contratos de cobertura eléctrica con participantes de mercado. f. Celebrar un contrato de participante de mercado bajo la modalidad de usuario calificado y obtener energía directamente del mercado eléctrico mayorista. g. Ser parte de proyectos de abasto aislado. Las opciones dependen en gran medida de la fecha en que los respectivos centros de carga (RPU) hayan sido dados de alta o en que fue requerida nueva capacidad para éstos, pero en todo caso, es posible migrar voluntariamente dichos centros de carga al nuevo marco legal para efecto de registrarlos como usuarios calificados, lo cual permitiría que tengan las opciones c, d y e, las cuales son exclusivas del nuevo marco legal creado por la reforma eléctrica. Finalmente, los usuarios calificados deben llevar a cabo los estudios de conexión que se señalan en los “Criterios mediante los que se establecen las características específicas de la infraestructura requerida para la interconexión de centrales eléctricas y conexión de centros de carga”, publicados en el Diario Oficial de la Federación (DOF) el 2 de junio de 2015, mediante los que se establecen las características específicas de la infraestructura requerida para la interconexión de centrales eléctricas y la conexión de centros de carga. Generadores El generador (por disposición, aquel que genere arriba de 0.5 MW), como permisionario de la CRE, puede

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celebrar contratos para la venta de su energía eléctrica y demás productos, pero no puede prestar el servicio de suministro eléctrico (salvo que cuente con contrato de cobertura eléctrica entre participantes de mercado, lo que no constituye suministro); puede, sin embargo, pertenecer al mismo grupo económico de un suministrador calificado. Otras opciones relevantes para los generadores son las siguientes: a. Migrar parcial o totalmente sus permisos legados a la LIE. b. Obtener un permiso de generación bajo la LIE. c. Celebrar un contrato de participante de mercado bajo la modalidad de generador y operar en los mercados eléctricos existentes. d. Celebrar un contrato de cobertura eléctrica con un usuario calificado. e. Celebrar un contrato bilateral con un suministrador calificado. f. Representar a centrales eléctricas. g. Generar bajo el esquema de abasto aislado. h. Participar en subastas eléctricas de mediano o largo plazo como vendedores. Los permisos de generación previos a la reforma eléctrica y sus respectivos contratos de interconexión (conocidos respectivamente como permisos legados y contratos de interconexión legados) pueden ser igualmente migrados de forma total o parcial a la legislación actual, lo cual permite ampliar a los titulares la forma de participar en el MEM. Las migraciones son obligatorias cuando el permiso vencerá o cuando el titular de dicho permiso participó en una subasta eléctrica y le fue adjudicado un contrato de cobertura eléctrica. De forma análoga a los estudios de conexión, los generadores deberán solicitar los estudios de interconexión (estudios indicativos, estudios de impacto en el sistema y estudio de instalaciones) que se señalan en los criterios publicados en el DOF (2/06/2015). Finalmente, se hace necesario resaltar la importancia de que los contratos celebrados por los generadores contengan las condiciones de bancabilidad necesarias para que las instituciones financieras puedan otorgar financiamiento a la ingeniería, desarrollo, construcción y operación de las respectivas centrales eléctricas; para ello, además de las condiciones comerciales y plazos (generalmente largos), se requiere un conocimiento concreto de las condiciones legales de dichos contratos, incluyendo –tratándose de contratos de cobertura eléctrica– las denominadas transacciones financieras bilaterales de energía o potencia, de confección exclusiva de la reforma energética. Si se trata de contratos de cobertura eléctrica a ser adjudicados en subastas eléctricas, es ahora importante conocer las condiciones de salvaguarda financiera que ofrece la denominada Cámara de Compensación, como mecanismo ideado para salvaguardar los intereses de las partes enajenantes en dichos contratos.

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Respecto a la generación y tecnología, es importante destacar la importancia de la calificación de “energía limpia” de conformidad con la LIE, ya que a partir del 1 de enero de 2018 los centros de carga deben cumplir con un porcentaje mínimo de 5% de CEL, según el aviso por el que se da a conocer el “Requisito para la adquisición de certificados de energías limpias en 2018”, publicado en el DOF (31/03/2015). Para tal efecto, la LIE define en su artículo 5º las energías limpias, e incluye varias tecnologías, entre ellas eólica, fotovoltaica, geotérmica, maremotriz y bioenergética. Suministradores calificados Finalmente, los suministradores calificados, en su condición de permisionarios de la CRE, pueden prestar el servicio de suministro calificado a usuarios calificados de acuerdo con el artículo 46 de la LIE. El suministrador calificado, figura propia y exclusiva de la reforma energética, tiene las opciones siguientes: a. Celebrar un contrato de participante de mercado bajo la modalidad de suministrador. b. Celebrar contratos de suministro con usuarios calificados. c. Celebrar contratos de cobertura eléctrica con generadores. d. Representar a generadores exentos. e. Participar en subastas eléctricas de largo o mediano plazo como comprador. Un concepto propio de los suministradores calificados es el de “responsabilidad de la carga”, lo cual implica que si los suministradores calificados no satisfacen los requisitos de demanda de sus clientes usuarios calificados, tienen que obtener dichos productos del MEM a los precios que correspondan, por lo que existe para ello la obligación de que los suministradores calificados no dependan totalmente de los precios de mercado eléctrico, y deben para ello tener un porcentaje mínimo de contratos de cobertura eléctrica que apoye los de suministro calificado, de conformidad con el artículo 52 de la LIE. Los suministradores calificados pueden atender no sólo a los usuarios calificados privados (industriales o comerciales), sino también a entidades de la administración pública estatal o municipal; para ello se requiere que los centros de carga públicos sean registrados también como usuarios calificados ante la CRE. Por su naturaleza de derecho público y presupuestal, las condiciones de garantías de pago que serán requeridas a los usuarios calificados públicos serán diferentes, y generalmente se analiza la afectación de recursos propios (esto es, participaciones federales) para garantizar dichos contratos. Relevancia para socios del CICM Y todo lo anterior, ¿por qué es relevante para los socios del Colegio de Ingenieros Civiles de México? Nuevas empresas industriales y comerciales, por un lado, y nuevos proyectos en fase de construcción o proyectados

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en México requieren el suministro de energía eléctrica en sus respectivos centros de carga; tratándose de proyectos de generación de energía, se tienen que conocer las opciones de comercialización de energía disponibles. Para nuevos proyectos de generación o empresas usuarias, siendo que esas centrales eléctricas y centros de carga son interconectados o conectados con posterioridad a la promulgación de la LIE, se tendrán las opciones para generadores y usuarios calificados que se han descrito arriba, y ya no resulta posible surtir esas cometidas o colocar las capacidades con contratos o esquemas legados, como sucedía con el otrora autoabastecimiento. Para ello, es fundamental tener en cuenta a los “Criterios” citados, ya que éstos regulan no sólo los estudios de interconexión, los costos asociados y las garantías para celebrar un contrato de interconexión legado de acceso abierto para nuevas centrales eléctricas, sino también para los estudios de conexión de centros de carga. De los primeros (interconexión), existen diversas opciones entre las que los generadores deben elegir para iniciar los estudios, y pueden hacerlo de forma individual o agrupada, lo cual influirá en la forma en que se cubran los costos asociados a las instalaciones eléctricas (refuerzos) requeridas para la interconexión con base en el estudio de instalaciones. Esas inversiones, aunadas a las asociaciones permitidas para la CFE y sus subsidiarias, conllevarán un número importante de contratos de obra o ingeniería, procuración y construcción, que otorgará proyectos a empresas mexicanas. Contratos de cobertura eléctrica y bilaterales Como se ha señalado, nuevos modelos de contratos son ahora posibles; entre ellos destacan los de cobertura eléctrica (CCE) y los bilaterales de suministro (CBS), que son los instrumentos que los actores señalados pueden legalmente celebrar para llevar a cabo las operaciones que la LIE les permite. En particular, los contratos de suministro calificado se encuentran regulados por el artículo 51 de la LIE. De especial relevancia resultan los CCE, pues éstos pueden ser celebrados libremente entre participantes de mercado o ser adjudicados por virtud de una subasta eléctrica de largo plazo (para generadores como vendedores o suministradores calificados; para suministradores de servicios básicos como compradores) y son los que en los últimos dos años han cimentado el crecimiento y resurrección de la industria renovable en lo general y fotovoltaica en lo particular. Conclusiones Para el CICM tienen relevancia los siguientes aspectos: • Nuevos mecanismos de contratación con la CFE. Inclusión de propuestas no solicitadas. • Mecanismos de garantía de la CFE acordes con prácticas civiles y mercantiles. IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 582 enero de 2018

• Participación de empresas de ingeniería y construcción en el desarrollo y mantenimiento de infraestructura de transmisión eléctrica federal. • Participación de empresas de ingeniería y construcción en asociación con la CFE en un sinnúmero de proyectos, incluyendo los geotérmicos. • Crecimiento de actividad constructiva en infraestructura de interconexión y conexión. • Crecimiento de actividad constructiva en nuevas tecnologías, incluyendo proyectos de generación con energías limpias para cumplimento de requisito de CEL. • Crecimiento de actividad constructiva en gasoductos, necesaria para estrategia de capacidad firme de plantas de cogeneración o ciclo combinado. • Crecimiento de actividad constructiva en infraestructura para la reutilización de aguas residuales para la industria eléctrica. • Opciones de suministro diferente a la CFE en nuevos desarrollos (usuarios calificados), incluyendo la adquisición en los diversos espacios del MEM

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INGENIERÍA MARÍTIMA

Diseño de pilotes de cimentación para plataformas marinas fijas Las plataformas marinas son estructuras cuya función principal es dar soporte al equipo de perforación y producción necesario para la explotación de yacimientos de hidrocarburos localizados en el mar. El diseño estructural de una plataforma marina tiene sus particularidades que la diferencian de una estructura terrestre, ya que además de ser diseñada para soportar las solicitaciones propias de la condiciones de servicio, debe resistir las condiciones de preservicio, es decir, aquellas solicitaciones derivadas de las maniobras de carga a la barcaza, el transporte y su instalación en el sitio, las cuales muchas veces determinan su diseño. PRÓCORO BARRERA NABOR Ingeniero civil con maestría en Mecánica de suelos con 32 años de trayectoria en el IMP. Especialista en análisis, diseño e instalación de pilotes para plataformas marinas fijas. Profesor en el área de Mecánica de Suelos y Geotecnia de la ESIA Ticomán. ROGELIO VÁZQUEZ AGUILAR Ingeniero civil con más de 30 años de experiencia en diseño estructural y evaluación de plataformas marinas fijas. Desde 1981 labora en el IMP.

Existen varios tipos de plataformas: las hay fijas, semifijas, flexibles y flotantes, tanto de acero como de concreto. Cada tipo se divide a su vez en una variedad de conceptos tales como jacket, torre, torre flexible, autoelevable (jack up), de piernas tensionadas (TLP), semisumergible, barco, boya tipo Spar, etcétera. En México actualmente se emplean plataformas de tipo jacket, torre, jack up, barcos y semisumergibles. El primero es el más empleado en el país; consta de una estructura tridimensional cuya configuración es la de una pirámide truncada de base rectangular o cuadrada. En este tipo de estructura, la totalidad de la carga vertical es transferida a los pilotes en un punto denominado “de trabajo”, ubicado fuera del agua. Los pilotes se localizan dentro de las columnas de la pirámide, de allí el término jacket (véase figura 1). La plataforma tipo torre tiene una configuración muy semejante a la tipo jacket; la diferencia básica radica en que en ella tanto las cargas verticales como las horizontales se trasfieren a los pilotes en el nivel del lecho marino a través de una conexión monolítica, empleando un material cementante de muy alta resistencia (grout) al ambiente marino y con capacidad para transferir las cargas de la subestructura a los pilotes (API, 2002). Este concepto tiene mayores ventajas a medida que el tirante de agua se incrementa, ya que se logran reducciones importantes en el peso de la estructura (véase figura 2). Cimentación En la cimentación de plataformas marinas fijas se utilizan pilotes tubulares de acero de punta abierta. El diseño debe cubrir las etapas que se describen en los siguientes apartados.

