CICDECH 157

Durante los dos años de nuestra administración vivimos nuevas experiencias, conocimientos y apredizajes, así como un tiempo de cambios y logros significativos para nuestro Colegio, sin faltar claro algunas contrariedades, productos naturales de la diversidad de pensamientos propios de una institución de nuestro tamaño, sin embargo el resultado final es muy positivo.

Quiero destacar los avances que tuvimos en la revista a lo largo de nuestra gestión, ya que nos hemos posicionado como el primer Colegio de Ingenieros Civiles en México que cuenta con una revista registrada e indexada.

En esta administración obtuvimos el registro de ISSN por parte del Instituto Nacional del Derecho de Autor, este registro permite identificar en todo el mundo una publicación seriada y nos dio la oportunidad de tramitar el ingreso de la revista al portal de Latindex, el cual es un sistema de información sobre las revistas de investigación científica, técnico-profesionales y de divulgación científica y cultural que se editan en los países de América Latina, el Caribe, España y Portugal con el objetivo de otorgar algunas ventajas como: mayor visibilidad mundial, facilita el acceso a la revista desde diversos sitios del mundo, promueve el prestigio de los autores al permitir que se hagan estudios de impacto, estimula la localización de los pares en otras partes del mundo y promueve el desarrollo del campo científico nacional.

Por otra parte vendrán tiempos nuevos, los cuales deseamos sean mejores que los presentes y que los logros sean aún más para seguir contribuyendo a la grandeza de nuestro Colegio.

Finalmente agradezco al Lic. Héctor Cabrera Palacios, Director General de Tiendas Cuprum por habernos concedido la entrevista para esta edición, así como a todos aquellos que de una u otra forma ayudaron a nuestra revista y sobre todo a aquellos que con su patrocinio logran que este proyecto siga creciendo.

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L

legamos al final de la administración del XXXI Consejo Directivo por lo que esta es la última ocasión que tengo el honor de dirigirme a ustedes mediante la carta editorial.

Misión de la Revista CICDECH

“Presentar un modelo de excelencia para proyectar la contribución del Ingeniero Civil en el desarrollo de la sociedad y promover la actualización técnica, desarrollo humano y ética profesional de los socios del Colegio”.

CICDECH, Año 25, Núm. 157, noviembre/diciembre 2017, es una publicación bimensual editada por el Colegio de Ingenieros Civiles de Chihuahua, Chih., A.C., Av. Politécnico Nacional No. 2706, Col. Quintas del Sol, C.P. 31250, Chihuahua, Chih., Tel: (614) 4300559 y 4300865, www.cicchihuahua. org. Editor responsable: Dr. Fernando Rafael Astorga Bustillos. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo No. 04–2015072116021400-102, ISSN 2448-6361, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Certificado de Licitud de Título y Contenido con No. 16680, otorgado por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Impresa por Carmona impresores, Blvd. Paseo del Sol #115, Jardines del Sol, 27014 Torreón, Coah. Distribuida por el Colegio de Ingenieros Civiles de Chihuahua, Chih., A.C., Av. Politécnico Nacional No. 2706, Col. Quintas del Sol, C.P. 31250, Chihuahua, Chih. Este número se terminó de imprimir el 31 de octubre de 2017 con un tiraje de 2,000 ejemplares.

Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del Colegio de Ingenieros Civiles de Chihuahua.

Los contenidos podrán ser utilizados con fines académicos previa cita de la fuente sin excepción.

Edición bimensual Año 25, Núm. 157 Noviembre/Diciembre 2017 Chihuahua, Chih.

Revista del Colegio de Ingenieros Civiles de Chihuahua, Chih., A.C. Av. Politécnico Nacional No. 2706 Chihuahua,Chih. México Tels. (614) 4300559 y 4300865

Chihuahua, Chih.,

M.I. Arturo Alejo Tepate Dr. José Francisco Armendáriz López I.C. Carla Erika Gutiérrez Martínez I.C. Oscar Adrián Montes Hernández I.C. Gilberto Pacheco Vivian I.C. Oscar Javier Piñón García I.C. Martín Ruelas Hernández

A los socios, favor de enviar sus colaboraciones a: ingenieros@cicchihuahua.org El contenido de los artículos es responsabilidad de los autores. www.cicchihuahua.org

EDITORIAL Indexada en Fotografía de portada proporcionada por:

Obras Públicas Municipales de Chihuahua

Consultoría, comunicación & rp Av. San Felipe No. 5 Chihuahua, Chih., México Tel. (614) 413.9779 www.roodcomunicacion.com

Estabilización de capas de pavimento con polímeros I.C. Martín Ruelas Hernández

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Riesgo claro e inminente

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El agua como pilar del desarrollo sustentable

La importancia de la inspección y mantenimiento de los puentes carreteros I.C. Oscar Adrián Montes Hernández y el I.C. Oscar Javier Piñón García

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Entrevista Lic. Héctor Cabrera Palacios Director General de Tiendas Cuprum Mezclas asfalticas de tipo SMA I. C. Carla Erika Gutiérrez Martínez

Baches en pavimentos M. I. Arturo Alejo Tepate

Entrega de reconocimiento a ingenieros que colaboraron en las zonas afectadas por los sismos Estabilización de suelos blandos Ing. Gilberto Pacheco Vivian

Protección contra socavación en puentes C. Dr. Antonio Campa Rodriguez

¿Qué tiene de malo la ética?

I.C. Raúl Sánchez Küchle

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Frases célebres sobre lógica

I.C. y M. A. Miguel Arturo Rocha Meza

Ing. Martín Ruelas Hernández Universidad Autónoma de Chihuahua / Facultad de Ingeniería CICDECH Año 25, Núm. 157 / noviembre - diciembre 2017

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Estabilización de capas

Dr. José Francisco Armendáriz López

de pavimento con polímeros

M.D.U Luis Carlos Máynez Hernández

CON TENI DO

o

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S

on sustancias de alto peso molecular formadas por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas llamadas monómeros, se forman así moléculas gigantes que toman formas diversas: cadenas en forma de escalera, unidas o termofijas que no pueden ablandarse al ser calentadas, largas y sueltas, entre otras.

y el material asfáltico, así como entre las partículas de los agregados del suelo de las capas de los pavimentos.

Con el uso de los polímeros en las capas de los pavimentos o simplemente en suelos aumenta la capacidad de carga, la resistencia al desgaste de las capas debido a la adherencia de las partículas ayuda a que el suelo sea impermeable.

INGENIERÍA CIVIL

Polímeros:

Tipos de polímeros más comunes: 05

• Policloruro de vinilo (pvc).

• Poliestireno (ps).

• Polietileno (pe) (hdpe o ldpe, alta y baja densidad).

• Polimetilmetacrilato (pmma).

• Polipropileno (pp).

• Politereftalato de etileno (pet).

• Poliuretano (pu).

Los polímeros pueden ser granulares, de triturados provenientes de productos con base de PVC, neumáticos, celulosas o silicones, los cuales se mezclan con los suelos, estabilizándolos y mejorando sus propiedades. También pueden ser líquidos y se emplean en forma de emulsiones o riegos directos sobre las capas del suelo, impregnando sobre ellos para lograr su efecto.

Existen algunos modificadores de polímeros que han dado muy buenos resultados como son: • Homopolimeros: que tienen una sola unidad estructural (monómero).

• Copolimeros: tienen varias unidades estructurales distintas.

• Elastómeros: al estirarse se sobrepasa la tensión de fluencia, sin volver a su longitud original al cesar la solicitación, tiene deformaciones pseudoplásticas con poca elasticidad.

Usos de polímeros: Los polímeros una vez dispersos en el suelo o asfaltos llegan a formar verdaderas redes tridimensionales, creando un reticulado que confiere propiedades relevantes de elasticidad.

