Ingeniería Civil IC 592 noviembre-diciembre 2018

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Espacio del lector

Consejo Editorial del CICM Presidente

Ascensión Medina Nieves Vicepresidente

Alejandro Vázquez Vera

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sumario Número 592, noviembre-diciembre de 2018

FOTO: WIKIPEDIA.ORG

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MENSAJE DEL PRESIDENTE DIÁLOGO / LOS PUERTOS PUEDEN Y DEBEN CONVERTIRSE EN MOTORES DEL DESARROLLO COSTERO REGIONAL / HÉCTOR LÓPEZ GUTIÉRREZ

URBANISMO / EDIFICACIÓN SUSTENTABLE, GRAN OPORTUNIDAD PARA LA INGENIERÍA CIVIL / EVANGELINA HIRATA NAGASAKO

/ RETOS DE LA PLANEACIÓN DE LOS PROYECTOS DE 12 DESARROLLO INFRAESTRUCTURA / ESTEBAN J. FIGUEROA PALACIOS / PRESENTE Y FUTURO DE LOS DRONES EN LA INDUS16 TECNOLOGÍA TRIA DE LA CONSTRUCCIÓN / ESTEBAN OMAR GARCÍA RODRÍGUEZ GEOTÉCNICA / PARÁMETROS DE EXCAVACIÓN Y SU IN20 INGENIERÍA FLUENCIA SOBRE EL TEMPLO DE SAN JOSÉ DE GRACIA / MARÍA DEL ROCÍO SALCEDO CAMPOS DE PORTADA: ESTRUCTURAS / ¿PUEDE OCURRIR ALGO SIMI24 TEMA LAR EN MÉXICO? EL COLAPSO PARCIAL DEL PUENTE MORANDI EN GÉNOVA / ROBERTO GÓMEZ MARTÍNEZ

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PREVENCIÓN DE DESASTRES / LA PUNTA DEL ICEBERG. EL PUENTE DE GÉNOVA, ITALIA / EDMONDO VITIELLO

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INGENIERÍA ESTRUCTURAL / MODELADO DE PUENTES POR ELEMENTO FINITO / ALBERTO PATRÓN SOLARES

AMBIENTE / LA GESTIÓN DE LOS RESIDUOS, UN TEMA QUE 38 MEDIO ATAÑE A LOS INGENIEROS CIVILES / ALFONSO CHÁVEZ VASAVILBASO Y COLS. / LA INGENIERÍA CIVIL Y LAS REDES SOCIALES. HACIA UN 42 GREMIO NUEVO HORIZONTE / ABRAHAM CALDERÓN RODRÍGUEZ

45 ALREDEDOR DEL MUNDO / EL PUENTE DEL ATLÁNTICO 48 CULTURA / LIBRO PEREGRINOS / SOFÍA SEGOVIA AGENDA / CONGRESOS, CONFERENCIAS…

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) 29 76 12 22

Su opinión es importante, escríbanos a ic@heliosmx.org IC Ingeniería Civil, año LXIX, número 592, noviembre-diciembre 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 octubre de 2018, 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.

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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

Críticos y propositivos

P

XXXVII CONSEJO DIRECTIVO Presidente Ascensión Medina Nieves

restar la más amplia colaboración al poder público como cuerpo consultor es un imperativo de ley para los gremios de profesionales; para

Vicepresidentes Sergio Manuel Alcocer Martínez de Castro Felipe Ignacio Arreguín Cortés

los ingenieros civiles mexicanos es además un compromiso por prin-

Roberto Duque Ruiz

cipios, debido a que estamos plenamente involucrados actuando para atender

Jorge Serra Moreno

las necesidades de la sociedad.

Alejandro Vázquez Vera

Estamos orgullosos de ser parte de la construcción del México moderno a través de la concreción de obras de infraestructura imprescindibles para el de-

Luis Rojas Nieto Edgar Oswaldo Tungüí Rodríguez José Arturo Zárate Martínez Primer secretario propietario Juan Guillermo García Zavala

sarrollo integral. Sabemos de nuestra responsabilidad social y de la imperiosa necesidad de estar siempre alertas para contribuir a una mayor y mejor calidad de vida de la población.