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Superestructura

Subestructura. Pilotes dentro de las columnas

Punto de trabajo y corte del pilote +7.315 Extremo pierna de subestructura 6.858

Columna de superestructura Placa de relleno Primer nivel de arriostramiento +6.096 m

Canuto de la pierna Pilote Punto de trabajo Figura 1. Plataforma marina tipo jacket.

Diseño de pilotes para las condiciones de servicio El diámetro y la longitud de los pilotes dependen de las cargas que deba soportar la plataforma y del desplazamiento lateral máximo aceptable a nivel del lecho marino. El aumento en el diámetro del pilote incrementa la rigidez de la cimentación y permite reducir el desplazamiento lateral, por lo que, para la plataforma tipo torre,

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Diseño de pilotes de cimentación para plataformas marinas fijas

Tabla 1. Factores de seguridad recomendados para una plataforma de perforación (API, 2002) Núm.

Condición de carga

FS

1

Condiciones de tormenta y cargas de equipo de perforación

1.5

2

Condiciones de operación y cargas durante la etapa de perforación

2.0

3

Condiciones de tormenta y cargas de producción

1.5

4

Condiciones de operación y cargas durante la etapa de producción

2.0

5

Condiciones de tormenta y condiciones de carga mínima (para el cálculo de la tensión máxima en el pilote)

1.5

177.0 ft

15’

C

290.0 ft

es preferible utilizar pilotes de gran diámetro, no así en la tipo jacket, ya que se incrementan las fuerzas de oleaje. El diseño de la cimentación se inicia con una propuesta del diámetro y longitud del pilote; estos datos permiten generar los parámetros para modelar la interacción suelo-pilote y realizar un análisis acoplado de la estructura con la cimentación, lo que hace posible obtener los elementos mecánicos y desplazamientos a lo largo de todo el pilote, tanto dentro como fuera del subsuelo. Con los elementos mecánicos así definidos, se revisa estructuralmente la sección propuesta y se confirma o modifica según sea necesario. El diseño de los pilotes debe considerar de inicio el uso de aceros de baja resistencia (ASTM A-36) para obtener una sección transversal más robusta, con la que se logra mayor rigidez axial, lo que facilita el proceso de hincado; sólo en caso de que el espesor empleado dificulte el proceso de rolado, se propondrá el uso de aceros de alta resistencia, de ahí que en la etapa de diseño se deba conocer también la capacidad de rolado del fabricante de los pilotes. La longitud y el diámetro de los pilotes serán determinados a partir de la gráfica de capacidad axial última (compresión y tensión) obtenida del estudio geotécnico del sitio. El dato necesario para utilizar la gráfica es la

Ø 66” × 2.00” Ø 66” × 2.00”

Ø 66” × 2.00” Elev. línea de lodos (–) 80.00 m

100’

Figura 2. Plataforma marina tipo torre.

190’

Pilotes tipo faldón. Conexión monolítica con la columna

Longitud de lín lodos al punto ea de de trabajo

Subestructura

Longitud total de pilote = 67 Longitud de pe 9.0’ netración bajo el lecho marino = 389.0’ Longitud de 10’ 10’ caso nece ajuste sario 39 40 ’ ’ 90’ 200’

Superestructura

carga axial máxima obtenida del análisis estructural de la plataforma, afectada por el factor de seguridad (FS) a la penetración (véase tabla 1). Una vez que se han definido la longitud y el diámetro de los pilotes, se procede a determinar los espesores a lo largo del pilote, a partir de los elementos mecánicos obtenidos del análisis estructural. Como ya se asentó, el máximo espesor de la placa está condicionado por el equipo de rolado; el espesor mínimo, por la condición de hincado, que depende a su vez del tipo de suelo. En API (2002) se proponen algunos espesores de placa de acuerdo con el diámetro de pilote y del equipo de instalación que será utilizado. En la figura 3 se muestra un arreglo típico de pilotes para una plataforma tipo jacket a instalarse en un tirante de agua de 80.0 m. Se indican los espesores de placa así como el tipo de acero requerido con el fin de soportar los elementos mecánicos máximos que se presentan a lo largo del pilote; los mayores se localizan a nivel del lecho marino.

Ø 66” × 2.00” Ø 66” × 2.00” Ø 66” × 1.75”

Ø 66” × 1.50”

Ø 66” × 1.75” Ø 66” × 2.00”

Simbología Acero de alta resistencia API-2H grado 50 Acero ASTM A-36

Figura 3. Diseño de pilotes para condiciones de operación y tormenta.

Diseño de pilotes en condiciones de hincado estático La ubicación y dimensión de los estratos de arena son un factor importante en la elección del equipo de hincado; hay que tomar en cuenta que los pilotes de gran longitud y poco diámetro reducen la eficiencia de los equipos de hincado, ya que la energía aplicada se pierde por deformación elástica. En los casos donde sea muy necesario

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Diseño de pilotes de cimentación para plataformas marinas fijas

Tramo de pilote inferior

Figura 4. Diseño de pilotes en condiciones de hincado estático para plataformas tipo jacket.

el uso de pilotes de gran longitud, se debe incrementar el espesor del pilote para aumentar su rigidez axial. Los espesores del pilote definidos para las condiciones de servicio son la base para el diseño del pilote en la etapa de instalación. El pilote se secciona en tramos de diferente longitud; la primera sección se determina en función de la longitud de la pluma de la grúa de instalación. Para definir la longitud de las secciones siguientes, se toma en cuenta tanto la estratigrafía del sitio como el peso del equipo de instalación; secciones muy largas requerirán grandes espesores de pilote o aceros de alta resistencia para soportar los esfuerzos inducidos por el peso del martillo. En la figura 4 se muestra la condición de dos tramos de pilote durante su instalación. En las plataformas tipo torre, el hincado de los pilotes se realiza por medio de equipos hidráulicos submarinos, los cuales son muy ligeros y eficientes, por lo que no inducen grandes esfuerzos a los pilotes, además de que éstos son instalados en posición vertical y normalmente se utilizan grandes diámetros para reducir tanto la longitud de penetración como los desplazamientos laterales ante fuerzas ambientales (viento, corriente y oleaje). A diferencia de lo que ocurre en una estructura tipo jacket, en la tipo torre al incrementar el diámetro del pilote no se incrementan las fuerzas de oleaje y corriente en la plataforma. Diseño de pilotes en condiciones de hincado dinámico El análisis de hincado dinámico permite definir el martillo con el que se asegura que se alcanzará la penetración de diseño del pilote, además de garantizar que los es-

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Campana del martillo de hincado

fuerzos generados en el pilote no rebasen los niveles de esfuerzos permisibles. Este análisis toma en cuenta la resistencia a la penetración del suelo, la rigidez axial del pilote, las características de los martillos disponibles y, principalmente, la respuesta del suelo por la aplicación de esfuerzos cíclicos, el cual pierde resistencia al esfuerzo cortante al ser remoldeado. En la actualidad, la instalación de los pilotes de plataformas marinas en México se realiza con martillos hidráulicos y de vapor. Los hidráulicos son mucho más eficientes; sin embargo, se debe considerar que no todas las empresas contratistas que trabajan en México cuentan con este tipo de martillo, por lo que es recomendable que el análisis y diseño de los pilotes se realice con martillos de vapor, principalmente cuando se desconoce el equipo de la compañía instaladora. En ambos tipos de martillo se aplica la técnica de percusión, la cual consiste en hincar los pilotes a fuerza de golpes aplicados a la cabeza del pilote. La selección del equipo de hincado debe tomar en cuenta el diámetro del pilote, la longitud de penetración bajo el fondo marino y, principalmente, las características estratigráficas del suelo en el sitio, sin olvidar que los esfuerzos cíclicos producen el remoldeo de los suelos y por consiguiente la reducción de su resistencia al corte. El análisis de hincabilidad se basa en la solución del problema de la propagación de la onda unidimensional en barras elásticas propuesta por Smith en 1950 (GRLA, 1994).

Figura 5. Izaje de pilote de gran longitud utilizando un elemento de apoyo para reducir la separación de los puntos de sujeción.

Diseño de pilotes en condiciones de izaje Para la condición de izaje se debe revisar cada uno de los tramos en los que se secciona el pilote, y evaluar los esfuerzos generados por el peso propio. En la figura 5 se muestra la maniobra para el izaje de un tramo de pilote. Construcción de las cimentaciones Los pilotes y las plataformas marinas son construidos en patios de fabricación localizados principalmente en los estados de Veracruz y Tamaulipas (Tuxpan, Tampico y Altamira). Estos patios se localizan en las riberas de

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Diseño de pilotes de cimentación para plataformas marinas fijas

los ríos o en la costa para facilitar el embarque de las estructuras desde el patio de construcción hasta el sitio de instalación. En la figura 6 se muestra un patio de fabricación; se puede observar la construcción de una subestructura de una plataforma tipo torre que será cimentada con pilotes faldón.

Camisa del pilote faldón

Figura 6. Patio de fabricación de pilotes y estructuras marinas.

Transporte de cimentaciones para plataformas marinas fijas Una vez que se ha concluido la construcción de todos los componentes de la plataforma marina (superestructura, subestructura y pilotes), se procede a realizar la carga de cada componente hacia la barcaza que los transportará hacia el sitio de instalación. La carga de la superestructura y subestructura se realiza mediante el arrastre utilizando una viga de deslizamiento, o bien con sistemas especializados de carga pesada autopropulsados (trolleys), mientras que la carga de los pilotes se lleva a cabo por izaje con grúa. Las estructuras y los pilotes de cimentación se asegurarán a la cubierta de la barcaza para soportar las condiciones ambientales actuantes durante su trayecto al sitio de instalación. La salida del patio de construcción debe darse previa consulta del pronóstico del tiempo para asegurar una

Figura 7. Barcaza de transportación de los pilotes de cimentación.

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ventana de buenas condiciones ambientales. La barcaza será remolcada por una embarcación, la cual durante su trayecto se debe mantener muy cerca de la costa para que, en caso de que lleguen a presentarse condiciones ambientales adversas, pueda rápidamente llegar a un puerto para su resguardo temporal mientras se mantengan condiciones desfavorables para la navegación. En la figura 7 se muestra la barcaza de transporte de los pilotes de cimentación. Instalación de la cimentación de plataformas marinas fijas Con la estructura en el sitio de instalación, se procede al retiro de los seguros marinos y a la instalación de la subestructura jacket o torre, la cual podrá ser lanzada al mar o izada para posteriormente ser recuperada y posicionada en el sitio de instalación, y a continuación ser fijada al fondo marino mediante los pilotes de cimentación. En la figura 4 se muestra la instalación de los pilotes de una plataforma tipo jacket utilizando equipos de hincado hidráulico. La cimentación de una plataforma marina tipo jacket se realiza introduciendo los tramos de pilotes a través de las columnas del jacket. Cada tramo de pilote se une con el siguiente mediante soldadura fuera del agua, hasta completar el hincado de todos los tramos de pilote. En la figura 1 se muestra la conexión del pilote con la subestructura y superestructura. En el caso de la instalación de una plataforma tipo torre, es obligado que los pilotes se construyan en un solo tramo, debido a la imposibilidad del uso de soldadura bajo el agua; éstos se hincan con martillos hidráulicos, que pueden operar en condición sumergida, hasta la penetración de diseño. Una vez que todos los pilotes han sido hincados al 100%, se procede a nivelar la subestructura utilizando herramientas especializadas de gran capacidad para levantar de manera controlada cualquiera de las columnas de la subestructura para cumplir con las tolerancias definidas en la norma. Ya nivelada la subestructura se procede a fijarla temporalmente a los pilotes utilizando sistemas hidráulicos denominados grippers, formados por una serie de gatos hidráulicos preinstalados en un anillo que forma parte de la camisa y se ubica en la parte inferior de la campana; estos sistemas se instalan desde el patio de fabricación. En la figura 8 se observa la camisa del pilote faldón y los grippers. La integración definitiva de la subestructura con los pilotes de cimentación se realiza mediante una conexión cementada, rellenando el espacio anular camisa-pilote mediante grout con la capacidad necesaria para transferir la carga de compresión máxima de acuerdo con los resultados del análisis estructural de la plataforma. Actualmente en la industria se dispone de materiales cementantes diseñados para este uso específico con resistencias a la compresión a los 28 días de hasta 110 MPa.