Es por eso que en estos últimos años los polímeros se han empleado en la construcción de carreteras, ya sea para estabilización de arcillas expansivas, construcción de bermas, capas de pavimento, como son base, subbase, carpetas asfálticas, mediante asfalto modificado con polímeros, incrementando la adherencia de la interface entre el material pétreo

Bibliografía: 1.- Salgado Torres Mauricio (2002) “Tecnología del asfalto”.

2.- Zeevaert L. “La investigación del suelo por su estructura y comportamiento reológico” 3.- López Lara T. “Reflexión y análisis sobre el tratamiento de suelos con diferentes materiales” 4.- Rico Rodríguez A. Del Castillo H. “Ingeniería de suelos aplicada a las vías terrestres”.

5.-https://prezi.com/dkanmaamipz-/estabilizacion-de-suelos-con-el-polimeropolycom/ 6.- http://www.ehu.eus/reviberpol/pdf/may10/lopez.pdf

Año 25, Núm. 157 / noviembre - diciembre 2017

INGENIERÍA CIVIL

Riesgo claro e inminente

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M.D.U Luis Carlos Máynez Hernández Secretaría de Comunicación y Obras Públicas del Estado de Chihuahua CICDECH Año 25, Núm. 157 / noviembre - diciembre 2017

C

omenzamos haciendo la pregunta simple y obvia: ¿Qué es el riesgo? El riesgo en su forma más general es una estimación de un potencial de un resultado no deseable debido a un evento.

Estos pueden ser peligros naturales como inundaciones o peligros causados por el hombre como explosiones de bombas y derrames de materiales peligrosos. Además, los peligros pueden estar relacionados con la salud o resultar del cambio climático y así sucesivamente. Todos estos peligros tienen el potencial de producir resultados indeseables. Pueden ser anormales (como terremotos, inundaciones o explosiones de bombas) o superficiales y furtivos (como desgaste rutinario, fatiga, corrosión o ciclos de congelación-descongelación).

Sin lugar a dudas, los funcionarios públicos y los administradores deben estar siempre preocupados por las situaciones de emergencia y la necesidad de ser estratégicamente conscientes de la multitud de problemas de respuesta que pueden surgir de estas situaciones. La confianza pública requiere esta diligencia porque por desgracia, cualquier comunidad, en cualquier lugar y en cualquier momento puede enfrentarse a una emergencia que puede afectar negativamente a la comunidad en general y a agencias públicas específicas en particular. Estas condiciones extremas, independientemente del origen pueden representar serias amenazas para la salud y el bienestar de la ciudadanía y para la infraestructura comunitaria. Enfrentar con éxito estas situaciones puede significar la diferencia entre la vida y la muerte, la preservación o la destrucción.

Ejecutores implacables Muertes en los últimos 20 años Terremotos Tormentas Temperatura extrema Inundaciones

759 708 237 268 156 770 155 799

Mapa interactivo para manejo de riesgos Un funcionario público o administrador debe estar siempre pensando en cómo implementar un plan para una intervención positiva cuando surge una situación.

Desastres sobrenaturales

En primer lugar, un plan de acción debe basarse en un inventario realista de los recursos potencialmente disponibles en tiempos de crisis. Cuando es posible (o disponible) varias organizaciones pueden usar herramientas de software clave, tales como Sistemas de Información Geográfica (SIG) para preparar planes de mitigación o planes de manejo de desastres si las catástrofes naturales presentan una posibilidad de ocurrencia.

Los desastres causados por eventos sobrenaturales son actualmente las fuentes más amenazantes de peligro para el progreso a largo plazo en todo el mundo. En el curso de las últimas dos décadas han matado a más de 1.3 millones de personas, dañado a 4 400 millones y generado más de 2 billones de dólares en pérdidas financieras. Hoy en día se acepta en todo el mundo que las actividades y las opciones de las personas, comunidades y países tienen una diferencia notable si un peligro se transforma en un desastre. Las decisiones tomadas con el propósito de disminuir el efecto humano de los peligros comunes pueden ser descritas como la Reducción del Riesgo de Desastres (RRD) en el sentido más amplio.

Al tener estos planes disponibles, una entidad tiene el potencial de prepararse eficazmente para los desastres naturales que pueden afectar a una comunidad. Una condición que los funcionarios públicos deben tener en cuenta es que sólo porque una comunidad tiene recursos disponibles cuando el plan es formulado originalmente no significa que esos recursos estarán disponibles en una fecha posterior. Por lo tanto, es importante actualizar un plan de acción de manera regular si se sabe que existe una amenaza y mantener un inventario activo de los recursos disponibles.

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Guía de planeación propuesta 1.- Formar un equipo de planificación colaborativo.

2.- Entender la situación.

3.- Determinar metas y objetivos.

4.- Desarrollo del plan.

5.- Preparación, revisión y aprobación del plan.

6.- Planificar su implementación y el mantenimiento.

En segundo lugar, un plan de acción también debe incluir un inventario de las vulnerabilidades que una organización puede tener para un cierto tipo de amenaza. Por ejemplo, si una comunidad se construye en una planicie de inundación habrá varias instalaciones clave (es decir, hospitales, escuelas, entre otras) que pueden estar propensas a inundaciones. Para mitigar los posibles efectos de estas emergencias sería responsabilidad de los administradores públicos utilizar tecnologías como el SIG si éstas estuvieran a su alcance.

Importancia de los planes para el desarrollo de comunidades resilientes A nivel local, las ciudades o los gobiernos regionales tienen que crear consejos, comités, agencias y otras instituciones locales de gestión del riesgo de desastres para la preparación en casos de emergencia, la respuesta, el riesgo de desastres, el cambio climático y la resiliencia. Para fortalecer la capacidad institucional y de coordinación a nivel municipal debe establecerse una entidad líder para dirigir un mecanismo de coordinación entre los departamentos. Las funciones y responsabilidades de esos departamentos también deben definirse en detalle. No sólo las instituciones del consejo tienen que trabajar juntas, sino también los voluntarios, las empresas y los servicios de emergencia de modo que se pueda generar una estrategia de colaboración para integrar todas las unidades responsables de la respuesta de emergencia.

La resiliencia se define como la capacidad de los seres humanos para adaptarse positivamente a situaciones adversas.

Chile como país no es ajeno a la actividad sísmica. En 1960 luego de un evento catastrófico comenzó a hacer esfuerzos para desarrollar y actualizar códigos de construcción estrictos y procedimientos de respuesta de emergencia. Otro terremoto de magnitud similar ocurrió en 2010, generando un gran tsunami.

Los procedimientos de respuesta a emergencias recién implementados que fueron fomentados por la experiencia pasada junto con estándares de construcción mejorados que habían estado en vigor durante 50 años resultaron en una disminución de daños, especialmente en edificios residenciales de gran altura. La restauración de energía a la infraestructura crítica comenzó en cuestión de días y más de 50 000 viviendas provisionales se construyeron en pocos meses. Tomó solamente tres años terminar reparaciones de la infraestructura y casi todos los proyectos subsidiados de la reconstrucción casera fueron terminados en cuatro años. A pesar de los daños generalizados a edificios y sistemas de infraestructura más antiguos la proliferación de la construcción moderna y los planes de respuesta y recuperación ayudaron a las comunidades a gestionar el evento y reconstruir rápidamente de una manera que los preparara mejor para enfrentar otro evento sísmico.

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Las leyes y reglamentos se consideran la base para construir la resiliencia de la comunidad. Son esenciales para reducir el peligro existente que representan los riesgos naturales, evitando nuevas situaciones y creando un entorno más seguro. Al seguir la orientación internacional muchos países han tratado de fortalecer sus leyes y reglamentos. La recuperación después de un desastre es una parte esencial de la reducción del riesgo de desastres. La mayoría de los países hoy en día ya han comenzado a realizar un trabajo intensivo en este campo.

Adecuación de leyes y reglamentos Los reglamentos y leyes municipales incluirán códigos de diseño, localización y construcción que minimicen el riesgo de desastres. Las regulaciones deben ser diferentes para cada tipo de construcción.