Primer secretario suplente Pisis Marcela Luna Lira Segundo secretario propietario

Independientemente del signo partidista de los gobiernos en turno, así como de las legítimas convicciones políticas de cada uno de sus integrantes, el Co-

Carlos Alfonso Herrera Anda Segundo secretario suplente

legio de Ingenieros Civiles de México actúa de forma institucional en el marco

César Alejandro Guerrero Puente

de la ley, poniendo siempre por delante los intereses de la nación y del pueblo

Tesorero Mario Olguín Azpeitia

en su conjunto.

Por el impacto que la ingeniería civil tiene en la sociedad, estamos conscientes de que el ejercicio de nuestra profesión no se limita a la construcción de

Subtesorero Regino del Pozo Calvete

infraestructura; está fuertemente ligado a la generación y aplicación de políticas

Consejeros

públicas.

Ramón Aguirre Díaz

Aarón Ángel Aburto Aguilar José Cruz Alférez Ortega

La manera que consideramos más efectiva de colaborar con el poder público como cuerpo consultor es ofreciendo nuestros conocimientos, experiencia y puntos de vista en los ámbitos de nuestra profesión, de manera objetiva, crítica y propositiva, atendiendo a solicitudes del poder público y por iniciativa propia cuando consideramos que es nuestro deber hacer un aporte concreto.

Luis Attias Bernárdez Renato Berrón Ruiz Jesús Campos López Ernesto Cepeda Aldape Celerino Cruz García Salvador Fernández del Castillo Verónica Flores Déleon Francisco García Álvarez Mauricio Jessurun Solomou Simón Nissan Rovero Alfonso Ramírez Lavín Juan Carlos Santos Fernández Óscar Valle Molina

Ascensión Medina Nieves XXXVII Consejo Directivo

www.cicm.org.mx

DIÁLOGO

Los puertos pueden y deben convertirse en motores del desarrollo costero regional Es necesario lograr que la cultura marítima gane espacio frente a la terrestre. Pretendemos que se haga realidad el uso de los 11 mil kilómetros de litoral marítimo, no solamente en materia portuaria, porque los recursos generados por los puertos pueden ser aplicados en actividades vinculadas a los puertos industriales y comerciales, sino también, por ejemplo, en el turismo náutico, el arribo de cruceros, el aspecto pesquero y toda una serie de actividades vinculadas al mar, que deben tener una participación más activa en el desarrollo económico del país.

IC: ¿Cuáles son los principales desafíos a los que se está enfrentando al asumir la Coordinación General de Puertos y Marina Mercante de la SCT? Héctor López Gutiérrez (HLG): El principal desafío al que me enfrento –es el mismo al que me he enfrentado toda la vida– es la cultura terrestre que existe en México, la cual tiene un origen histórico, desde que los españoles llegaron como nación marítima pero se asentaron en la gran Tenochtitlan porque aquí estaba el poder político, y las riquezas que venían buscando estaban ubicadas en las minas del Altiplano.

Esta cultura terrestre que ha gobernado al país durante los últimos 500 años y que ha llevado al desarrollo

de grandes urbes como Guadalajara, Monterrey y la propia conurbación de la Ciudad de México ha hecho que nuestro comercio exterior –que podría ser muy diverso por vía marítima– se concentre en Estados Unidos por otra razón histórica, que deriva de lo ocurrido al final de la Segunda Guerra Mundial cuando dicho país empezó a organizarse para que su industria pudiera satisfacer las necesidades de productos en el mundo; inicia la competencia comercial entre las empresas, por ejemplo entre la General Electric y la Westinghouse… en fin, las grandes firmas de Estados Unidos. El lejano Oriente por su parte es el gran maquilador, y así se inicia la globalización. ¿Qué impacto tiene eso en el transporte?: allí aparecen

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HÉCTOR LÓPEZ GUTIÉRREZ Profesor en la División de Estudios Superiores de la FI UNAM. Ingeniero consultor. Director general de Inopesa.