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Diseño de pilotes de cimentación para plataformas marinas fijas

Espacio para insertar el pilote

Campana

Gripper

Conclusiones Las plataformas tipo jacket y tipo torre son las más empleadas en México, porque se reconocen como las opciones más económicas y seguras para aguas someras y porque las primeras plataformas del país fueron diseñadas por empresas estadounidenses en la década de 1960, y en ese entonces eran los diseños más conocidos. Hay que tomar en cuenta que el desarrollo de la explotación de hidrocarburos en México comenzó y por mucho tiempo se mantuvo en torno al campo Cantarell, ubicado en tirantes de agua de 45 m en promedio; sólo muy recientemente se ha incursionado en tirantes de agua mayores de 100 m y en aguas profundas en donde los sistemas flotantes son los más apropiados

Camisa del pilote Referencias American Petroleum Institute, API (2002). API Recommended Practice 2A. Planning, Designing, and Constructing Fixed Offshore Platforms. Goble Rausche Likins and Associates, GRLA (1994). Seminar and Workshop on Wave Equation Analysis of Piles using GRLWEAP.

Figura 8. Camisa del pilote faldón y elementos grippers para cementado.

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DIÁLOGO TEMA DE PORTADA

Lecciones aprendi No se puede tener certeza absoluta de la ocurrencia de ningún fenómeno natural, y en ingeniería sísmica las incertidumbres son mucho mayores que en la mayoría de los demás casos. Como afirma Emilio Rosenblueth, se predicen eclipses con centésimas de segundo de aproximación, pero se puede fallar por decenas de años en la fecha de ocurrencia de un macrosismo, decenas de kilómetros en cuanto a su foco, enormemente en lo que toca a su magnitud, a sus contenidos de frecuencia y en cuánto se atenúan las ondas en función de la distancia. Los sismos de 1985 dejaron lecciones importantes, y particularmente en la Ciudad de México éstas se tradujeron en medidas como un nuevo Reglamento de Construcciones, la instalación de nuevos equipos de registro sísmico, los simulacros para que la

Necesitamos protocolos y profesionales preparados Debería existir un curso de evaluación de daños en las facultades de Arquitectura y de Ingeniería, porque si algo quedó claro con los sismos recientes es que los estudiantes son una fuerza de trabajo impresionante por su ímpetu y sus conocimientos de las herramientas modernas necesarias. Definitivamente los protocolos deben elaborarse en coordinación con las instancias gubernamentales y las instituciones de educación superior. Como está comprobado que este tipo de acontecimientos requieren la participación activa de la sociedad civil en general, también es necesario contar con protocolos de participación voluntaria de respuesta inmediata, para evitar que la solidaridad y voluntad ciudadana se transforme en un inconveniente. FRANCISCO GARCÍA ÁLVAREZ Ingeniero civil. Maestro en Ciencias. Presidente de la SMIE en el periodo 2017-2018. Desde 2005 es socio de García Jarque Ingenieros.

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IC: La Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural (SMIE) estuvo muy involucrada en la atención a las consecuencias de los sismos de septiembre pasado. ¿Cuáles fueron las tareas realizadas y cuáles quedaron pendientes? Francisco García Álvarez (FGA): La SMIE trabajó en conjunto con el Colegio de Ingenieros Civiles de México (CICM). El día 19 de septiembre hubo una reunión a las 9 de la noche con integrantes de los consejos consultivos de ambos organismos, en la cual se determinó que al día

siguiente se convocaría a las 17 horas a los ingenieros civiles, principalmente a los enfocados en las estructuras, para conformar las brigadas. El día 20 a las 7 de la mañana nos reunimos en las oficinas del Instituto para la Seguridad de las Construcciones con Renato Berrón, por ser el director de ese instituto; Eduardo Miranda, por la experiencia que tuvo durante el sismo de 1985, y su servidor como presidente de la SMIE, para dividir a la ciudad en sectores que serían atendidos por las brigadas, basados en la experiencia de los sismos de 1985. A las 17 ho-

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Necesitamos protocolos y profesionales preparados

das de los sismos

ras nos reunimos en el auditorio del CICM con todos los voluntarios para organizar las brigadas y la logística. Los 400 asistentes fueron agrupados en tres categorías: estudiantes, ingenieros civiles con poca experiencia e ingenieros civiles con acreditada experiencia, junto con los peritos profesionales en seguridad estructural (PPSE) así como los corresponsables en seguridad estructural (CSE). Después de explicar la mecánica y la dinámica, se conformaron las brigadas; fue algo muy expedito. El número de brigadas se fijó con base en la cantidad de ingenieros civiles con acreditada experiencia, CSE y PPSE, que se nombraron líderes de cada una. Las primeras brigadas se conformaron con una persona de mucha experiencia o un CSE o un PPSE, dos de mediana experiencia y 10 personas de apoyo, entre estudiantes e ingenieros con menos de cinco años de experiencia. A cada brigada se le asignó una zona y un coordinador que estaría en el centro de crisis que se habilitó en el Centro de Actualización Profesional e Innovación Tecnológica (CAPIT) para que ayudara a resolver las posibles dificultades que se presentaran con los contactos que ya teníamos con cada delegado, y a su vez que se pasaran las direcciones de revisiones específicas que surgían de la aplicación Reporte Responsable del CICM. En esta especie de centro de comando se recibía y enviaba información sobre las tareas de cada brigada, se llevaba un control y se procuraba agilizar la comunicación y la logística. Con el correr de las horas nos percatamos de que se reportaban muchos daños hacia el sur de la Ciudad de México, área no contemplada en la primera zonificación realizada el 20 de septiembre; por ello se amplió la zonificación, y para el 25 de septiembre eran más de 30 brigadas con más de 600 personas. En total recorri-

PROPORCIONADA POR FRANCISCO GARCÍA ÁLVAREZ

sociedad sepa cómo actuar ante una emergencia de esta naturaleza, así como nuevos empeños para el estudio de estos fenómenos en los centros de investigación. En el año 2017, Oaxaca y Chiapas sufrieron las consecuencias de un terremoto de magnitud 8.2 con epicentro en este último estado. Y nuevamente, el 19 de septiembre el país fue sacudido por un sismo originado en los límites de Puebla y Morelos, que también tuvo graves efectos en la Ciudad de México. David de León Escobedo dirigió la Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica en el periodo 2016-2017, y Francisco García Álvarez es presidente en funciones de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural. IC acudió a ellos en el afán de contribuir a la comprensión de estos fenómenos y sus consecuencias.

La SMIE trabajó en coordinación con el CICM para conformar brigadas que atenderían los distintos sectores en que dividimos la ciudad para supervisar las estructuras con base en la experiencia de 1985.

mos más de 160 km2 y revisamos más de 2,500 estructuras; toda la información recabada por las brigadas puede ser consultada en www.sismosmexico.org. IC: Tres preguntas relacionadas: ¿el CICM o la SMIE tenían protocolos para atender una situación previsible de este tipo? En caso de que sí, ¿cuáles eran y cómo funcionaban?; si la respuesta es no, ¿surgió como enseñanza la necesidad de hacerlos? Por último, en caso de existir por separado protocolos del CICM, de la SMIE, el Centro Nacional de Prevención de Desastres, la Ciudad de México… ¿cómo integrarlos o coordinar su aplicación? FGA: No existían protocolos del CICM y de la SMIE. Actuamos con base en conocimientos y experiencias de los ingenieros civiles más capacitados y conocedores del tema. Sin duda debemos desarrollar un protocolo para atender el próximo fenómeno sísmico, que no sabemos cuándo, pero ocurrirá, y estos protocolos deben estar avalados y coordinados por la autoridad, donde

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JILOTEPEC-EDOMEX.GOB.MX

Necesitamos protocolos y profesionales preparados

Es importante en un primer momento que arquitectos e ingenieros tengan una noción básica sobre qué es un daño estructural y qué es un daño no estructural.

la sociedad civil sea el brazo de acción y el gobierno el coordinador. IC: Los fenómenos sísmicos –éste en particular, que fue distinto por varias razones– seguramente dejan enseñanzas de lo que no se debe y lo que sí se debe hacer. ¿Cuáles son los puntos principales de dicho aprendizaje? FGA: Hay que tener protocolos, contar con profesionales preparados para hacer evaluaciones y con un mayor número de ingenieros. IC: ¿Porque no existen los suficientes o porque no todos están desempeñándose en la profesión y por ello están desactualizados? FGA: Hay los que no tienen trabajo como ingenieros y están trabajando en otros rubros, pero fundamentalmente porque no existe cantidad suficiente de ingenieros civiles. Es algo que tenemos que revertir promoviendo y revalorando la profesión para que más jóvenes quieran estudiar ingeniería civil. IC: En relación con los protocolos, ¿deberían ser varios y por dependencia e institución, uno, o varios pero elaborados con una visión integral? Por otra parte, ¿deben estar a disposición sólo de los profesionales o, de manera total o parcial, también ser de conocimiento público y enseñarse en las facultades de las carreras involucradas con la atención de las consecuencias de los sismos? FGA: Debería existir un curso de evaluación de daños en las facultades de Arquitectura y de Ingeniería, porque si una cosa quedó clara en este evento es que los estudiantes tienen una participación fundamental; son una fuerza de trabajo impresionante, porque tienen el ímpetu, los conocimientos de las herramientas modernas necesarias. El centro de crisis instalado en el CICM, que coordinó las brigadas, no hubiera sido posible sin los estudiantes. El capítulo estudiantil del Instituto de Ingeniería y de la SMIE nos apoyaron con una participación extraordinaria. Respecto al conocimiento de los protocolos, cuando la emergencia se presente es importante en un primer

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momento que arquitectos e ingenieros tengan una noción básica sobre qué es un daño estructural y qué es un daño no estructural. Definitivamente los protocolos deben elaborarse en coordinación con las instancias gubernamentales y las instituciones de educación superior. Como está comprobado que este tipo de acontecimientos requieren la participación activa de la sociedad civil en general, también es necesario contar con protocolos de participación voluntaria de respuesta inmediata, para evitar que la solidaridad y voluntad ciudadana se transforme en un inconveniente. IC: ¿Existe al día de hoy evaluación precisa sobre qué edificios se pueden habitar y cuáles no? FGA: Está en proceso esa evaluación más precisa a cargo de ingenieros civiles. La SMIE y la Secretaría de Obras y Servicios de la Ciudad de México están trabajando en un convenio de colaboración para que una segunda revisión de las estructuras que la necesitan sea hecha por ingenieros capacitados, cuyo dictamen sea veraz. IC: Después de la experiencia de 1985 se publicó un reglamento de construcción, lo cual permite distinguir entre lo edificado antes y después de ese año. ¿Qué información se ha podido recabar sobre la respuesta al reciente sismo de las edificaciones hechas antes y después de la vigencia del reglamento referido? FGA: Hay un factor muy particular de este sismo: su epicentro estuvo muy cerca de la Ciudad de México, por lo que las altas frecuencias de las ondas afectaron estructuras de periodo corto, es decir edificios entre tres y siete niveles. En contraste, durante el de 1985 las altas frecuencias se disiparon y sólo llegaron las de baja frecuencia, que afectaron estructuras de periodo alto, es decir, edificios de más de ocho niveles; concretamente los más afectados en 1985 tenían entre ocho y 15 niveles. Se consideró que los edificios que habían resistido favorablemente el sismo de 1985 estaban en condiciones adecuadas, pero este sismo de fuente cercana nos enseñó que esto no necesariamente es cierto. Aunque no fueron muchos los edificios dañados estructuralmente, sí existe una gran cantidad de daño en elementos no estructurales, que hacen que las estructuras no sean habitables hasta ser reparadas, y en muchos casos reestructuradas y reforzadas. Tenemos que poner más atención en controlar los desplazamientos de las estructuras, porque hay mucho daño en elementos no estructurales que están asociados a las deformaciones de las estructuras. IC: Se ha mencionado como factor determinante que a pesar de existir normas y reglamentos adecuados éstos no siempre se cumplen. Habiendo un porcentaje bajo de fallas estructurales, ¿se puede concluir que es relativamente bajo el grado de incumplimiento, de corrupción?