• La reducción del riesgo de desastres debe ser incorporada en el plan de desarrollo urbano, apoyado en la evaluación del riesgo de la ciudad, incluyendo también el área periférica alrededor de la ciudad.

• Estos planes tienen que prevenir y controlar el desarrollo del riesgo y mitigarlo. Los planes incluyen restricciones en el tipo de construcción, uso, densi-

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dad y ocupación en áreas de alto riesgo. En los edificios vulnerables ya construidos el plan debe implementar otras formas de reducir el riesgo.

• Identificar rutas de escape y rutas para la entrega de suministros de socorro.

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• Proporcionar a la ciudad refugios de evacuación, infraestructura crítica y servicios de emergencia.

• Tener en cuenta las necesidades y dificultades de la población para cambiar rápidamente las prácticas de construcción existentes.

• Trasladar asentamientos informales a lugares más seguros cuando sea posible.

• Promover el diseño de formas de construcción más resistentes y reforzamiento de edificaciones fuera de especificaciones.

• Compartir y dar a conocer al público las técnicas de construcción más seguras con campañas que concienticen a la población.

Bibliografía Cimellaro, Gian P. (2016) Urban resilience for emergency response and recovery: fundamental concepts and applications. Switzerland: Springer.

Ettouney, Mohammed, and Sreenivas Alampalli. Risk management in civil infrastructure. Boca Raton: Taylor & Francis, a CRC title, part of the Taylor & Francis imprint, a member of the Taylor & Francis Group, (2017) the academic division of T&F Informa, plc.

Valcik, Nicolas A., and Paul E. Tracy. (2017) Case Studies in Disaster Response and Emergency Management. Milton: Taylor and Francis.

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DESARROLLO SUSTENTABLE 10

Dr. José Francisco Armendáriz López Instituto Tecnológico de Chihuahua II CICDECH Año 25, Núm. 157 / noviembre - diciembre 2017

a u g a l E

como pilar

e l b a t n e t s u s o l l o r r a s e d l e d

E

l abastecimiento de agua y energía son fundamentales para lograr el desarrollo sostenible de cualquier ciudad.

No obstante, se prevé que la demanda de ambos siga incrementándose al menos hasta el año 2030, principalmente debido al crecimiento poblacional.

En el caso del agua se espera que en la mayoría de los países el cambio climático afecte seriamente su disponibilidad.

México cuenta con una disponibilidad aproximada de 5 000 m3 por habitante al año, clasificada como disponibilidad media. Sin embargo, la mayor proporción del agua dulce se encuentra en el sur del territorio nacional.

Mientras que estados como Chiapas y Tabasco tienen una disponibilidad de agua superior a los 20 000 m3 por habitante al año; en estados como Baja California, Baja California Sur, Chihuahua y Coahuila se cuenta con disponibilidad per cápita anual, menor a los 1 000 m3 en la mayor parte de sus respectivos territorios.

La mayor parte del estado de Chihuahua cuenta con una cobertura de agua potable, alcantarillado y reciclaje de aguas superior al 95 %. Pese a ello, existen diversos mantos acuíferos sin disponibilidad o en situación de sobreexplotación.

Por esta razón, el uso eficiente del agua subterránea será primordial en los próximos años.

Con la finalidad de amortiguar la problemática y garantizar la cantidad y calidad de agua, el Gobierno Federal ha elaborado un conjunto de normatividades a través de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT) la Secretaría de Salud (SSA) y la Comisión Nacional del Agua (CNA).

Al menos durante una época, en la ciudad de Venecia en Italia no se tenía acceso al agua dulce más que por la captación pluvial. Para lograr retener el agua se ubicaron pozos de absorción en el centro de todas las plazas de la ciudad.

De esta manera, la gente se abastecía de agua sin mayores complicaciones.

Un aspecto fundamental para el manejo eficiente del agua en una ciudad son las redes de distribución. Desafortunadamente estas pérdidas rondan entre un 30 % y un 50 % en las diferentes ciudades del país. Asimismo, del total de esas pérdidas, alrededor del 40 % se registran justo en la toma domiciliaria.

Quizá el caso que más llama la atención es el de la ciudad de Las Vegas en los Estados Unidos. El gobierno local decidió emplear medidas radicales, como dejar de abastecer agua a los hoteles, obligándolos a construir sus propias plantas tratadoras con el objetivo de evitar el derroche en sus albercas y espectáculos acuáticos.

Se calcula que en el sector residencial se puede disminuir en promedio un 17 % del consumo. Entre las medidas contempladas se encuentran el uso de llaves de alta presión, inodoros de bajo consumo, el reciclaje de agua con biodigestores, el riego con agua reciclada, la reparación de fugas y la captación pluvial.

En otros países se han implementado diversas estrategias efectivas y por demás interesantes. Por ejemplo, en China se han empezado a promover las “ciudades esponja”; el término hace referencia a la pavimentación de calles con materiales permeables. Al filtrarse el agua se recargan mantos acuíferos subterráneos próximos a la superficie evitando invertir en perforaciones cada vez más profundas para encontrar nuevas reservas.

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En Las Vegas también existen multas elevadas por lavar los vehículos en zonas residenciales, el uso de pasto natural o de árboles que no correspondan al clima local. Además, cuentan con programas de concientización, monitoreo de fugas en zonas residenciales y tarifas que castigan consumos elevados.

En Estados Unidos también han empezado a emplear un etiquetado de eficiencia de los diferentes aparatos de consumo de agua denominado WaterSense®.

Esta estrategia se deriva del éxito obtenido por el considerable incremento de la eficiencia energética entre las diferentes marcas de electrodomésticos por el etiquetado Energy Star®.

A nivel internacional el sector energético es el que mayor consumo de agua tiene tan sólo detrás del sector agrícola.

Adicionalmente, para distribuir el agua se requieren grandes cantidades de energía, haciendo pertinente el desarrollo de un indicador de uso eficiente del agua denominado Huella Hídrica (HH).

La Huella Hídrica considera el consumo total de agua utilizada para la elaboración de un producto durante el proceso de cultivo o extracción de las materias primas, el procesamiento, transporte y venta al consumidor. Este indicador se clasifica de la siguiente manera: • HH azul.- Es la pérdida de recursos hídricos en mantos superficiales o subterráneos por la cadena de elaboración de un producto.

• HH gris.- Es el agua que se contamina durante el proceso de producción.

• HH verde.- Es el agua de lluvia que se evapora en el proceso de producción o que se incorpora directamente al producto.

• HH indirecta.- Es el total de agua consumida o contaminada en el proceso de producción.

Diferentes estudios han demostrado que el uso de turbinas eólicas, paneles fotovoltaicos y motores alimentados por gas natural para la producción de energía eléctrica o térmica, son las mejores alternativas para reducir la Huella Hídrica de los diferentes procesos de producción.

Es de esperar que en los próximos años se haga obligatorio el reporte de la Huella Hídrica en el sector industrial y que se desarrollen estrategias de ahorro de agua tanto en el sector comercial como residencial.

Ciertamente no son redituables las inversiones económicas en algunas estrategias para el ahorro de agua en el sector residencial, pero los diferentes datos muestran la necesidad de tomar medidas más radicales con la finalidad de evitar agravar aún más la problemática en los próximos años.

Referencias Arfanuzzaman, Md. y Atiq, A. (2017) Rahman Sustainable water demand management in the face of rapid urbanization and ground water depletion for social–ecological resilience building. Global Ecology and Conservation, 10, 9–22.

Atlas del agua en México 2016. Comisión Nacional del Agua.

CONAFOVI 2005. Uso eficiente del agua en desarrollos habitacionales.

Comisión Nacional del Agua en https://www.gob.mx/conagua Fundación IDEA 2013. Estrategia Nacional para la Vivienda Sustentable: Componente Ambiental de la Sustentabilidad.

Gu, Y., et al. (2015). Calculation of water footprint of the iron and steel industry: a case study in Eastern China. Journal of Cleaner Production, 92, 274-281.

Kang, J. et al. (2017) Sustainable water consumption: The perspective of Hispanic consumers. Journal of Environmental Psychology, 50, 94-103.