Perito Nº 1 en Ingeniería Marítima y Portuaria del CICM. Próximo coordinador general de Puertos y Marina Mercante.

El lejano Oriente se convirtió en el gran maquilador en la posguerra.

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Los puertos pueden y deben convertirse en motores del desarrollo costero regional

IC: ¿Qué ocurría en ese momento en nuestro país?

HLG: No pasaba nada; México realmente no sufrió más consecuencia de la guerra que la relativa dependencia de Estados Unidos. Desde el triunfo de la revolución, con la creación de la Comisión Nacional de Caminos y de la Comisión Nacional de Irrigación, se dio el desarrollo de la agricultura tecnificada y de la construcción, que ya se iniciara desde la época de Porfirio Díaz con el ferrocarril y las carreteras hacia el norte, lo que ponía en segundo lugar o hacía intrascendente el comercio con el resto de América Latina.

IC: ¿Qué sucedía en los puertos?

HLG: Los puertos en los cincuenta –el proceso de globalización empieza realmente en los sesenta– y hasta 1972, en la época de Echeverría, estaban concentrados bajo el mando de la Secretaría de Marina; entonces no había mayor interés más allá de construir un puerto en cada sexenio, para que la Secretaría de Marina tuviera algún objetivo, porque la flota militar prácticamente no cumplía ninguna función de seguridad. Así se construyeron, por ejemplo, Ensenada, Guaymas, Mazatlán, como puertos para nuestras exportaciones de productos agrícolas.

Luis Echeverría es el primero en darse cuenta de lo que sucedía en el comercio mundial y transfiere los puertos de la Secretaría de Marina a la de Comunicaciones y Transportes; además, ordena la realización de un estudio nacional de desarrollo portuario, financiado por el Banco Mundial, con objeto de tener por primera vez un plan de desarrollo portuario.

IC: Usted estuvo muy involucrado…

HLG: Sí. Fui el responsable de llevar a cabo el estudio, realizado en coordinación con empresas internacionales.

IC: ¿Cuáles fueron las conclusiones de ese estudio?

HLG: La necesidad, primero, de modernizar los puertos para incorporar el movimiento de contenedores; crear terminales de gran capacidad para manejar principalmente graneles. En pocas palabras, la especialización de los puertos. Y en aquellos sitios donde se ameritase, la creación de puertos. Esa política fue la base para que en las siguientes etapas se organizara mejor la prestación de servicios y, en consecuencia, su equipamiento; vino después el programa de puertos industriales.

El ideólogo de todo ese proceso de descentralización fue Julio Rodolfo Moctezuma. A mediados de los setenta, Moctezuma decía que teníamos que detener a toda costa esta concentración excesiva en la Ciudad de

México, porque si seguíamos creciendo iban a suceder dos cosas: sería necesario construir un segundo piso para el Viaducto, y había que tener cuidado de que no se vendieran tantos automóviles, porque podía llegar el momento en el cual saliera un automóvil nuevo de una agencia, topara con otro y se paralizara el tránsito.

PUERTOENSENADA.COM.MX

los puertos concentradores, como Singapur y algunos japoneses, y los puertos alimentadores –desde Malasia abastecen con barquitos a Singapur–. Ese sistema de puertos concentradores y de barcos abastecedores obliga a la aparición del contenedor, en lugar de bultos, cajas, sacos, para que se pueda aprovechar al máximo el espacio de los barcos.

Algunos de nuestros puertos se construyeron para exportar productos agrícolas.

Volviendo al tema, ese programa de puertos industriales fue el primer esfuerzo serio de descentralización; se planteaban Altamira, Lázaro Cárdenas, Salina Cruz y la Laguna del Ostión cercana a Coatzacoalcos. Veracruz seguía siendo puerto comercial.

IC: Los puertos industriales generaban urbanización, concentración humana en las costas, que es algo que usted ha planteado. ¿Qué continuidad se le dio al programa de estos puertos?

HLG: En 1982 se suspendió por razones financieras.