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FGA: Yo parto de la idea de que quien se dedica al diseño de estructuras y quien las construye lo hace éticamente. Sé que en la tramitología de licencias y permisos de construcción podría haber casos de corrupción, pero considerar que no se utilizan los materiales y los diseños adecuados no me parece razonable. IC: Varios edificios colapsaron por la habilitación de estacionamientos para autos en planta baja. ¿Qué opina al respecto? FGA: Ese es un sistema estructural llamado entrepiso blando, promovido por la necesidad de estacionar vehículos debajo de viviendas u oficinas; es un problema que se debe resolver. Las nuevas normas técnicas complementarias ya consideran factores muy estrictos para que dichos sistemas se vuelvan incosteables; se pueden realizar, pero asumiendo un costo muy alto para garantizar la seguridad del edificio. IC: ¿En qué medida las nuevas tecnologías aportan soluciones eficientes y efectivas, y en qué medida están consideradas en los reglamentos vigentes? FGA: Son una opción interesante, sobre todo para edificios diseñados antes de 1985. El sismo de septiembre pasado demostró que se requiere controlar su respuesta ante estos fenómenos. Los amortiguadores, por ejemplo, pueden ser una solución para ese tipo de estructuras; un caso muy claro es el edificio de la Sener que está sobre la avenida Patriotismo, al que se le han puesto amortiguadores como un mecanismo de reforzamiento de la estructura; pueden utilizarse también en el diseño original, como en la Torre Mayor, donde controlan la respuesta a sismos. Otra tecnología es el aislamiento de base; sin embargo, en suelos blandos como el de la Ciudad de México no tiene la eficiencia adecuada, porque el suelo tiene un periodo muy alto. IC: La Torre Latinoamericana está resistiendo todos los sismos. ¿Cuál es la virtud de su diseño? FGA: La Torre Latino no tiene amortiguadores; el éxito de su diseño es que se mueve de forma totalmente diferente a la del suelo. Su estructura tiene un periodo aproximado de cuatro segundos y el suelo donde está tiene un periodo aproximado de dos segundos, así que cuando el suelo se mueve, la Torre Latinoamericana no responde dinámicamente a dicho movimiento. No es que tenga amortiguadores ni gatos hidráulicos como mucha gente cree, simplemente tiene un periodo más alto que el del suelo; de esto se dieron cuenta Leonardo Zeevaert y el doctor Newmark cuando la diseñaron, porque el proyecto original era de 27 pisos, con los cuales sí hubiera tenido un periodo similar al del suelo y hubiera respondido muchísimo más. IC: ¿La resiliencia se aplica en el diseño de estructuras? Y si así es, ¿en qué medida y por qué?

FGA: Sí se aplica. En el diseño de estructuras se debe poner un nivel de solicitación para el cual diseñar, y buscar que las estructuras sigan comportándose adecuadamente y siendo habitables después de ese evento determinado, en particular escuelas, hospitales, instalaciones de servicios estratégicos o básicos como energía y agua, vías de transporte y de comunicación. IC: Además de la Ciudad de México se vieron afectados por sismos otros lugares de la República, como Morelos, Puebla, Chiapas, Oaxaca, Guerrero, el Estado de México… ¿Qué se puede recomendar desde el ámbito de la ingeniería estructural para reconstruir o construir desde cero? FGA: Creo que hay dos acciones primordiales que se deben llevar a cabo para mejorar la construcción fuera de la Ciudad de México o de las megalópolis que tienen códigos adecuados. La primera es contar con un código nacional de construcción; no lo hay debido al problema de la soberanía de los municipios, que tienen el derecho de hacer sus propios códigos. IC: Es un tema político. FGA: Es una cuestión que debe resolverse por la seguridad de las estructuras, del patrimonio y de la vida de los ciudadanos. La segunda acción es lograr mejorar la autoconstrucción, independientemente de que no sea la mejor forma de construir; tenemos que aceptar que es la más utilizada. Se puede y se debe educar, y esto podría hacerse desde las casas de materiales repartiendo información muy fácil de utilizar. La SMIE junto con el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología y la Comisión Nacional de Vivienda desarrollaron unas guías de autoconstrucción que se pueden consultar en la página web de la SMIE; se pueden descargar e incluso la SMIE ha hecho distribución de ejemplares impresos. IC: Generar conciencia en los dueños de las casas de materiales para la construcción y dotarlos de información impresa parece una de las mejores opciones; por allí pasan todos quienes hacen autoconstrucción. FGA: Exactamente. Creo que las casas de materiales podrían tener documentos muy fáciles de leer; las ayudas mencionadas fueron hechas con caricaturas, son de fácil lectura y comprensión. Educar para una autoconstrucción que no solamente resista sismos, sino también huracanes, o que no sea realizada en zonas de riesgo como laderas de montañas o cauces de ríos es una forma de minimizar el riesgo de las estructuras en zonas fuera de las ciudades importantes del país, en los estados de Oaxaca, Chiapas, Puebla, Guerrero, Morelos, Michoacán, etcétera Entrevista de Daniel N. Moser ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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DIÁLOGO TEMA DE PORTADA

Falta mucho por desarrollar; necesitamos seguir aprendiendo

DAVID DE LEÓN ESCOBEDO Ingeniero civil con doctorado. Miembro de la Academia de Ingeniería y del Sistema Nacional de Investigadores. En 2016 obtuvo el premio a la investigación Nabor Carrillo otorgado por el CICM. Presidente de la SMIS en el periodo 2016-2017.

IC: ¿Cómo abordar desde la ingeniería el fenómeno sísmico, tan complejo y que tiene la particularidad de ser impredecible? David de León Escobedo (DLE): Existen dos retos muy importantes. Uno, el de la incertidumbre: no sabemos ni cuándo, ni donde, ni con qué magnitud va a temblar. El otro es el comportamiento dinámico de un sismo; no es una carga estática, tiene una composición con diferentes frecuencias de movimiento, no es uniforme. El reto para los ingenieros especializados en sismos involucra el análisis de la demanda sísmica y el diseño basado en la respuesta dinámica de estructuras. IC: ¿Cuáles son las diferencias sustantivas de interés de la ingeniera sísmica y la ingeniería estructural? DLE: La ingeniería estructural se dedica a atender las amenazas que hay sobre las estructuras con un enfoque amplio pero centrado en la estructura; la ingeniería sísmica se concentra de manera específica en el propio fenómeno sísmico, desde la caracterización de las demandas esperadas por sismo hasta los requisitos de diseño que permitan a la estructura cumplir los objetivos de la norma. Hay muchos puntos de encuentro entre ambas especialidades. Ahora, aquí en la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) unidad Azcapotzalco, ambas sociedades técnicas están desarrollando mancomunadamente el curso “Diseño de contravientos restringidos contra pandeo”. IC: Nos interesa su opinión sobre las características y consecuencias de los sismos ocurridos recientemente,

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ARQUITECTURA.UNAM.MX

Hay una relación riesgo-beneficio, en la que el riesgo se controla hasta una magnitud y el beneficio es la protección que tenemos, pero hay que invertir económicamente en construcciones relativamente seguras con un nivel aceptado por la sociedad; por otro lado, es necesario que haya un nivel de congruencia entre la seguridad sísmica y la seguridad ante otros tipos de amenazas, porque de nada nos serviría tener un 99.99% de confiabilidad frente a un sismo y poca o nada frente a un huracán u otro tipo de fenómeno.

En estructuras como la Torre Latinoamericana o las torres de la avenida Reforma de la Ciudad de México, los periodos naturales pueden exceder los 2 o 3 segundos.

con epicentro en Oaxaca uno, y el otro en los límites de Puebla y Morelos. DLE: Siempre es muy lamentable la pérdida de vidas humanas y el hecho de que en las estructuras se presenten colapsos o afectaciones graves que los reglamentos de construcción y los adelantos científicos y tecnológicos pretenden evitar. Por otro lado, cada sismo ofrece una oportunidad de aprendizaje, ningún temblor es idéntico a otro; son diferentes los epicentros, las profundidades, los tipos de suelo de las zonas afectadas y las estructuras creadas que en ellos se encuentran. Ello nos obliga a estudiar las formas en que se generan dichas condiciones para estar mejor preparados frente a los próximos sismos. IC: Los distintos tipos de estructura –una presa, una carretera, un edificio de cuatro pisos, o uno de 10 y otro de 50– no responden igual ante el mismo temblor. ¿Cómo

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Falta mucho por desarrollar; necesitamos seguir aprendiendo

hacer que todos respondan adecuadamente ante un mismo fenómeno? DLE: En los espectros de diseño se colocan curvas de comportamiento de muchos tipos de estructuras. En una gráfica –digamos una cartesiana–, si pensamos en el eje horizontal como el periodo de las construcciones, que va desde cero o un valor muy pequeño hasta un valor muy grande, es como si estuviéramos variando la altura que representa, de manera simple, el periodo natural, qué tanto se amplifica; puede ser que estemos hablando de un periodo muy pequeño, en el caso de una construcción muy rígida, una casa habitación de dos o tres niveles, o de una construcción como un templo, por ejemplo, que no tiene gran elevación ni grandes características dinámicas; o de una como la Torre Latinoamericana o las torres de la avenida Reforma de la Ciudad de México, donde los periodos naturales pueden exceder los 2 o 3 segundos… En los espectros de diseño se representa una amplia variedad de estructuras. En el eje vertical de la gráfica cartesiana se ubica el promedio de demandas de aceleración que se va a presentar en cada una de ellas, mediante modelos simplificados, para el periodo natural considerado. Ese tipo de relación la tenemos que ir actualizando a medida que se amplía el conocimiento de los fenómenos sísmicos. IC: En la Brecha de Guerrero, en el Pacífico, se espera un gran sismo de magnitud igual o superior al de 1985, que se estima afectará de gran manera a la Ciudad de México, pero también, obviamente, a Acapulco. ¿Qué nos puede comentar al respecto? DLE: Hay muchas formas de respuesta que se pueden planificar y se pueden prever; de tal manera, si el reglamento de construcciones de Acapulco prevé la posibilidad de un temblor muy cerca, o prácticamente con epicentro debajo de la ciudad, eso implica una condición de diseño mucho más estricta que en otros lugares. IC: ¿Teórica y prácticamente Acapulco puede estar preparado para enfrentar ese sismo? DLE: Sí; se han hecho estudios que si se aplican a las construcciones les dan un nivel de seguridad razonable. IC: ¿Lo está en este momento? DLE: Hay estudios de riesgo sísmico del doctor Mario Ordaz referidos específicamente a Acapulco, de tal manera que permiten a las autoridades de Guerrero y de la ciudad puerto actualizar su reglamento. IC: ¿En qué medida esa actualización del reglamento de construcciones podría garantizar cierto nivel de seguridad? DLE: La incertidumbre en la magnitud de los temblores produce que en ningún país del mundo se pueda tener un 100% de seguridad de que no habrá ningún daño; lo que un reglamento hace es recomendar especificaciones para lograr un nivel razonable de prevención y protec-

ción, de tal manera que sea adecuado para nuestras capacidades técnicas y económicas. Hay una relación riesgo-beneficio, en la que el riesgo se controla hasta una magnitud y el beneficio es la protección que tenemos, pero hay que invertir económicamente en construcciones relativamente seguras con un nivel aceptado por la sociedad; por otro lado, es necesario que haya un nivel de congruencia entre la seguridad sísmica y la seguridad ante otros tipos de amenazas, porque de nada nos serviría tener un 99.99% de confiabilidad frente a un sismo y poca o nada frente a un huracán u otro tipo de fenómeno. IC: ¿Hoy la vanguardia en tecnologías e investigaciones en materia de prevención del impacto de sismos en estructuras se está reflejando en los reglamentos de construcción y aplicando en ciudades como Acapulco? DLE: Hay aplicaciones muy claras en algunos reglamentos, pero todavía tenemos frente a nosotros un reto enorme, porque la mayoría de municipios del país donde puede temblar no tiene actualizado su reglamento; Acapulco sí lo tiene. Nos preocupa ahora que en municipios de estados como Oaxaca, Chiapas y otros se cuente con ellos y se apliquen como debe ser. En muchos casos se ha encontrado que las fallas en las construcciones se producen porque no se realizaron como se indicó en su diseño… IC: …O porque ni diseño hubo, como en el caso de la autoconstrucción, que es predominante, particularmente en las zonas menos urbanizadas y de pobreza. DLE: En efecto, en México el problema socioeconómico acentúa las consecuencias en fatalidades y daños. IC: En relación con las experiencias de los recientes sismos con epicentro en Oaxaca y en el límite entre Morelos y Puebla, ¿qué experiencia han recogido en la Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica (SMIS)? DLE: Fueron sismos de características muy distintas. El originado en las costas de Oaxaca fue de subducción; el que tuvo su epicentro en los límites de Puebla y Morelos fue intraplaca, a una profundidad del orden de 50 kilómetros. Tenemos mayor conocimiento del tipo de sismo que se originó en Oaxaca, pero del intraplaca no tanto. Éste tuvo una componente vertical más intensa, más grande que la del sismo de 1985. Ahora, ¿cómo representar eso en el comportamiento de una estructura? Debemos hacer pruebas en el laboratorio para establecer cómo afecta este tipo de sismos. Tenemos pocas mesas vibradoras en el país, necesitamos más para hacer investigación experimental amplia y suficiente, y no solamente requerimos aparatos para hacer pruebas en laboratorio, sino otros para el registro, como acelerómetros y sismógrafos. Hay ahora más aparatos que antes, pero nos faltan todavía muchos más para cubrir eficientemente todas las zonas sísmicas del país. Hace poco platicaba con colegas que vienen de Oaxaca, de Tabasco, y nos dicen que allá solamente tienen uno o dos aparatos en todo el estado,