Mekonnen, M. M., Gerbens-Leenes, P., y Hoekstra, A. Y. (2015). The consumptive water footprint of electricity and heat: A global assessment.

Environmental science: water research & technology, 1, 285-297.

Pellicer-Martínez, F. y Martínez-Paz, J. M. (2016) The Water Footprint as an indicator of environmental sustainability in water use at the river basin level. Science of The Total Environment, 571, 561-574.

Proskuryakova, L. N., Ozcan, S. y Sivaev, S. (2017) Global water trends and future scenarios for sustainable development: the case of Russia.

Journal of Cleaner Production, En prensa.

Southern Nevada Water Authority (2014). Water Conservation Plan 2014-2018.

Urbaniec, K. et al. (2017) A Holistic Approach to Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems. Journal of Cleaner Production, 155, 1-11.

Zhang, F., et al. (2017) Impacts of urban transformation on water footprint and sustainable energy in Shanghai, China. Journal of Cleaner Production, En prensa.

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INGENIERÍA CIVIL 12

I. C. Oscar Adrián Montes Hernández y el I. C. Oscar Javier Piñón García Universidad Autónoma de Chihuahua / Facultad de Ingeniería CICDECH Año 25, Núm. 157 / noviembre - diciembre 2017

La importancia

de la inspección

y mantenimiento de los puentes carreteros

L

os avances que se han realizado en los métodos constructivos en cuanto a puentes se refiere, han permitido comunicar ciertas poblaciones y ciudades de una manera más rápida y eficiente, sin restarle importancia a lo imponente que pueden llegar a ser debido a la complejidad de su elaboración. Los puentes son una parte importante del sistema de las redes viales del país y pueden ser puntos de conflicto ya que pueden llegar a dificultar el paso de otra red carretera si no están adecuadamente trazados.

Desde que se empezaron a utilizar los puentes dentro de las carreteras del país se han encontrado ciertas problemáticas para los usuarios; un problema común es cuando la altura del paso vehicular inferior llega a reducirse y ciertos camiones llegan a impactarse contra la estructura, causando daños considerables al puente (Figura 1). Así mismo, este problema y el exceso de peso pueden ocasionar deflexiones considerables en la superestructura. ¿Pero este tipo de fallas a qué se deben? En primer lugar podríamos hablar de algún mal mantenimiento sobre la superficie de rodamiento, ya que cuando ésta llega a presentar “baches”, estos hacen que se produzca una fuerza de impacto del vehículo hacia la estructura creando cargas que algunas veces no se llegan a considerar en el análisis.

Año 25, Núm. 157 / noviembre - diciembre 2017

Figura 1.

Otra mala práctica es el mal recarpetamiento en las carreteras, debido a que la mayoría de las ocasiones no se “fresa” bien y se recarpetea. Un puente está diseñado para cargar un cierto espesor de materiales asfálticos y cuando se vuelve a recarpetear se le aumenta el espesor de este tipo de material, un solo recarpetamiento no causa tanto impacto en el aumento de la carga pero cuando se repite este pro-

ceso varias veces la carga aumenta considerablemente. Esto ocasiona la deflexión de las vigas y de la losa, disminuyendo así la altura del paso a desnivel. Esta práctica también llega a dañar a las juntas estructurales (Figura 2) ya que la mezcla asfáltica invade el espacio de la junta, esto hace que los materiales no tengan la libertad de dilatarse o contraerse, causando con ello grietas y fallas estructurales en el puente y en la superficie de rodamiento.

• Limpieza del puente en general.

• Eliminación de vegetación existente.

• Limpieza de sistemas de desagüe y drenaje.

• Sustitución y mantenimiento de parapetos (acero o concreto).

• Repintado de elementos metálicos.

• Reparación de aceras.

• Mantenimiento de elementos de eliminación y elementos de inspección de la propia estructura.

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Figura 2.

Aunque México cuenta con un sistema de gestión de puentes que sirve para definir las acciones necesarias para asegurar que el puente no llegue a fallar (sin la necesidad de un costoso mantenimiento que se conoce como SIPUMEX) aun así no se ha logrado llevar un buen control de las inspecciones de los puentes. En la Tabla 1 se muestra el sistema de evaluación que es usado en el SIPUMEX. Este programa no está tan completo como los de otros países, por ejemplo Estados Unidos cuenta con un programa usado a nivel nacional llamado PONTIS, el cual fue desarrollado por la American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) y además cuenta con un manual de referencia para inspectores de puentes, sin llegar a mencionar que algunos estados tienen su propio programa (por ejemplo Pensilvania) y su manual para inspectores de puentes (por ejemplo Texas y Nueva York).

Tabla 1. Sistema de evaluación utilizando SIPUMEX

Figura 3.

Uno de los elementos principales que requieren mantenimiento son los apoyos, ya que en las carreteras del país los puentes usan principalmente apoyos de neopreno y aunque son muy resistentes el paso del tiempo los desgasta debido a la exposición a la intemperie y la fricción con la viga. Otro problema que existe es que no se deja alguna preparación especial en los pedestales o en las columnas para la instalación de gatos hidráulicos para levantar el puente; previamente habría que analizar que no hay peligro de caída de algún elemento del mismo puente y así poder cambiar los apoyos dañados o algún otro elemento del puente.

Un problema muy común y difícil de solucionar es la oxidación ya que ésta se presenta en las secciones de acero que aparecen debido a la exposición a la intemperie, es de suma importancia atender este tipo de inconvenientes ya que afecta a las propiedades mecánicas del material y puede llegar a causar deformaciones considerables en la estructura o hasta el mismo colapso del puente. Para este tipo de mantenimiento es necesario estar repintando la estructura cada cierto tiempo (Figura 4).

Con el paso del tiempo la estructura se va deteriorando, por ello este tipo de estructuras requiere un mantenimiento a cada cierto tiempo (Figura 3) el cual consiste en una serie de procesos muy sencillos y económicos. A continuación se enlistan las tareas principales de mantenimiento ordinario como lo menciona la Ing. María Fraile Cuellar y el Ing. Jerónimo Gamallo de Cabo en su artículo de conservación de puentes: Figura 4.

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Como se mencionó anteriormente hay países que tienen mejores programas y manuales en cuanto a la conservación e inspección de puentes se refiere, pero además de esto ya existen nuevas tecnologías que permiten el monitoreo de las deformaciones, aceleraciones y cambios térmicos en distintos puntos de los puentes.

Estos consisten en pequeños sensores inalámbricos enlazados a una computadora donde de ahí se puede monitorear con una exactitud milimétrica sin la necesidad de que el inspector esté presente; para la colocación de estos sensores se requiere hacer un análisis por medio del elemento finito para conocer los puntos más esforzados del puente.

En México tenemos una cultura en la que no nos interesa el mantenimiento y la conservación de nuestras carreteras, puentes y otras obras de la ingeniería civil; actualmente existen estudios y tesis por todo el mundo que demuestran que entre más se invierte en el mantenimiento de los puentes menos son los costos por reparaciones, los cuales llegan a ser muy caros. Nuestro país está en vías de desarrollo y cuando tenemos daños graves en los puentes optamos por demolerlos en vez de buscar una solución más económica que logre conservarlos. Nuestros programas de inspección son relativamente nuevos por lo cual no hay una buena base de datos que nos ayude a encontrar una solución factible a nuestros actuales puentes. De igual forma estos programas no se ejecutan de una manera correcta y responsable; en los mantenimientos no se respetan las pautas constructivas y se maneja una baja calidad en los trabajos.

Ecotécnicas

Referencias: Bridge Inspector’s Reference Manual.