No se terminó el puerto petrolero de Salina Cruz, que en ese entonces era para exportar petróleo a Japón y para el abastecimiento de combustible de toda la costa del Pacífico, lo cual seguía haciéndose en condiciones antieconómicas. Solamente se lograron Lázaro Cárdenas y Altamira; éste ha tenido un desarrollo satisfactorio, incluso creo que es el puerto industrial más exitoso en América Latina.

El programa quedó inserto en la Comisión Nacional Coordinadora de Puertos hasta que al inicio del sexenio de Carlos Salinas ésta desaparece. Antes continúa la modernización de los puertos: la comisión organiza empresas de servicios portuarios, de participación estatal mayoritaria. Previamente, los trabajadores portuarios prestaban todos los servicios en una forma caótica, lo cual hacía que en general siguiera prefiriéndose el transporte terrestre, principalmente con Estados Unidos; los puertos no estaban bien equipados, y entonces con esas empresas de servicios se creó un fideicomiso que empezó a comprar equipo para dar a los trabajadores portuarios mejores condiciones de trabajo.

IC: ¿Cómo evolucionó el proceso hasta el día de hoy?

HLG: La década de 1980 fue un periodo de transición, hasta que al principio del gobierno de Salinas se crea el organismo descentralizado Puertos Mexicanos y se

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Los puertos pueden y deben convertirse en motores del desarrollo costero regional

uuEl ideólogo de la descentralización mediante puertos fue Julio Rodolfo Moctezuma. A mediados de los setenta, Moctezuma decía que teníamos que detener a toda costa esta concentración excesiva en la Ciudad de México, porque si seguíamos creciendo iban a suceder dos cosas: sería necesario construir un segundo piso para el Viaducto, y había que tener cuidado de que no se vendieran tantos automóviles, porque podía llegar el momento en el cual saliera un automóvil nuevo de una agencia, topara con otro y se paralizara el tránsito.

Acto seguido, el organismo Puertos Mexicanos se disuelve y comienza un proceso de transición en que las terminales quedan bajo el control de la Secretaría de Hacienda, mientras se promulga, en 1993, una Ley de Puertos en la que se configuran las famosas API (Administraciones Portuarias Integrales) con objeto de descentralizar la administración y dar cabida a la participación de empresas privadas en la construcción, operación y explotación de terminales especializadas en el manejo de diversos tipos de carga, así como sólo en la prestación de los servicios conexos, lo que no implicó la privatización de los puertos.

IC: …que es el que se sigue desde ese momento hasta la fecha.

HLG: Prácticamente todos los puertos comerciales –no los industriales, por razones del espacio– ya están ocupados por las empresas privadas. En la actualidad hay, en las 16 API, 684 empresas que ocupan casi la totalidad del recinto portuario. Podemos decir que vamos a iniciar una nueva transformación en la cual las API dejan de ser empresas para desarrollar infraestructura portuaria y se convierten en empresas comercializadoras de servicios logísticos marítimo-portuarios.

IC: ¿Controladas por el Estado?

HLG: Controladas por el Estado; en principio no se piensa que dejen de estar en tal condición. Para participar en el desarrollo de las costas y descentralizar mucha de la actividad económico-industrial, ¿cómo descentralizar?: las API, con la presencia de las empresas privadas, la entrada y salida de barcos… cuentan con excedentes, los cuales al final del día son utilidades, y se está planteando que sirvan para que las administradoras puedan salir del recinto portuario, invertir en un parque industrial y en conjunción con otros inversionistas llevar a cabo un negocio inmobiliario atendiendo al hecho de que si el parque industrial se piensa desarrollar en tierras ejidales,

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éstas no se les compren a los ejidos, sino que se los haga partícipes del negocio.

Este desarrollo genera nuevos ingresos, que pueden aplicarse en otorgar becas para que los estudiantes, de acuerdo con la identificación de los sectores industriales que se van a asentar en esa zona, puedan prepararse, y se les plantee a las empresas que mientras se termina el proceso de urbanización y preparan sus proyectos, se capacite al que será su personal.