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Falta mucho por desarrollar; necesitamos seguir aprendiendo

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Aún no hemos sido expuestos al peor sismo que podría presentarse, con epicentro en la brecha de Guerrero y magnitud superior al de 1985.

cuando en la Ciudad de México hay un poco más de 100. Es altamente deseable instrumentar estructuras y cimentaciones reales para verificar su comportamiento cuando ocurran los sismos. Debe promoverse la cultura de instrumentar construcciones, obras de infraestructura importantes (con instrumentos que aporten información detallada) pero también viviendas con sensores económicos que revelen, al menos, la aceleración máxima. IC: ¿Qué otras acciones usted considera necesarias? DLE: Evitar irregularidades geométricas demasiado arriesgadas. Por ejemplo, se han visto en Santa Fe, en la Ciudad de México, construcciones que están en “V”, en las que el área de la base es mucho más pequeña que la de los niveles superiores, y eso provoca una aceleración tremenda, que se incrementa con la altura. No quisiéramos ver más colapsos en los cuales se repitan errores. Hay lecciones de lo sucedido en 1985 que no se tuvieron en cuenta, según reflejan los últimos temblores, como la irregularidad que mencioné, o los llamados pisos blandos, edificios en cuyo primer piso hay menos columnas y menos muros que en los pisos superiores; es el caso típico de los espacios para estacionamiento de autos en la planta baja. IC: Sin duda cada vida humana cuenta, obviamente, pero no pocos han señalado que después de estos dos sismos recientes que impactaron la Ciudad de México se contabilizaron alrededor de 40 colapsos que, comparados con los miles de edificios que existen, son muy pocos. ¿Qué opina al respecto? DLE: Lo primero que quiero resaltar es que aún no hemos sido expuestos al peor sismo que podría presentarse, con epicentro en la brecha de Guerrero y magnitud superior al de 1985. El reto sigue siendo proteger la vida humana, prever, seguir preparándonos también para

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construir infraestructura más segura con objeto de garantizar la vida humana y que la inversión multimillonaria que implica dicha infraestructura se justifique. Nos falta mucho por desarrollar, tanto en investigación como en la implementación de normas. Todos necesitamos seguir aprendiendo.

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IC: El colapso de un gran edificio tiene mucho impacto mediático, pero también han ocurrido colapsos de viviendas modestas en zonas marginadas que pasan desapercibidos en los grandes medios de comunicación pero afectan a muchas personas. ¿Qué se puede y se debe hacer al respecto? DLE: En México, la mayoría de las casas son de mampostería o adobe; en las poblaciones marginadas que usted comenta hay una necesidad económica enorme. Desgraciadamente, son grupos y conglomerados humanos que no tienen la capacidad económica para diseñar ni para construir con concretos suficientemente resistentes, ni tampoco el conocimiento y la habilidad para hacerlos por su cuenta; hay mucha autoconstrucción en el país, y va a seguir habiéndola, es algo que no se puede impedir ni ignorar. Este es otro gran reto que tenemos como ingenieros: desarrollar la capacidad para llegar a esas comunidades y tratar de generar las mejoras en la calidad de materiales y sistemas de construcción y en la utilización de materiales sin que les cueste mucho más dinero del que ya invirtieron. En el Centro Nacional de Prevención de Desastres, entre otras instituciones, se están haciendo pruebas de refuerzo del adobe con mallas de acero que cubran al bloque y que le den a los muros una capacidad de confinamiento y de resistencia mayor, sin incrementar mucho el costo de la construcción; eso puede ayudar muchísimo. También se están haciendo pruebas de compresión del adobe –un caso es la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla– para hacer bloques con combinación de cemento, es decir, una mezcla de aditivos que lo hagan más resistente; de esa manera no se incrementa tanto el costo y se obtiene mayor resistencia sísmica. En la UAM Azcapotzalco y el Instituto de Ingeniería de la UNAM también se realizan pruebas en mampostería, por ejemplo, para proponer mejores recomendaciones. Los ingenieros debemos hacer un mayor esfuerzo para comunicarnos adecuadamente con la población. IC: ¿En qué estado se encuentra el desarrollo tecnológico y en investigación? DLE: Hay un progreso extraordinario. Sí hay ingeniería de muy buen nivel en México. El problema es cómo aterrizar estos conocimientos en la práctica, cómo generar un reglamento que sea sencillo, de interés para la comunidad y que lo apliquen en la realidad; a menudo es muy complicado expresar en términos sencillos o con teorías simples y accesibles a los ingenieros de la práctica, porque el reto sismológico es muy complejo, entraña

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aspectos dinámicos, de incertidumbres, y hay muchos ingenieros en la práctica a quienes se les complica acceder a nuevos conocimientos. Entonces, hay un sector muy amplio en la industria de la construcción que no aplica el reglamento, o que no lo sigue; ahí es donde está un reto principal; otro es la necesidad de estar de acuerdo todos en que tenemos que aprender: cada sismo tiene epicentros, profundidades, y características distintos, y los propios colegas sismólogos de Estados Unidos en California nos dicen que cada mes más o menos hay una falla geológica nueva en ese estado y que tienen que aprender cómo interactúa con las demás, pues el sistema es dinámico y el movimiento de una puede afectar a las otras; si ellos están en esa posición, nosotros también deberíamos aplicarnos.

nuestro, y están hechos para sus propias condiciones; hay que tener mucho juicio y madurez en la aplicación de las herramientas para que sean útiles a nuestras necesidades específicas. IC: Además de los cursos, ¿no resulta necesario implementar este enfoque, estas dinámicas de forma sistemática en los planes de estudio de las carreras específicas? DLE: Efectivamente. También estamos trabajando en eso. Por ejemplo, la SMIS realiza en sus congresos una reunión de profesores; cuando hay un simposio, hay también reunión de profesores, en la que tratamos de inculcarles la idea de que ellos en sus universidades deben introducir esos cambios; por desgracia, los cambios en las universidades son muy lentos, tienen que pasar por una gran serie de consejos y filtros que los hacen a veces tardar cuatro, cinco años. Yo estuve en la Dirección de la Facultad de Ingeniería de la UAEM, y se padece una rigidez institucional tremenda que hace que un solo cambio en un programa de estudios tarde entre cuatro y cinco años. Otro tema es que los profesores tengan la frescura y la voluntad para hacer los cambios; muchas veces hay colegas profesores, especialmente los de edad más avanzada, que no quieren cambiar ni siquiera sus apuntes, que son los mismos de hace 40 años. Lo principal, entonces, es que el profesor tenga esa voluntad de mejorar y de actualizarse, de acuerdo con las necesidades que surgen.

CIENCIA.UNAM.MX

IC: ¿Cómo califica la relación entre las generaciones maduras y las nuevas de ingenieros con respecto a la transmisión de conocimientos y experiencias, así como a la forma de interactuar sacando provecho de las nuevas tecnologías? DLE: En la SMIS redujimos a menos de la mitad el costo de los cursos para atraer a los jóvenes; ahorita, por ejemplo, en el curso de diseño de contravientos que le mencioné, participan unos 40 estudiantes, tanto de maestría como de licenciatura. Los queremos atraer porque precisamente son ellos la esperanza de que el día de mañana las cosas mejoren; ellos traen enjundia, mucha voluntad y gran capacidad, capacidades nuevas; manejan todos los sistemas de comunicación mucho mejor que uno. Queremos que ellos se involucren, no solamente en la utilización de un programa, sino para desarrollar herramientas nuevas: que comprendan lo que hay detrás. Porque esa es otra dificultad: a veces se aprende a utilizar un sistema y se mecaniza a tal grado que no se sabe lo que hay dentro, cómo se hace, ni cuál es la interpretación del resultado. Lo que queremos es influir en la práctica, pero a través de un conocimiento de fondo mediante el cual se puedan hacer adaptaciones. Desafortunadamente muchos de estos programas vienen de Estados Unidos o de países más avanzados que el

Debemos hacer pruebas en el laboratorio para establecer cómo afecta este tipo de sismos. Tenemos pocas mesas vibradoras en el país, necesitamos más para hacer investigación experimental amplia y suficiente.

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IC: ¿Algún comentario final? DLE: Recomendar que sigamos en alerta permanente y que no caigamos en el triunfalismo. Después de los recientes sismos, desgraciadamente noté en algunas autoridades un poco de triunfalismo. Como ahora hubo 40 colapsos y en 1985 hubo cientos, prevalecía el espíritu de “ya la hicimos”, “ya la ciudad está preparada”. No. No estamos totalmente preparados; hay una mejoría que hay que reconocer, pero todavía no hemos enfrentado el desafío mayor. Tenemos que estar en alerta y en preparación constante. El conocimiento que el ser humano tiene en este tema es limitado, pues las teorías (como la de tectónica de placas) debe probarse y se requiere avanzar entre todos: sismólogos, geólogos, geotécnicos, ingenieros y otros expertos para entender un fenómeno que no está totalmente explicado. Todo ello obliga a que el entorno de fuentes sísmicas se tenga que reevaluar continuamente; debemos estar apercibidos de que el peligro sísmico no es constante y hay que seguir invirtiendo recursos económicos y trabajo humano pero, sobre todo, que se promueva la cultura de aprendizaje y preparación Entrevista de Daniel N. Moser ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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HIDRÁULICA

Impactos ambientales y sociales de las presas Los efectos de las presas en el ambiente pueden ser significativos, especialmente de los grandes embalses, pero el 80% de las grandes presas tienen un área de embalse de sólo 1 km2 y están en ríos cuyo promedio de caudal es menor de 1 m3/s, es decir que su impacto es bajo. Los impactos de las presas en su entorno pueden ser favorables o no. Ahora, el conocimiento, la atención y el cuidado apropiados pueden hacer posible la mitigación de muchos impactos desfavorables, pero gran parte de las presas existentes fueron diseñadas entre 1950 y 1970, cuando esto no sucedía. La rehabilitación de muchas de las presas que existen hoy en día y la modificación de su forma de operar puede con frecuencia mejorar los efectos ambientales. Área de los almacenamientos El área total mundial de todos los embalses artificiales es de 500,000 km2, lo cual representa cerca de 0.5% del área que ocupan los continentes y ha sido esencialmente inundada en la mitad de un siglo (1950-2000). Estos embalses han suministrado comida, agua y electricidad a 800 millones de personas cada año. El 75% de las áreas de embalse está en países con baja densidad de población, en América, África y la Federación Rusa. Esto puede compararse con el impacto global humano

en los continentes a lo largo de 20 siglos. Debe considerarse que en México, con las actividades de producción agropecuaria, se deforestan 500 mil hectáreas al año (333 veces la superficie del Valle de México), lo cual modifica además la recarga de acuíferos y los escurrimientos. Las actividades humanas adicionales a la construcción de presas tienen modificados del todo más de 20 × 106 km2 (1 × 106 km2 por siglo), lo que esencialmente convierte bosques en tierra agrícola, incluidos millones de kilómetros cuadrados de humedales (como los arrozales); tales cambios han proporcionado comida a 5 mil millones de personas (250 por kilómetro cuadrado). Las presas que se tiene planificado construir durante el siglo XXI proporcionarán alimento, electricidad y agua a alrededor de mil millones más de personas, con un incremento en el área de embalses de alrededor de 300,000 kilómetros cuadrados. Al igual que los lagos naturales, los embalses formados por presas estimulan progresivamente actividades

TRESGARGANTAS UGC.KN3.NET

HUMBERTO MARENGO MOGOLLÓN Ingeniero civil, maestro y doctor en Ingeniería con especialidad en Hidráulica. Durante más de 30 años ha trabajado en el diseño, construcción, supervisión y puesta en servicio de presas y proyectos hidroeléctricos. En la CFE fue coordinador de Proyectos Hidroeléctricos y subdirector de Proyectos y Construcción. Es profesor de la Facultad de Ingeniería e investigador del Instituto de Ingeniería de la UNAM.