Hu, X., Wang, B. and Ji, H. (2013) A Wireless Sensor Network-Based Structural Health Monitoring System for Highway Bridges. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, 28: 193–209. doi:10.1111/ j.1467-8667.2012.00781.x Testa, R. B. and Yanev, B. S. (2002), Bridge Maintenance Level Assessment. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, 17: 358–367. doi:10.1111/1467-8667.00282 www.citop.es/publicaciones/documentos/cimbra375_04. pdf

ENTREVISTA 16

Lic. Héctor

Cabrera Palacios Director General de Tiendas Cuprum

E

l Lic. Héctor Cabrera Palacios, Director General de Tiendas Cuprum concedió una entrevista para la revista CICDECH en la que destacó la importancia de la industria de la transformación y comercialización del aluminio en México.

En la actualidad el aluminio es un material de gran importancia en la vida diaria de cualquier persona; se encuentra entre los metales más utilizados en el mundo debido a sus características de ligereza, maleabilidad y resistencia; se espera que dentro de algunos años se convierta en el elemento más utilizado ya que su principal ventaja es que puede reciclarse en su totalidad de forma indefinida con un gasto mínimo de energía.

A pesar de que México no es productor de aluminio sí cuenta con una industria de transformación que opera con él como materia prima y cada año lo importa en mayores cifras, el Lic.Cabrera señaló: “El aluminio es un metal no ferroso y es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8 % de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas. Actualmente se producen 57.6 millones de toneladas de aluminio primario por año y los principales productores son China, Rusia, Canadá, India y los Emiratos Árabes, sin embargo sólo China concentra el 45 % de la demanda.”

“La producción de aluminio en México aporta el 0.8 por ciento del Producto Interno Bruto (PIB) del país, con 2 millones de toneladas de aluminio, lo cual se traduce en 10 mil millones de dólares anuales y alrededor de 122 500 empleos directos y más de un millón y medio de indirectos en el país, sólo en Cuprum contamos con presencia comercial en más de 40 países y contribuimos con la generación de más de 6 000 empleos en México”, destacó el Lic. Cabrera.

Al cuestionarle sobre las ventajas del elemento esto fue lo que mencionó: “Las propiedades que hacen del aluminio un metal

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tan provechoso son su ligereza, resistencia a la corrosión (característica muy útil para aquellos productos que requieren de protección y conservación) también es un buen conductor de electricidad y calor, no es tóxico por lo que se utiliza en utensilios de cocina, es un buen reflector de luz, por lo que se utiliza en perfiles de industriales para automóviles, transporte, equipo eléctrico, de riego, energía solar entre otros”.

Sobre el proceso de aluminio comentó: “Inicia con la extracción de bauxita, la cual se extrae en minas a cielo abierto a pocos metros debajo del suelo. La Bauxita se transforma a través de un proceso de solubilización conocido como Bayer en honor a su inventor; el proceso de solubilización Bayer es generado con sosa cáustica a alta temperatura y una baja presión, este proceso termina precipitando

hidróxido de sodio que se calcina para generar la alumina. Posteriormente y a través de electrólisis la alumina se transforma en aluminio primario. El aluminio en estado líquido se cuela en contenedores de diferentes tipos creando así los lingotes o marquetas que son vendidos a las empresas que se encargan de la transformación y comercialización del metal”.

Respecto al uso del aluminio en la ingeniería civil el licenciado Cabrera comentó: “Las aplicaciones estructurales de aluminio son cada vez más utilizadas en estructuras más complejas debido a sus propiedades no corrosivas, de bajo mantenimiento, peso ligero, estética e incluso ahorro de energía”.

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“Por otro lado, dentro de la industria de la construcción la mayor aplicación del aluminio consiste en los trabajos de cancelería, fachadas, ventanas, marcos, puertas, rejas, escaleras, barras y tubos. En el mercado actual hay disponible una amplia gama de perfiles y paneles de aluminio y pueden utilizarse en el revestimiento de edificios residenciales y no residenciales, este tipo de fachadas pueden mejorar la apariencia de un edificio, aumentar su durabilidad y proporcionar valiosas propiedades de aislamiento, mejorando así la eficiencia energética de la construcción”.

Muestras de otros tipos de aplicaciones del aluminio son: • Fachadas de aluminio. Las paredes de un edificio son las responsables de mantener una óptima temperatura, el aislamiento acústico adecuado y la estética deseada. Sus propiedades resistentes y duraderas han conseguido que el aluminio se emplee cada vez más para esta aplicación.

Torre Sofía en Monterrey

Chroma en Monterrey

• Fachadas ligeras o muros cortina. Se trata de una estructura auxiliar que se fija a la propia estructura del edificio con el objetivo de conseguir formas estilizadas. Es muy habitual instalarlas en oficinas o edificios emblemáticos.

Finalmente al cuestionarle al Lic. Cabrera sobre las ventajas ambientales del aluminio comentó lo siguiente: “Una de las características más destacables del aluminio es su capacidad de reciclado. Al contrario de lo que ocurre con otros metales el 100 % del material puede ser reutilizado. Asimismo, este proceso de reciclaje puede realizarse casi indefinidamente sobre el mismo material por lo que puede considerarse la vida útil del aluminio prácticamente ilimitada”

Torre Mayor en Ciudad de México

Pabellón M en Monterrey

Casa en Monterrey Año 25, Núm. 157 / noviembre - diciembre 2017

INGENIERÍA CIVIL

Mezclas asfálticas de tipo

SMA

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as mezclas Asfálticas de Granulometría Discontinua tipo SMA (Stone Mastic Asphalt, por su siglas en inglés) son mezclas que se caracterizan por ser impermeables, de larga duración, resistentes a la formación de roderas y de alta estabilidad. Proporcionan una superficie de rodamiento homogénea que asegura condiciones de manejo cómodas, seguras y cuentan con una textura que brinda resistencia al deslizamiento y un nivel de ruido muy bajo.

Este tipo de construcción se desarrolló en Alemania a mediados de los años sesenta con objetivos claros: incrementar la durabilidad, seguridad y estabilidad de las vías de comunicación terrestres y generar ahorros en la construcción. Actualmente se ha convertido en una mezcla asfáltica muy utilizada en la pavimentación de carreteras de alto nivel de tráfico, en aeropistas y zonas industriales en Europa y su uso se está extendiendo por todo el mundo.

Las capas de rodadura con mezcla asfáltica SMA se construyen mediante el tendido y compactación de una mezcla de materiales pétreos de granulometría discontinua con tamaño nominal entre 19.0 mm (3/4”) y 9.5 mm (3/8”) cemento asfáltico y ligante, utilizando calor como vehículo de incorporación. Tiene como objetivos principales brindar una superficie de rodamiento de alta calidad en términos de confort, seguridad y economía para el usuario; proporcionar una elevada macrotextura para una mayor fricción entre los neumáticos y el pavimento, reduciendo el hidroplaneo y garantizar el sellado total de la carpeta asfáltica del proyecto, protegiendo la estructura del pavimento de una degradación acelerada e incrementando de manera significativa las condiciones de circulación y la durabilidad del camino.

Imagen 1. Testigo de un SMA Año 25, Núm. 157 / noviembre - diciembre 2017

I. C. Carla Erika Gutiérrez Martínez Universidad Autónoma de Chihuahua / Facultad de Ingeniería CICDECH Año 25, Núm. 157 / noviembre - diciembre 2017

El SMA está caracterizado por su estructura de piedra en piedra. Utiliza una proporción alta de agregados grandes que tienen contacto uno con el otro. Este esqueleto de rocas más grandes es el que resiste cargas, transmitiéndolas a las capas subsecuentes. El mastic consiste en bitumen y partículas de agregado fino y tiene como propósito mantener al agregado en su lugar y evitar el ingreso de humedad en el pavimento y así proveer durabilidad. Es muy importante que la granulometría esté formada por tamaños de agregado grandes y finos para lograr un mastic efectivo. Los tamaños de agregado intermedios no son incluidos, debido a que mantienen al agregado más grande separado, reduciendo la resistencia. También es necesario vigilar la cantidad de bitumen, ya que si el SMA es diseñado con una baja cantidad de éste, el porcentaje de vacíos aumenta y el agua se infiltrará a la estructura del pavimento.