IC: Me dijo que el principal desafío era enfrentar el radical predominio de las vías terrestres; hizo una referencia histórica. Ese es el primer gran desafío, ¿cómo enfrentarlo?

HLG: Es necesario lograr que la cultura marítima gane espacio frente a la terrestre. Pretendemos que se haga realidad el uso de los 11 mil kilómetros de litoral marítimo, no solamente en materia portuaria, porque los recursos generados por los puertos pueden ser aplicados en actividades vinculadas a los puertos industriales y comerciales, sino también, por ejemplo, en turismo náutico, el arribo de cruceros, el aspecto pesquero y toda una serie de actividades vinculadas al mar, que deben tener una participación más activa en el desarrollo económico del país. Nuestro objetivo es que la relación del PIB nacional pase de casi el 70% generado en el Altiplano y el resto en los litorales a un 60/40 por ciento.

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lleva a cabo la requisa del puerto de Veracruz con objeto de terminar con el dominio caótico de sus sindicatos portuarios; se permite que las empresas concesionarias del puerto formen los primeros sindicatos de empresas.

Altamira, el puerto industrial más exitoso en América Latina.

IC: ¿Cuáles serían las primeras medidas a tomar para poner en marcha este cambio?

HLG: Consolidar el hecho de que los recursos del fideicomiso se apliquen a toda clase de proyectos de desarrollo portuario-costero; darles a las API la función de ser promotoras del desarrollo empresarial y social en su entorno inmediato; lograr una mejor vinculación entre el transporte terrestre y el transporte marítimo, con lo cual abordamos una segunda meta, que desapareció desde la época en que el comercio se hacía entre países: la existencia de una marina mercante.

Estamos conscientes de que en este momento no podemos competir con los grandes consorcios de marina mercante mundial; no tenemos la capacidad ni la estructura comercial para ello, pero sí tenemos la posibilidad de crecer.

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Los puertos pueden y deben convertirse en motores del desarrollo costero regional

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entre Salina Cruz y Coatzacoalcos, no considero que vayamos a orientar nuestros esfuerzos a ese principio de transferencia de cargas como negocio, sino a desarrollar Salina Cruz como un puerto de comercio con el lejano Oriente.

El programa de puertos industriales fue el primer esfuerzo de descentralización.

México enfrenta las limitaciones que se están imponiendo al transporte terrestre en términos de peso y dimensiones de los vehículos, del alto costo del combustible y los problemas de contaminación que genera ese exceso en el consumo de combustible, además del deterioro de las carreteras y los problemas de inseguridad. La geografía del país hace que haya muchos recorridos muy largos por carretera, lo cual implica fuertes inversiones en conservación de la red vial. Esta problemática entraña un incentivo para el desarrollo del transporte marítimo.

Un ejemplo: en lugar de hacer el recorrido terrestre Guadalajara-Tijuana, hacerlo Guadalajara-ManzanilloEnsenada-Tijuana, con un tramo marítimo en una embarcación que consume el 30% de combustible respecto del que se consume en camión, y produce un ahorro de más del 40% en términos de consumo de combustible y de deterioro carretero, ambiental y de seguridad. Así, los puertos pueden y deben convertirse en motores del desarrollo costero regional.

IC: ¿Cuáles son los montos de inversión y los tipos de infraestructura necesarios?

HLG: Una inversión importante debe hacerse en el nuevo puerto industrial de Salina Cruz; en instalaciones para la refinería de Dos Bocas; obras en el puerto de Progreso, y la ampliación del puerto de Manzanillo, así como en la infraestructura complementaria de los parques industriales aledaños a la zona portuaria de cada API, que comenté.

IC: ¿Qué papel desempeñan los puertos en el proyecto transístmico?

HLG: La ventaja del transístmico como un proyecto estratégico, su validez como tal en el proceso de globalización que estamos viviendo, es que la región lo convierta en un centro de distribución, no de transferencia de carga, porque en eso no podemos ser competitivos debido al tamaño de los barcos que pasan por el Canal de Panamá y las características de los mercados que están en el Golfo de México. El gran mercado está en la costa este de Estados Unidos. A menos que hubiera realmente un movimiento de contenedores muy grande

IC: ¿Cómo utilizar el big data en la planeación y operación de los puertos mexicanos?