El impacto social negativo más destacable es la reubicación de personas. En Tres Gargantas ascendió a más de un millón.

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Impactos ambientales y sociales de las presas

tales como la pesca o la recreación. En Asia y África, las áreas aguas abajo de los embalses tienen con frecuencia un gran valor para la agricultura y la ganadería. Modificación del flujo del río El escurrimiento total anual de ríos que cuentan con embalses es superior a los 20,000 km3. El volumen total de almacenamiento en presas es de 7,000 km3, una parte del cual es permanente y fue llenado en 50 años (50 × 109 m3/año). El almacenamiento temporal asciende a 4,000 km3; se pierden por evaporación 200 km3. Aproximadamente 1,000 km3 de agua se almacenan para irrigación y suministro; de ellos, algunos cientos de kilómetros cuadrados se descargan a los ríos. La reducción global del flujo es de 1,000 km3, que es menos de 5% del escurrimiento anual. Las presas captan 20% del flujo de los ríos principalmente durante la época de lluvias, y regresan a los ríos 15%, la mayor parte durante la época de estiaje. Con frecuencia se puede evitar una reducción del flujo durante esta época, y muchas presas tienen o pueden tener un impacto muy favorable en el aumento de éste. Al respecto, 30 países usan reglas de requerimiento ambiental de flujo (EFR, por las siglas de environmental flow requirements) (gasto ecológico) e imponen un flujo mínimo, en general de alrededor de 10% del gasto medio anual. Este enfoque podría ser adoptado por todos los países con reglas optimizadas para cada embalse existente o nuevo. Con pequeñas reducciones en los beneficios de los proyectos, muchos embalses existentes pueden garantizar permanentemente un sustancial flujo en ríos que están secos en su totalidad durante varios meses del año, y este es un impacto positivo de las presas en el ambiente que con frecuencia se olvida. La reducción de inundaciones por almacenamiento en embalses tiene varios impactos: el 90% de las grandes presas están en cuencas con áreas menores a los 500 km2. Consecuentemente, las avenidas en general son de corta duración, con tiempos de concentración de pocas horas. El control de la mayor parte de estas avenidas a menudo tiene un efecto mucho más positivo que negativo en el ambiente. Pero para algunos de los muy grandes embalses, una reducción importante en el volumen de escurrimiento en la época de lluvias puede tener un serio impacto negativo en el ecosistema de la planicie aguas abajo. Esto requiere un cuidadoso estudio de medidas de mitigación a través de un programa de control de avenidas. Las fluctuaciones diarias en presas hidroeléctricas que suministran energía de picos pueden o no ser perjudiciales; su impacto puede ser mitigado por pequeñas presas (presas de cambio de régimen) que regularicen pocas horas de alto flujo. Impacto visual Las grandes presas de materiales graduados requieren extensos bancos de préstamos y pedreras. Si están loca-

uuLa reducción de inundaciones por almacenamiento en embalses tiene varios impactos: el 90% de las grandes presas están en cuencas con áreas menores a los 500 km2. Consecuentemente, las avenidas en general son de corta duración, con tiempos de concentración de pocas horas. El control de la mayor parte de estas avenidas a menudo tiene un efecto mucho más positivo que negativo en el ambiente. Pero para algunos de los muy grandes embalses, una reducción importante en el volumen de escurrimiento en la época de lluvias puede tener un serio impacto negativo en el ecosistema de la planicie aguas abajo. Esto requiere un cuidadoso estudio de medidas de mitigación a través de un programa de control de avenidas. lizados en el área del embalse se reduce el impacto ambiental de estas obras y no son muy costosas. Muchas de estas presas son terraplenes que tienen menos de 30 m de altura, casi siempre con un eje recto entre ambas márgenes; muchas podrían parecer más naturales, con aproximadamente el mismo costo, si tienen una planta ligeramente curveada con empotramientos suavizados en las márgenes y con pasto sembrado en la corona y en el paramento aguas abajo. Impacto sobre la fauna La creación de lagos sobre el 0.5% del área de los continentes ha reducido el área disponible para la fauna terrestre, y aquella que vive cerca de los ríos es desplazada cuando los embalses suben de nivel. Sin embargo, las márgenes húmedas a lo largo de los embalses no se reducen, con frecuencia se incrementan; para la fauna terrestre resulta favorable un flujo mínimo permanente en la mayoría de los ríos medianos y pequeños. El impacto en la pesca es claramente más importante; es positivo cuando el incremento en las descargas durante la época de estiaje garantiza algo de flujo a lo largo del año, pero puede ser negativo para ríos con flujo permanente, o al menos favorecerá cambios en las especies locales debido a los cambios en el régimen de escurrimiento, en la temperatura del agua y en el contenido de nutrientes por la fragmentación de los ríos. La mitigación a través del desarrollo de nuevas especies y de pasos para peces, o compensaciones mediante el desarrollo de pesquerías en los embalses, requieren grandes cuidados para ser exitosas. En aquellos lugares donde las pesquerías sean esenciales para la economía local y las tradiciones, el diseño de las presas deberá ser seriamente modificado y deberán evitarse algunas presas. Impactos sociales Las presas han tenido diversos impactos sociales positivos y algunos negativos. Los positivos directos son

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Durante el siglo XXI, con las plantas hidroeléctricas existentes y las planeadas se ahorrarán cerca de 50 Gt de combustóleo o gas y 100 Gt de carbón.

la producción de alimentos y el suministro de energía y agua para una tasa que va de 15 a 20% de la población mundial. El impacto negativo más significativo ha sido la reubicación de cerca de 25 millones de personas de las áreas de los embalses en los últimos 50 años. En países industrializados, la reubicación de personas se ha dado en muy pequeña escala; la mayoría de los casos se han dado en Asia. Aun allí, 90% de las grandes presas con áreas de embalse en el rango de 1 km2 han causado sólo pequeños problemas. Los grandes problemas se han tenido en alrededor de 1,000 presas; en cada una de ellas ha habido desplazamientos de algunos miles o decenas de miles de personas, en 15 presas se han desplazado cientos de miles de personas, y en la presa Tres Gargantas, más de un millón. Aun cuando el número de personas reubicadas (500 mil por año) parece ser alto, debería compararse con los cerca de 800 millones de personas que se han beneficiado con alimentos como resultado directo de las presas. Estas obras también han reducido el número de personas (algunos millones) que pierden sus hogares como resultado de inundaciones año tras año. Pero a pesar de que la reubicación se justifica generalmente por los beneficios que producen las presas, las personas desplazadas a menudo reciben sólo una pequeña parte de los beneficios del proyecto: las compensaciones financieras suelen ser demasiado bajas, y en el pasado has sido rebasadas las organizaciones específicas para manejar exitosamente las reubicaciones. En los últimos 20 años este problema se ha manejado de una forma más exitosa; una parte importante de la inversión total se está destinando a manejar mejor los esquemas de reubicación, que pueden requerir tanto tiempo y organización como el que requiere la propia construcción. En el proyecto de la presa Tres Gargantas,

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por ejemplo, se está destinando la mitad del enorme presupuesto a las reubicaciones, cuyo costo equivale a unos 10,000 dólares estadounidenses por persona (más de 10 años del ingreso personal en China). El cada vez mayor costo unitario de las reubicaciones no favorecerá en el futuro las áreas para embalses muy grandes. Con frecuencia es posible reducir de manera considerable el área de embalse y en consecuencia las reubicaciones, con una aceptable disminución en el funcionamiento de la obra. Por ejemplo, en África los grandes proyectos hidroeléctricos usan cierta área de embalse para producir 100 TWh por año, en tanto que en Europa se producen 500 TWh por año en un área similar. Aun cuando los beneficios de las presas serán de más del doble durante el siglo XXI, las áreas de embalse se incrementarán quizá sólo 3,000 km2 por año, en vez de 10,000 km2 como era el caso antes del año 2000. Las presas también tienen impactos sociales indirectos: muchos son positivos, como la posibilidad de conservar actividades o desarrollar nuevas para beneficiar a la población local; la mayor parte de las presas para irrigación se han construido en áreas donde la mitad del empleo se da en la agricultura, de forma que el riego que proporcionan las presas ha beneficiado a muchas más personas que las reubicadas por efectos de su construcción. Sin embargo, como se mencionó, en el caso de las actividades pesqueras algunos efectos indirectos han sido negativos.

uuAun cuando el número de personas reubicadas (500 mil por año) parece ser alto, debería compararse con los cerca de 800 millones de personas que se han beneficiado con alimentos como resultado directo de las presas. Estas obras también han reducido el número de personas (algunos millones) que pierden sus hogares como resultado de inundaciones año tras año. De forma semejante, aun cuando el efecto global en la salud es gradualmente favorable, algunos grandes almacenamientos en zonas tropicales han provocado un fuerte incremento en padecimientos como la malaria y algunas enfermedades tropicales que deben ser estudiadas cuidadosamente para ser atendidas. Hasta muy recientemente se habían realizado pocos estudios acerca del impacto global indirecto causado por las muy grandes presas. En los últimos 10 años un buen número de informes se han enfocado en los efectos indirectos negativos causados por las muy grandes presas. De los más recientes estudios de este siglo XXI se desprende que las emisiones de gases de efecto invernadero afectan el clima y consecuentemente tienen un impacto sobre los ríos en la mayor parte de los países; se reducen considerablemente los escurrimientos durante la época de estiaje o se incrementan los gastos extremos en las avenidas. Pero la hidrogeneración limita

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Impactos ambientales y sociales de las presas

Conclusión Es fundamental dejar claro que se requiere regular el agua, por lo que las presas se vuelven imprescindibles para el desarrollo del país. La escasez del agua y el cambio climático hacen que las presas sean absolutamente necesarias en el corto, mediano y largo plazo. Es preciso definir los mejores proyectos futuros. Donde el impacto social y ambiental sea bajo, no debe dudarse en construir más presas. Desde este punto de vista, una obligación fundamental que tenemos como sociedad es optimizar e incrementar nuestra infraestructura con la sobreelevación de presas existentes, lo cual permitirá sin duda ofrecer más agua regulada en el corto plazo. En el mediano plazo debe estudiarse, investigarse y revisarse una amplia cartera de proyectos posibles que permitan mejorar las condiciones de vida de la población

las emisiones de este tipo de gases y las presas pueden ayudar a reducir sequías e inundaciones. Mitigación de los cambios climáticos Si la actual capacidad de hidrogeneración tuviese que ser reemplazada por un incremento proporcional en las otras formas existentes de producción de electricidad, se requerirían más de mil nuevas plantas térmicas de 500 MW, las cuales consumirían 250 millones de toneladas de combustible o gas cada año, y 400 millones de toneladas de carbón, además de 150 nuevas plantas nucleares de 1,000 megawatts. Durante el siglo XXI, con las plantas hidroeléctricas existentes y las planeadas se ahorrarán cerca de 50 Gt de combustóleo o gas (más de 10 años del total que se utiliza actualmente) y 100 Gt de carbón, y se evitará la construcción de 500 plantas nucleares de 50 años de vida útil. Las emisiones futuras de GEI por parte de las hidroeléctricas serán mucho menores que los valores que a la fecha se ha hecho creer, lo cual debe estudiarse e investigarse con mayor detalle. En la mayoría de los países, el calentamiento del clima reducirá los escurrimientos durante la época de estiaje y muchos ríos permanentes podrían quedar secos por completo durante ciertos meses en los que aumentan grandemente los requerimientos humanos; las presas son prácticamente la única solución para mantener la situación presente o para mejorarla. Los cambios climáticos, sumados a la urbanización y la deforestación, probablemente incrementarán la escala de avenidas extraordinarias, lo que acarreará impactos negativos a la población y el medio ambiente. Las presas ayudarán a mitigar las inundaciones y a mantener las condiciones prevalecientes. Durante el siglo XXI, las presas ayudarán a mantener numerosos ríos en sus condiciones presentes. Se espera que muchas presas en el futuro sean apoyadas por los ecologistas que actualmente las critican por modificar esas condiciones.