Las especificaciones para el mezclado, transporte, colocación y compactado del SMA son críticas para lograr un buen resultado y su desempeño depende de la graduación y las proporciones de los materiales utilizados, el proceso de mezclado, la planta de asfalto y el proceso de compactación. Todos los aspectos deben de ser cuidados si se desea que la superficie del SMA tenga una larga vida y cumpla con sus objetivos.

Imagen 2. Aplicación de mezcla SMA Por lo tanto, las mezclas asfálticas de granulometría discontinua tipo SMA requieren un alto nivel de detalle e investigación constante, ajustes, diseño adecuado y apego a la normatividad; lo que resulta un trabajo minucioso. Sin embargo, los beneficios que provee una mezcla de este tipo son muy amplios, por lo que son la opción más adecuada para los caminos de altos volúmenes de tráfico, donde las mezclas tradicionales no actúen de manera adecuada.

Bibliografía Sosa, G. Roberto. (2008) Diseño y construcción de pavimentos tipo Stone Mastic Asphalt en México. Tesis de Maestría. Facultad de Ingeniería UNAM. Barrera, Eduardo. (2009) Diseño y construcción de pavimentos tipo SMA. México D.F. UNAM. http://normas.imt.mx/normativa/N-CMT-4-05-003-08.pdf http://normas.imt.mx/normativa/N-CSV-CAR-3-02-014-10.pdf Súrfax® S.A. De C.V. Zapopan, Jal. México

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INGENIERÍA CIVIL

Baches en

pavimentos

20 M.I. Arturo Alejo Tepate Universidad Autónoma de Chihuahua / Facultad de Ingeniería CICDECH Año 25, Núm. 157 / noviembre - diciembre 2017

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n México es una actividad común, mal ejecutada y recurrente, además se realiza como “mantenimiento reactivo”, es decir lo hago “si o si”, lo que resulta con un alto costo, pero con “mantenimiento preventivo” sería una actividad escasa, lo que bajaría los costos del transporte (construcción, conservación y operación).

Lo anterior se confirma con el estudio de la Universidad de Cornell de Nueva York donde el profesor de ingeniería de caminos, el Dr. Lynne Irwin determinó: “Que como conductor pagamos 50 centavos de dólar o más por galón cuando la carretera tiene baches; cuando la carretera está en buen estado el costo de operación para el conductor es de aproximadamente 30 centavos por galón en promedio, sin contar impuestos”. El costo extra debido al mal estado de la carretera puede ahorrarse si se repavimenta antes de iniciar el deterioro. Para el estudio el Dr. Irwin trabajó con un deflectómetro de tipo FWD y ordenadores especializados a bordo de un camión que evalúan la integridad estructural del pavimento y predicen la aparición de grietas y baches.

El bache tiene como origen principal el agua, pero con el estudio topo-hidráulico e hidrológico se calculan las soluciones desde el proyecto y construcción y no durante la operación del sistema vial.

Causas • Por el agua superficial.

• Por el agua subterránea.

La carga vehicular provoca el agrietamiento y la filtración del agua origina el bache pues el agregado del pavimento no absorbe las tensiones del agua inducido por el tráfico; formándose así el “bombeo” como se conoce en la geotecnia; este efecto se ilustra en las Figuras 1, 2 y 3; si queremos disminuir el “bombeo” basta aplicar la máxima de las ingenierías de camino: “Evitar que el agua se filtre dentro del camino, pero si esto sucede hay que sacarla sin que haga daño”.

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Figura 1. Agrietamiento por fatiga.

Figura 2. Fenómeno llamado bombeo, expulsión de finos por efecto de tensión del agua.

Figura 3. Formación del bache.

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Para conocer la causa hay que llevar a cabo los siguientes estudios de campo: • Levantamiento de la topografía del lugar.

• Ubicación de cortes y terraplenes.

• Levantamiento de obras existentes complementarias y de drenaje.

• Sondeos PCA. • Inspección visual de marcas de escurrimientos y acumulamiento del agua superficial.

• Inventario del tipo y severidad de los deterioros.

• Estudio topo-hidráulico.

Figura 4. Cuneta mal construida. Demoler y construir cuneta sin revestir al pie del talud del corte y afinar el acotamiento. Libramiento Guadalajara, Jalisco.

Alternativas de solución: • Para el agua subterránea.- Construcción de subdrenes, capas drenantes, geotextiles, capas rompedoras de capilaridad, trincheras, pozos de alivio y galerías filtrantes.

• Para agua superficial.- Construcción de contracunetas, cunetas, pendiente transversal, bordillo, lavaderos, tratamientos superficiales como: sellado de grietas, riego negro, carpeta de 1 riego de sello, slurry seal, microcarpetas y geomallas.

Factores que contribuyen a la reincidencia de baches: • Se ejecutan sin respetar la norma del proceso constructivo y calidad de la mezcla asfáltica.

• No se encuentra la causa que lo originó.

• Mala construcción y funcionamiento de cunetas y bordillos en cuanto a ubicación y longitud.

• No se tapa el bache en forma provisional en temporada de lluvias, por ejemplo con grava-arena y limo (cementante) lo que lo hace más crítico y aumenta accidentes a los usuarios.

Figura 5. Camino con buen mantenimiento preventivo. Camino en Estados Unidos.

Procedimiento constructivo para la reparación del bache: • Colocar señalamientos de protección de obra; marcar con pintura blanca los límites del bache en forma rectangular, con 5 cm adicionales en los lados del área fallada, un lado debe ser perpendicular y el otro paralelo al eje de la vialidad.

Figura 6. Cuneta bien construida sin revestimiento, el agua producto del escurrimiento lejos del pavimento. Camino Chihuahua- Cd. Juárez.

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• Excavación de caja hasta la profundidad dañada no mayor a 50 cm y reponer el pavimento; a mayor profundidad dañada colocar piedra de pepena de tamaño máximo de 3” no más de 100 cm de profundidad. Estas profundidades recomendadas se basan en los esfuerzos que produce una carga vehicular de diseño de 8.2 ton/eje aplicando “El problema de Boussinesq”.

• Construcción de cada una de las capas del pavimento con calidad igual al pavimento existente.

• Aplicar por aspersión, no vaciar riego de impregnación de 1.4 a 1.7 lts/m2 de emulsión ECL-65.

• Aplicar por aspersión, no vaciar riego de liga de 0.3 a 0.5 lt/m2 de emulsión asfáltica ECR-60.

• Construcción de la carpeta asfáltica que cumpla con el espesor y calidad de la mezcla asfáltica que marque la norma vigente.

• Aplicar en toda el área reparada incluyendo las juntas de construcción un “sello de riego negro” (emulsión diluida, proporción: 40 % de agua potable y 60 % de emulsión ECR-65).

• Limpieza de la zona de trabajo, evitar dejar material de desperdicio en zona de escurrimiento del agua.

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Figura 7. Cuneta sin revestir bien construida al pie del talud de los cortes.

Figura 8. Cuneta mal construida y obstruida. Demoler y construir cuneta al pie del talud de los cortes sin revestir y afinar el acotamiento.

Camino en Tabasco.

Figura 9. Bordillo no justificable por la altura del terraplen.

Demoler bordillo y afinar acotamiento. Libramiento Guadalajara, Jalisco.

Referencias: Hass. R. W. R. Hudson, and J. Zanieswski, (1994). Modem Pavement Management, krieger Publishing Co. Malablar, Fl. AASHTO. (1987). “Maintenance Manual,” American Association of State Highway and Trasportation Officials”. Washington. DC. O´Brien, L.G. “Evolution and Benefits of Preventive Maintenance effectiveness,” SEP-H-358, Strategic Highway Research Program, National Research Council, Washington.

Figura 10. Bache reparado varias veces en calles de la Cd. de Chihuahua.

INGENIERÍA CIVIL

Entrega de reconocimiento a ingenieros que colaboraron en las zonas afectadas por los sismos ocurridos en septiembre del 2017

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l pasado 11 de octubre durante la Asamblea Mensual del Colegio de Ingenieros Civiles del Estado de Chihuahua el XXXI Comité Directivo reconoció la labor de un grupo de ingenieros que de manera desinteresada acudieron a las zonas afectados por los sismos ocurridos el mes de septiembre del año 2017 en la Ciudad de México y el Estado de Puebla para realizar labores de peritaje en la infraestructura de edificios públicos, hospitales, iglesias y escuelas para ver si había daños.

Los ingenieros civiles que se sumaron a las labores de apoyo en el centro del país pertenecen al Colegio de Ingenieros Civiles de Chihuahua, la Cámara Mexicana de la Industria de la Construcción (CMIC) la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Chihuahua (UACH) la Asociación de Ingenieros y Arquitectos de Ciudad Juárez y el Colegio de Ingenieros Civiles de Ciudad Juárez.

El Gobierno de Chihuahua apoyó a los ingenieros con el boleto de avión y la estancia de diez peritos en estructuras en la Ciudad de México, mientras que las autoridades de Puebla cubrieron los gastos de seis ingenieros civiles que estuvieron laborando en aquella entidad entre cuatro y nueve días.

El XXXI Consejo Directivo felicita a los ingenieros por su invaluable labor y solidaridad.

I.C. Fernando Aguilera González I.C. Jesús Alfonso Cabello Parra I.C. Alejandro Calderón Landaverde I.C. Guillermo Javier Díaz Greene I.C. Oscar Ruíz Medina

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INGENIERÍA CIVIL

Estabilización de suelos blandos

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Ing. Gilberto Pacheco Vivian Universidad Autónoma de Chihuahua / Facultad de Ingeniería CICDECH Año 25, Núm. 157 / noviembre - diciembre 2017

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l hablar de “Suelo blando” nos referimos a un material que presenta un CBR entre uno y tres.

En el caso de la estabilización de suelos blandos donde se plantea colocar una vía o un pavimento es recomendable utilizar geotextiles preferentemente tejidos, ya que se tiene una menor elongación permitiendo que se tengan menores deformaciones y con ello un mejoramiento en el comportamiento de las capas tratadas.

Dependiendo de las cargas de diseño a las que estará sometido el geotextil es necesario realizar pruebas de resistencia a la tensión (de la tira ancha) y resistencia al funcionamiento del geotextil (CBR) para garantizar el buen funcionamiento del mismo.

Cuando el geotextil es utilizado en las capas de un pavimento, éste ayuda a disminuir considerablemente los espesores de capas de los materiales granulares controlados; además de contribuir al medio ambiente ya que con esto disminuye la afectación al terreno natural con las actividades de explotación de los recursos naturales, así como del uso de maquinaria pesada, lubricantes y combustibles fósiles.

A continuación se enlistan algunas recomendaciones presentadas por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes: • El sitio donde será colocado el geotextil deberá encontrarse limpio y libre de material orgánico; así como mejorar el suelo con material seleccionado donde sea necesario.

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• Durante la colocación del geotextil, éste debe estar libre de arrugas y los traslapes deben coserse según las especificaciones del fabricante.

• Asegurar que el geotextil se encuentre libre de daños y aquellos que sean detectados deberán ser reparados según las especificaciones del fabricante.

• Todos los materiales colocados sobre el geotextil deben colocarse iniciando desde sus bordes, no está permitido el contacto de las llantas de los vehículos con el geotextil.

Si bien el costo de inversión es mayor comparado con la obra tradicional, el costo-beneficio a mediano y largo plazo sustenta la implementación de los geotextiles aumentando la vida útil de la obra y reduciendo los costos de conservación.

Referencias: Especificación de Geotextiles para Aplicaciones en Vías.

AASHTO M288-05 Norma SCT “N-CMT-6-01-004/13 Geotextiles para mezclas asfálticas en caliente Norma SCT “N-CMT-06-01-006/15 Geomallas de Fibra de Vidrio para mezclas asfálticas en caliente.”

INGENIERÍA CIVIL

Protección contra

socavación en puentes

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C. Dr. Antonio Campa Rodríguez Secretaría de Comunicaciones y Obras Públicas del Estado de Chihuahua CICDECH Año 25, Núm. 157 / noviembre - diciembre 2017

1.- Protección contra socavación por contracción

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a protección de un puente contra socavación consiste en tomar todas aquellas medidas con el fin de hacerlo menos vulnerable a posibles daños por las crecientes. Es especialmente importante proteger el cauce, las pilas y estribos de un puente. Se usa protección a lo ancho del cauce del río, si la socavación existente o esperada por contracción es considerable y cuando el cauce está cambiando de curso y cavando canales en el lecho, lo cual es generalmente el caso de ríos formados por arena y grava. En estos casos es muy difícil hacer una protección contra socavación que sea duradera, siendo el enrocamiento uno de los métodos más utilizados.

Método de Maza y García La siguiente expresión es propuesta por J. A. Maza y M. García (Maza, J. A., 1989) para determinar el tamaño del enrocado para protección del cauce.

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D = diámetro de la roca. Conviene que sea D84 (m) V = velocidad media de la corriente (m/s) h = profundidad del flujo (m) Gs = densidad relativa de la roca de protección. Usualmente Gs = 2.65 El enrocado se coloca en el fondo de la sección transversal del puente a proteger en un espesor de al menos dos capas de roca.

El ancho mínimo a proteger es igual al largo de las pilas. La ecuación anterior ha sido deducida para condiciones críticas de movimiento y por lo tanto se recomienda para efectos de diseño que el tamaño de la roca se incremente en un 20 %, D84 diseño = 1.2D. 2.- Protección contra la socavación local al pie de pilas La forma más simple de proteger una pila o estribo es por medio de enrocado. El enrocado a usarse es de tamaño mayor que el que se requiere para proteger cauces con flujo sin obstrucciones. El enrocado debe tener un mínimo de tres capas de roca en contacto con la estructura. Menos capas pueden inducir a que la arena entre la roca sea removida por los vórtices y la turbulencia.

Para no reducir el área hidráulica de la corriente es conveniente desplantar el enrocado hasta la elevación que alcanza la socavación por contracción.

Método propuesto en HEC-18 (1993) El enrocamiento debe colocarse alrededor de la nariz de la pila cuando el ángulo de ataque sea nulo, hasta una distancia de dos veces el ancho de la pila y su espesor debe ser igual a tres veces el D50 del pedraplén. Este D50 puede estimarse con la siguiente ecuación, considerando que la velocidad local es igual a 1.5 veces la velocidad media a través del puente.

K= 1.02 para estribos con pared vertical. h = profundidad media del flujo en la sección contraída del puente [m].

V = velocidad media del flujo en la sección contraída del puente [m/s]. g = aceleración de la gravedad [m/s2].

Gs = densidad relativa de la roca, usualmente 2.65.

Fr = número de Froude. b) Para número de Froude (Fr) > 0.8

Donde: D50 = diámetro medio de la roca en metros.

K = coeficiente de forma de la pila.

K = 1.5 para pila con nariz redonda.

K = 1.7 para pila con nariz rectangular.

V = velocidad del flujo sobre la pila en m/s. g = aceleración de la gravedad m/s2.

Gs = densidad relativa de la roca, usualmente 2.65.

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Donde: K = 0.61 para estribo con pared inclinada K = 0.69 para estribo con pared vertical

3.- Protección contra la socavación local al pie de estribos Método propuesto en HEC-18 (1993) Dos casos se consideran al diseñar el enrocado para proteger los estribos: a) Para número de Froude (Fr) ≤ 0.8

Donde: D50 = diámetro medio de la roca [m].

K = coeficiente de forma del estribo que tiene en cuenta la aceleración del flujo en la proximidad del enrocado.

K = 0.89 para estribos con pared inclinada hacia el cauce.

Referencias 1. Breusers, H. N. C., Nicollet, G. y Shen, H. W. (1977). “Local Scour around Cylindrical Piers”. Journal of Hydraulic Research. Vol 15. N° 3. pp. 211-252.