Este artículo tiene como fuente un extenso documento titulado El papel de las presas en el siglo XXI. Alcanzando una meta de desarrollo sustentable.

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La hidrogeneración limita la emisión de GEI y las presas pueden ayudar a reducir sequías e inundaciones.

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ACADEMIA

Globalización, petróleo y población Entre 1925 y 1938 se sentaron en nuestro país las bases para el desarrollo de una ingeniería civil propia. Desde entonces y hasta la década de 1980 la participación de empresas de ingeniería extranjeras fue escasa en México. Las empresas nacionales fueron capaces de diseñar y construir por sí solas las obras de infraestructura, de edificación urbana y otras que requería el país. Los desarrollos tecnológicos que se lograban en otras naciones se importaban rápidamente a la práctica profesional en México. ALBERTO JAIME PAREDES Doctor en Ingeniería civil con especialidad en Ingeniería geotécnica y Geotecnia ambiental y sísmica. Investigador titular del II UNAM. Fue gerente de Protección Ambiental de la CFE y subdirector general técnico de la Conagua. Miembro de las academias Mexicana de Ciencias y de Ingeniería. En 1988 recibió el premio Manuel González Flores de la SMIG a la Investigación en Geotecnia.

El acelerado desarrollo tecnológico y el proceso de globalización de la economía y de las relaciones comerciales a partir del decenio de 1980 modificaron el ejercicio profesional. El ahorro nacional se encontraba muy por debajo de lo aconsejable, en términos del producto interno bruto. En los setenta y los ochenta, a pesar del auge petrolero, la situación de las finanzas públicas era desastrosa y fue necesario recurrir al financiamiento extranjero, con el petróleo como aval. Al colapsar sus precios en los ochenta no se pudo pagar la deuda, y tuvieron que aceptarse las condiciones de la banca transnacional para salir del problema. Inmediatamente después se tuvo que volver a recurrir al financiamiento externo (con nuevas modalidades y condiciones) para atender las necesidades de la población mexicana de empleo y de infraestructura. De 1970 al año 2000, la población se duplicó: creció en 50 millones (véase tabla 1). La población económi-

MARIO GÓMEZ MEJÍA

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GUSTAVO AYALA MILIÁN

El incremento de la población mayor de 65 años repercutirá en la economía del país por causa de las pensiones.

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camente activa (PEA) pasó de 12.96 millones a 33.7 millones de personas. Además, se inició el cambio de la pirámide poblacional. Comenzó a ser importante el número de mexicanos mayores de 50 años y disminuyeron los menores de 4 años. No había otra salida que pedir financiamiento a la banca transnacional. En la Encuesta Intercensal 2015, realizada por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía, se contaron 119,530,753 habitantes en México. En el año 2015, la población menor de 15 años representaba 27% del total; el grupo de 15 a 64 años constituía 65%, y el grupo de 65 o más, 7.2%. Esta pirámide abrió una ventana de oportunidad entre 2015 y 2020 desde el punto de vista de la juventud de la población y del tamaño relativo de la PEA. Después, la población de 65 años o más crecerá muy rápidamente y las pensiones de jubilación impactarán fuertemente en la economía del país. También es cierto que desde hace 35 años existe la creencia entre las autoridades mexicanas, especialmente las financieras, de que la planeación y diseño de proyectos de infraestructura y edificación urbana se pueden comprar en el mercado internacional, sin más. Se ve a la ingeniería civil como una mercancía (commodity). Así se contrataron los llamados “proyectos llave en mano” y se otorgan las concesiones. No se han dado cuenta de que se requiere una contraparte de ingeniería sólida para poder interactuar al mismo nivel técnico con los grandes consorcios internacionales y, además, para poder operar y mantener dichas obras. Desde 1980 se dejaron caer los grupos técnicos de ingeniería de las instituciones federales; muchas firmas privadas murieron de inanición; otras, maltrechas, han empezado a desarrollarse nuevamente en los últimos años.

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Globalización, petróleo y población

Tabla 1. Crecimiento poblacional entre 1970 y 2000 1970

2000

Población general

48,225,238

97,438,412

49,258,174

102.14%

Población económicamente activa

12,955,057

33,730,210

20,775,153

160.36%

Nuevas formas de financiamiento Los pocos recursos económicos del país obligan a las autoridades a considerar fuentes internacionales de financiamiento como alternativa para no detener la construcción de infraestructura. En los últimos tres años se han llevado a cabo reformas importantes en la legislación mexicana. Así, la reforma energética ha cambiado la manera de operar de Petróleos Mexicanos y la Comisión Federal de Electricidad. Ahora puede participar el capital privado nacional y extranjero en la extracción del petróleo y en la generación y transmisión de la energía eléctrica. En la actualidad, varias empresas transnacionales trabajan en el país con tecnologías avanzadas, ingenieros civiles de sus países sede y en muchas ocasiones también capataces y operadores de equipo especializado. Además, cuentan con recursos financieros interna-

Crecimiento absoluto

Crecimiento relativo

cionales que las colocan en posición ventajosa respecto a las empresas nacionales. Otras de esas compañías han ganado concursos de obra por sus posibilidades de financiamiento y han subcontratado los trabajos de ingeniería a empresas locales, con desventaja para éstas en la retribución de sus servicios. Sin embargo, es lamentable que en algunas dependencias del gobierno se otorguen contratos a empresas que ni traen nuevas tecnologías ni capital para financiar las obras, y sólo vienen a quitarles el trabajo a las empresas y a los ingenieros civiles mexicanos. A esta situación han contribuido las modalidades de licitación de las grandes obras. Se otorgan concesiones de explotación de las obras durante su operación, a cambio de su financiamiento; o bien, se privilegia a aquellas empresas que son capaces de financiar los proyectos. En contraparte, las empresas extranjeras lo


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Globalización, petróleo y población

A pesar del auge petrolero de los ochenta, México tuvo que recurrir al financiamiento extranjero, con el petróleo como aval.

hacen a cambio del paquete completo. Es decir, hacen el diseño y la construcción y operan la obra, o alguna combinación de estas acciones. Esta modalidad se adoptó porque los impuestos que colecta el gobierno no alcanzan para costear las obras de infraestructura y vivienda requeridas y mantener el desarrollo del país. De esta manera, el usuario paga dichas obras “autofinanciables” con el aval del gobierno municipal, estatal o federal. Para modificar este estado de cosas, el ahorro nacional actual, principalmente el fondo de pensiones colocado en las administradores de fondos para el retiro, podría utilizarse parcialmente para financiar proyectos de infraestructura que fueran autofinanciables. Así se podría privilegiar a las empresas de ingeniería mexicanas y disminuir la dependencia del financiamiento internacional. Algunas empresas mexicanas se han asociado con firmas transnacionales que cuentan con recursos tecnológicos y acceso al financiamiento de la banca internacional. Esta forma de asociación ha sido positiva, ya que las empresas mexicanas adquieren también sistemas de trabajo y de administración de proyectos que les permiten ser más competitivas. Estos consorcios han llevado a cabo, con éxito, obras de ingeniería, procuración y construcción, o proyectos IPC. Por otra parte, las principales empresas mexicanas de ingeniería participan en proyectos en otros países. De esta forma, la ingeniería civil mexicana tiene alguna presencia internacional. Ejercicio profesional de ingenieros extranjeros en México En la práctica de la profesión, hay una gran asimetría desfavorable para el ingeniero civil mexicano. Ingenieros civiles extranjeros han podido ejercer su profesión en México y los ingenieros mexicanos no la pueden ejercer en Canadá, Estados Unidos, la Unión Europea, países asiáticos y en algunos de Sudamérica. En sus artículos 15 y 17, la Ley Reglamentaria del Artículo 5° Constitucional dice: Artículo 15. Los extranjeros podrán ejercer en el Distrito Federal las profesiones que son objeto de

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esta Ley, con sujeción a lo previsto en los tratados internacionales de que México sea parte. Cuando no hubiere tratado estará sujeto a la reciprocidad en el lugar de residencia del solicitante. Artículo 17. Los títulos expedidos en el extranjero serán registrados por la Secretaría de Educación Pública, siempre que los estudios que comprenda el título profesional sean iguales o similares a los que se impartan en instituciones que formen parte del sistema educativo nacional. Es decir, en México el ingeniero extranjero puede ejercer su profesión al registrar su título y obtener la cédula profesional mediante un trámite administrativo algo engorroso. Sin embargo, en ocasiones los ingenieros extranjeros ni siquiera hacen esta gestión; trabajan con visa de turista o bien con permiso, sin demostrar sus conocimientos y experiencias. A pesar de que la Secretaría de Economía es la entidad que tiene la responsabilidad de dar seguimiento a los tratados internacionales; la de Gobernación, la de vigilar la internación y autorización para trabajar en nuestro país, y la de Educación, la de revisar y validar, en su caso, la documentación que los acredite como profesionales capacitados, en muchos casos no se cumplen los requisitos establecidos ni se verifica la reciprocidad en el país de origen. Por otra parte, es de admitir que en ocasiones hemos ganado profesionales muy distinguidos que se han quedado a vivir en México. Conclusiones Se debe regular de la manera más rigurosa la participación de ingenieros civiles extranjeros en México. La ingeniería civil mexicana habrá de comprometerse con las siguientes líneas de acción: 1) tendrá que generar paquetes de servicio nuevos y cada vez más integrales que conjunten evaluación de proyectos, diseño, construcción y op­eración; 2) en el mediano plazo, las compañías que se dediquen a la ingeniería civil deberán transformarse en empresarias; 3) los elevados costos que generalmente tienen los proyectos llevarán a que las constructoras mexicanas deban asociarse entre sí o con compañías extranjeras. Por otra parte, las empresas y profesionistas de la ingeniería civil en México no pueden adoptar un papel pasivo y depender del crecimiento del país para su desarrollo. La ingeniería mexicana debe abrirse paso a proyectos en otras partes del mundo. Si las condiciones en el país no per­miten el desarrollo regular de proyectos de ingeniería, deben salir a competir y a conseguir dichos proyectos en otros países Este artículo está basado en el estudio estratégico La ingeniería civil mexicana, estado actual y acciones para enfrentar los retos del siglo XXI (Academia de Ingeniería, 2016). ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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ALREDEDOR DEL MUNDO