2. HEC-18 (2001). Evaluating Scour at Bridges. Richardson, E. V. y Davis S. R. Hydraulic Engineering Circular N° 18. U. S. Department of Transportation.

Federal Highway Administration. Fourth Edition. Virginia. USA. 3. Maza Alvarez, J. A. (1987). “Introduction to River Engineering”. División de Estudios de Posgrado. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional Autónoma de México. México.

4. Monforte O. Arturo. (1980) Socavación Local en Pilas. Universidad Autónoma de México, División de Estudios Superiores de la Facultad de Ingeniería.

5. SIPUCOL - Sistema de Puentes de Colombia. (1996). “Inspección Principal”. Ministerio de Transporte, Instituto Nacional de Vías, Colombia. Ministerio de Transporte, Dirección de Carreteras, Dinamarca. Noviembre.

6. http://artemisa.unicauca.edu.co/~hdulica/index.html

DESARROLLO HUMANO

¿Qué tiene de malo

la ética?

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E

n la película El poder de la justicia (The rainmaker) basada en una novela de John Grisham, dirigida por Francis Ford Coppola y protagonizada por Matt Damon y Danny De Vito entre otros, tiene lugar el siguiente diálogo entre un reciente abogado -Damon- y otro -De Vito- que no ha podido pasar el examen para titularse, pero ya con experiencia: En la Escuela de Leyes -dice el pequeño actor- no te enseñan lo que necesitas saber, sólo son teorías, conceptos elevados y grandes libros sobre ética... ¿Qué tiene de malo la ética? pregunta el abogado joven. Nada, supongo, contesta De Vito, es decir considero que el abogado debe luchar por su cliente, abstenerse de robar dinero y no mentir, tú sabes, lo básico. Eso fue flagrante oportunismo (refiere Damon a un hecho suscitado instantes antes en que De Vito fue protagonista). Cierto -se defiende éste- y a quién le importa. Hay muchos abogados allá afuera, es un mercado, una competencia. Lo que no te enseñan en la escuela te puede herir.

I.C. Raúl Sánchez Küchle Colegio de Ingenieros Civiles de Chihuahua CICDECH Año 25, Núm. 157 / noviembre - diciembre 2017

Si se dan casos en que los abogados (nos referimos a ellos por poner un ejemplo pero puede tomarse el caso de cualquier profesión u oficio) no hacen honor a su profesión, tuercen las leyes, abusan de sus clientes, usan argucias, dan falsas expectativas, realizan procesos indebidos, entre otras cosas, no significa que la abogacía lleve a eso y que en la escuela se enseñen tales conductas y procedimientos.

En los pasados sismos sucedidos en la capital del país y otros lugares de la república se han encontrado indicios de que construcciones derrumbadas o destruidas no llenaban los requisitos exigidos para su buen funcionamiento o eran objeto de acciones de corrupción. No por ello los ingenieros, arquitectos o las compañías constructoras en general pueden ser motivo de señalamientos en sus actuaciones.

Pero sí se encienden focos rojos en cuanto a la falta de ética de algunos.

Leyes e ingeniería

Ética profesional

Aunque ambientado en el contexto de la abogacía, el diálogo descrito ofrece pistas para cualquier profesión. La pregunta es la misma: ¿Qué tiene de malo la ética? La respuesta sin embargo, difiere de la dada en el filme.

Por lo anterior, nuestro Colegio se ha preocupado casi desde su inicio en señalar un Código de Ética Profesional al que los socios y también quienes egresan de la carrera de ingeniería civil tengan acceso y le den cumplimiento.

Ciertamente la ética no sólo no comprende algo malo, sino que determina un modo de actuación que lleva a cualquier profesional -abogado, ingeniero, médico, contador o cualquier otro- a un comportamiento acorde a lo que la sociedad espera de él.

En diez apartados del Código - que no pierde vigencia a pesar del transcurso del tiempo- se manifiestan las conductas básicas que un ingeniero civil debe seguir como norma al ejercer su carrera. Las relaciones con sus clientes, sus empleados, sus superiores, sus colegas, sus alumnos, sus colaboradores, su alma mater y la sociedad en general se plasman en ese Código.

Año 25, Núm. 157 / noviembre - diciembre 2017

No se trata sólo de costumbres individuales o sociales, sino de una congruencia entre el ser y el obrar sobre una base firme y estable. El Código de Ética es una guía para normar la actuación profesional conforme a unos valores previamente establecidos sobre los cuales descansa el valor mismo de la profesión. ¡Honrémosla!

TALENTO Y CREATIVIDAD

I.C. y M. A. Miguel Arturo Rocha Meza Colegio de Ingenieros Civieles de Chihuahua CICDECH Año 25, Núm. 157 / noviembre - diciembre 2017

Frases célebres sobre

lógica

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n nuestra educación formal y en nuestro ejercicio profesional como ingenieros, la lógica juega un papel sumamente importante, de manera que para alcanzar el dominio de la ingeniería ha sido necesario desarrollar nuestro pensamiento lógico y deductivo por lo cual se incluyen en los programas académicos las ciencias matemáticas en sus diferentes disciplinas.

La lógica es la ciencia del pensamiento en sí mismo considerado en sus formas y en sus leyes. Aristóteles le dio el nombre de órganon por considerarla instrumento previo a todo saber. La moderna lógica matemática aspira mediante una formalización del pensamiento a un metalenguaje universal.

El término deriva del griego logos, que si gnifica razón.

Aristóteles fundó la lógica como un medio de conocimiento o propedéutica, una herramienta básica para todas las ciencias. La lógica según Immanuel Kant es una ciencia formal, es decir, aquella ciencia que estudia las formas del pensamiento prescindiendo de todo contenido.

La lógica estudia la forma del razonamiento, es una disciplina que por medio de reglas y técnicas determina si un argumento es válido. Es ampliamente aplicada en la filosofía, matemáticas, computación, física, entre otras. ¡La lógica es el comienzo de la sabiduría, no el final! Leonard Nimoy. ¡La lógica es la madre de toda ciencia! Andrzej Sapkowski. ¡La lógica te llevará desde A hasta B, la imaginación te llevará a todas partes! Albert Einstein. ¡Demostramos por la lógica, pero descubrimos por la intuición! Henri Poincaré. ¡Una mente completamente lógica es como un cuchillo completamente afilado! R. Tagore. ¡La pura lógica es la ruina del espíritu! Antoine de Saint-Exupéry.

¡La lógica nunca cambiará la emoción o la percepción! Edward de Bono. ¡Al tratar con la gente, recuerda que no estás tratando con criaturas de lógica, sino con criaturas de emoción! Dale Carnegie. ¡La lógica es una cosa y el sentido común otra! Elbert Hubbard. ¡La lógica es buena para razonar, pero mala para vivir! Remy de Gourmont. ¡La mayoría de los errores del pensamiento son deficiencias de percepción en lugar de errores de lógica! Edward de Bono. ¡Ninguna simple lógica es lo suficientemente fuerte para soportar la construcción total del conocimiento humano! Jean Piaget. ¡La esperanza es independiente al aparato de la lógica! Norman Cousins. ¡Nunca supongo, es un hábito destructivo de la facultad lógica!

Arthur Conan Doyle.

Frases divertidas con lógica ¡Todo es posible, a menos que no lo sea! ¡De cada diez personas que ven televisión, cinco son la mitad! ¡Lo que es es, lo que no es …no es!

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Forros, página principal y contraportada

GOBIERNO DEL ESTADO EL HERALDO CUPRUM CEMENTOS DE CHIHUAHUA

08 09

MARINE INGENIERÍA

11 14 15

PORTILLO Y YOUNG

19 22 25 27 29

REPASA

30

MAPLASA MACOPISA

FINGUACH COPROSE ECOTÉCNICAS ANUNCIOS UNIPOLARES GELOS OSCAR JAVIER PIÑÓN JIMÉNEZ CICDECH SPEC OCTAVIO VÁZQUEZ LIKON COFIASA