Los túneles de Pajares en España La Variante de Pajares es un gran proyecto ferroviario de alta velocidad con 49.7 km de longitud en el norte de España; supone un gran reto a la ingeniería por su complejidad constructiva y la diversidad geológica y morfológica del macizo montañoso que debe atravesar: la Cordillera Cantábrica entre León y Asturias, donde se construyeron dos túneles paralelos de más de 25 km. Por ello debieron adoptarse técnicas constructivas también complejas y específicas. La construcción de los túneles de Pajares es una de las obras más relevantes de la ingeniería española. De acuerdo con su longitud de proyecto, son los séptimos más largos del mundo y los segundos más largos de España después de los de Guadarrama, con el beneficio principal de que, al atravesar una de las zonas más difíciles de la península en términos geográficos, acercan las regiones de la meseta central (donde se ubica Madrid) y Asturias de manera más directa de lo que se ha podido hasta hoy en día; el transporte entre esos dos puntos siempre ha sido particularmente complicado. El sistema de túneles y vías férreas ahora conocido como Variante de Pajares se encuentra en construcción. Este proyecto, que no se ha dado por terminado ni se ha inaugurado a pesar de contar ya con la infraestructura principal, permitirá evitar el trayecto actualmente en servicio, que fue inaugurado hace más de un siglo y rodea la Cordillera Cantábrica recorriendo 83 kilómetros entre La Robla, en León, y Pola de Lena, en Asturias. El proyecto ferroviario reduce el trayecto entre ambos puntos en 33 kilómetros. Desde mediados del siglo XX se había planteado la necesidad de actualizar la conexión entre la meseta central y Asturias, ante problemas como inclemencias invernales debidas a la altitud del paso, pendientes pronunciadas, la baja velocidad comercial permitida (60 km/h) y el hecho de que por ella discurre una sola vía, todo lo cual además obliga a realizar labores de conservación periódicas que aumentan sus costos de mantenimiento. Aunque la solución de un túnel de base bajo la cordillera siempre fue obvia, no comenzó a parecer realizable hasta las décadas de 1970 y 1980, luego de estudios geológicos y geotécnicos, el análisis de corredores y la elaboración de proyectos de infraestructura y vías. La Variante de Pajares comenzó a construirse en 2004 y fue objeto de intensas labores especialmente entre ese año y 2007; originalmente se planteó como año de conclusión 2010 y fue incluida como nueva línea

de altas prestaciones para tráfico mixto en el Plan Estratégico de Infraestructuras del Transporte del gobierno español en 2005. Hoy se habla oficialmente de que será en el año 2020 cuando quede concluido. El elemento principal: los túneles La Variante de Pajares es un gran proyecto ferroviario de alta velocidad con 49.7 km de longitud en el norte de España; supone un gran reto a la ingeniería por su complejidad constructiva y la diversidad geológica y morfológica del macizo montañoso que debe atravesar: la Cordillera Cantábrica entre León y Asturias. El núcleo del proyecto lo constituyen los túneles de Pajares, dos tubos paralelos de más de 25 km para vía única, unidos con galerías de conexión cada 400 m y separados entre sí por una distancia aproximada de 50 m en el interior del macizo rocoso. La figura 1 proviene de “Los túneles ferroviarios de Pajares”, una infografía publicada en el diario español El País a mediados de 2013 con base en información de estudios científicos así como del Administrador de Infraestructuras Ferroviarias (ADIF) de España. Se muestra el trazo de los túneles y, en la esquina superior derecha, la disposición general del proyecto Variante de Pajares. En los túneles gemelos, de 8.5 m de diámetro, se inyectó material alrededor del armazón de dovelas para dar estabilidad a la estructura y evitar parte de las filtraciones al interior del túnel; se pasó de 500 a 300 l/s. Hay túneles de conexión entre ellos cada 400 metros. En la tabla 1 se presentan los datos generales incluidos en el proyecto básico de los túneles, elaborado a comienzos de la década pasada. Principales dificultades La ejecución de los túneles de Pajares requirió atravesar una zona de gran complejidad geológica. Estas dos estructuras paralelas cuentan con áreas de excavación en perfil longitudinal del terreno (perfil por montera) de más de un kilómetro, así como dovelas de hasta 60 cm

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Los túneles de Pajares en España

Afectaciones detectadas Fuerte disminución del caudal o secado del abastecimiento a poblaciones (7) Fuerte disminución del caudal o secado de fuentes y manantiales (13) Formación de sumideros por colapso de las cavidades (6) Sondeos con fuertes descensos del nivel de agua (11) Asturias Pola de Lena Campomanes

Ferrocarril actual Nuevo ferrocarril: En superficie (en proyecto) Subterráneo (en ejecución) a y b: túneles auxiliares, acceso de las tuneladoras

Avilés Túneles

Puerto de Pajares Villanueva Busdongo (1,379 m) de la Tercia de Arbás San Martín F.C. actual de la Tercia Rodiezmo de la Tercia Arbás del Ventosilla Pajares Puerto Villamanín

Gijón Oviedo León Palencia Valladolid Segovia Madrid

León La Robla

Santa Lucía Vega de Gordón

Telledo

6 P-6

Túneles nuevos

Poladura de la Tercia Viadangos de Arbás Casares de Arbás Cubillas de Arbás Geras

Folledo b a Buiza

Beberino Pola de Gordón

Paradilla Cabornera de Gordón

A

Embalse de Barrios de Luna

Sondeo S90 Nivel piezométrico del acuífero SA5, en metros 40 0 –40 –80 –120 –160 Nov 2004

May Nov 2005

May Nov 2006

May Nov 2007

May Nov 2008

Figura 1. Trazo de los túneles y sus impactos hidrológicos.

que soportan los elevados esfuerzos generados a las profundidades requeridas. Las singularidades geológicas incluyeron la presencia de agua y gas así como zonas de falla. El trabajo de excavación total fue dividido en seis frentes de trabajo; en cinco de ellos se utilizaron máquinas tuneladoras provistas de escudo. Como se puede observar en la figura 1, algunos estudios realizados después de construida la infraestructura principal de los túneles han mostrado la generación de desequilibrio hidrólogico en la zona de influencia del proyecto, con disminuciones del caudal de ríos, fuentes y manantiales, y la formación de sumideros. Esto ha ocasionado cierta oposición social en la región en la que se encuentra. Por otra parte, es notable el retraso en la conclusión del proyecto. A pesar de los importantes avances en la infraestructura, no se ha comenzado el tránsito ferroviario a través de los túneles debido a problemas como filtraciones de agua, principalmente. Características ferroviarias La vía férrea de Pajares en construcción será apta tanto para el tránsito ibérico como para el internacional. En la

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primera fase entrará en servicio con tipo de vía de ancho ibérico dotada de traviesa polivalente, apta para los dos anchos de vía: internacional (1,435 mm) e ibérico (1,668 mm) con electrificación de 25,000 V, la habitual en líneas de alta velocidad. Esta solución posibilitará el cambio entre uno y otro ancho cuando lleguen a la conclusión las obras de conexión de la Variante de Pajares con el resto de la red de alta velocidad mediante una rápida y sencilla adaptación que, se afirma, no se llevaría más de un mes. El proyecto incluye los enlaces con la actual línea de ancho convencional León-Gijón, en las proximidades de La Robla (León) y en la estación de ferrocarril de Pola de Lena (Asturias). Con el trazo de alta velocidad el trayecto OviedoMadrid se realizará en 3 horas y 15 minutos, y se evitará la utilización de cambiadores de ancho en el inicio y final del tramo. Se permitirá el tránsito de trenes de pasajeros y de mercancías. Recursos Las obras de construcción de la Variante de Pajares fueron cofinanciadas entre los años 2000 y 2006 por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (Feder) para la

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Los túneles de Pajares en España

Tabla 1. Proyecto básico de los túneles de Pajares, características generales Tipo de túnel Ferroviario de doble tubo para alta velocidad Longitud 26,648 m Diámetro de excavación 10.4 m Diámetro interior 8.5 m Tuneladora abierta, 56.4% Método constructivo Excavación convencional, 43.2% Túnel artificial, 0.4% Areniscas, 43% Litología Pizarras, 37% (en % de la longitud Calizas, 19% del túnel) Conglomerados, 1% Calidad geotécnica Terreno bueno (RMR > 60), 8% (en % de la longitud Terreno medio (RMR 40-60), 44% del túnel) Terreno malo (RMR < 40), 48% Grandes deformaciones por Riesgos geológicos fluencia (squeezing), 30% (en % de la longitud Posible afluencia de fuertes del túnel) cantidades de agua, 15% Posible presencia de gas explosivo (grisú), 10% RMR: clasificación de macizos rocosos. Fuente: www.geoconsult.es

plataforma de los túneles, y las Ayudas de las Redes Transeuropeas de Transporte para los estudios y proyectos. A partir de 2007 la financiación estuvo a cargo del Fondo de Cohesión del Feder para las obras de plataforma de los subtramos La Robla-túneles de Pajares y túneles de Pajares-Pola de Lena, así como para el suministro y montaje de vía e instalaciones y otras tareas adicionales en el interior de los túneles. Conclusión La puesta en servicio de la nueva línea entre Madrid y Asturias será sumamente importante para comunicar esta región con el resto de España. La Variante de Pajares potenciará el desarrollo y el tráfico futuro al ampliar el ámbito de influencia de los puertos de Asturias, al mismo tiempo que los servicios de viajeros con procedencia y destino Asturias recibirán las ventajas de usar la nueva infraestructura sin necesidad de modificar la condición de su rodadura. El gobierno de España ha mencionado como fecha de conclusión de los trabajos e inauguración el año 2020, pero aun este dato es objeto de cuestionamientos por parte de investigadores y la sociedad española Elaborado por Helios con información de las siguientes fuentes: Geoconsult Ingenieros Consultores (s/f). Proyecto básico túneles de Pajares. Realizado del 1° de enero de 2002 al 26 de mayo de 2003. Disponible en: http://www.geoconsult.es/geoconsult/Experiencia/NewsModule/displayNews/ce9616bbd31a8c4af63a0290fe08e6a3/a6adb1361c4de43efc7f08779ff9ad54/ Míguez Bailo, R. (Coord.) (2009). Túneles de Pajares. Prólogo. Madrid: ADIF. Disponible en: http://www.pttp.es/wp-content/uploads/ 2017/03/00-Prologo.pdf Ministerio de Fomento (2013). La alta velocidad permitirá realizar el trayecto Oviedo-Madrid en tres hora y cuarto. Nota de prensa. Mayo. España. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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2018

Febrero 14 al 16 XVII Congreso Exporail Asociación Mexicana de Ferrocarriles, A. C. Cancún, México exporail.mx Febrero 22 a Marzo 5 Feria Internacional del Libro del Palacio de Minería Facultad de Ingeniería de la UNAM Ciudad de México www.filmineria.unam.mx

Marzo 1 al 8 29° Congreso Nacional de Ingeniería Civil “Planeación, ética e innovación para un desarrollo equitativo y sustentable” Colegio de Ingenieros Civiles de México, A. C. Ciudad de México congresonacionaldeingenieriacivil.mx

Abril 19 al 21 5° Seminario Internacional de Puentes Asociación Mexicana de Ingeniería de Vías Terrestres, A. C. Campeche, México www.amivtac.org/vsip

Ya nadie llora por mí Sergio Ramírez Madrid, Alfaguara, 2017

La vida del detective privado Dolores Morales se ve alterada cuando uno de los más acaudalados personajes de Nicaragua lo contrata para encontrar a su hijastra Marcela, desaparecida en extrañas circunstancias. Las especiales características de este caso obligarán a este detective de divorcios a recuperar el carácter que tuvo como investigador atinado y tenaz en la época de la guerrilla antisomocista y posteriormente como policía. Para ello, pondrá en marcha a un grupo de personajes que actúan como ayudantes o consejeros y que resultan una fauna variada, con los que nos adentraremos en la vital y dura realidad de la Managua de nuestros días, sometida a un régimen que crea controles sociales, lealtades a través de canonjías, que ejerce un poder social completo. El inspector Dolores Morales, asomado a esta realidad subyacente, no se amedrenta con facilidad. De hecho es la personificación de quienes aún resisten y luchan contra la adversidad ética. Pierde una pierna y va por la vida con su pierna postiza, con una actitud irónica y su humor amargo sin perder ese sedimento ético a pesar de sus vicisitudes. Al final, el caso de la joven desaparecida, entregado a un investigador de medio pelo, puede derivar en un destape político que ponga en tela de juicio el orden instaurado

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AGENDA

ULTURA

Nadie es inocente

Mayo 25 y 26 5° Simposio Internacional sobre Túneles y Lumbreras Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A. C. Ciudad de México www.smig.org.mx Junio 18 al 21 16 Congreso Europeo de Ingeniería Sísmica European Association for Earthquake Engineering Tesalónica, Grecia www.16ecee.org Noviembre 14 al 17 XXI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural “Del modelo a la estructura y viceversa” Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, A. C. Campeche, México www.smie.org.mx

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CLOUD/LOCAL

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La información del hospital se recolecta y almacena en One Cloud a distancia, disponible en cualquier lugar.

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Revista IC enero 2018  

IC Ingeniería Civil, año LXVIII, número 582, enero de 2018, es una publicación mensual editada por el Colegio de Ingenieros Civiles de Méxic...

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