HLG: Es uno de los puntos que pretendemos incorporar en nuestra organización.

IC: ¿Qué nivel de importancia tiene el cambio climático en la afectación de la infraestructura portuaria?

HLG: Poca, porque los puertos, salvo el caso de algunos que están sujetos a problemas de azolvamiento, como los del Golfo de México –Tampico, Tuxpan, Coatzacoalcos– o algunos en el Pacífico, concretamente Puerto Chiapas, no son tan vulnerables; impacta en las playas.

IC: ¿El mantenimiento de la infraestructura ya existente es un problema?

HLG: No. Las API lo cumplen a cabalidad.

IC: ¿Cuándo se estima que esté listo y en operaciones el nuevo puerto de Veracruz?

HLG: Ya está en operaciones; es posible que la primera terminal, que es la Hutchinson de contenedores, empiece a operar en el curso de 2019.

IC: ¿Qué se plantean en materia de conexión intermodal en la zona portuaria?

HLG: Es prioridad desarrollar las cadenas logísticas; de ahí la intención de simplificar los procesos aduanales y la posibilidad de que las API puedan invertir para garantizar la conectividad de las vías terrestres con los puertos, incluyendo libramientos a ciudades, por ejemplo.

IC: ¿Cuál es el orden de prioridad respecto de puertos industriales, turísticos, de cruceros, comerciales…?

HLG: Pretendemos una regionalización de los puertos; por ejemplo, los del noroeste, que están ubicados en zonas donde el desarrollo económico y cultural es mayor que en el sureste, y que tienen una vocación de agricultura tecnificada, pesquera, pueden tener una vocación turística, por las características del Golfo de California y del océano Pacífico. Con base en esta regionalización, la idea es asignar programas de desarrollo costero asociado con el potencial y las fortalezas, corrigiendo las debilidades para poder aprovechar las ventajas de ubicación pero, fundamentalmente, asociar su crecimiento con el de la actividad económica de las regiones costeras, enmarcado todo en un profundo contexto de desarrollo social Entrevista de Daniel N. Moser ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema?

Escríbanos a ic@heliosmx.org

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URBANISMO

Edificación sustentable, gran oportunidad para la ingeniería civil La industria de la construcción en México tiene una función destacada como detonante del mercado interno y la economía; debido a ello, todas las actividades asociadas a la construcción tienen un papel protagónico en el desempeño de las edificaciones y la infraestructura en diversos planos, uno de ellos el de la construcción sustentable y todo lo que involucra en lo social, ambiental y económico. Para lograr su máximo desempeño, la ingeniería civil es una pieza clave.

EVANGELINA HIRATA NAGASAKO Directora general del Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación, S. C.

La edificación sustentable no se puede concebir sin una infraestructura en su entorno para garantizar la habitabilidad y el uso eficiente de los recursos naturales; por ello, en escala global ya se habla de las ciudades sustentables, inteligentes y resilientes, en armonía con las nuevas tecnologías y sistemas que aseguran mayor eficiencia energética, la optimización de los recursos acuíferos, sistemas de recolección y el uso de datos, y en consonancia con los nuevos sistemas de construcción, uso del edificio y su equipamiento.

La ingeniería civil En las diferentes etapas que conlleva la realización de cualquier edificación, obra de infraestructura y en general obra civil, participan especialistas técnicos y diversos profesionistas que deben trabajar de forma integral y coordinada, pues la innovación tecnológica y las tendencias de la construcción en escala mundial han promovido una permanente capacitación en temas nuevos y la adaptación a novedosas formas de desarrollo de proyectos y construcción.

Desde la concepción de un proyecto y el desarrollo del proyecto ejecutivo, los estudios que deben llevarse a cabo son no sólo de carácter técnico; también son necesarios análisis financieros, ambientales y sociales ante obras que demandan cada vez mayor calidad en su construcción, mantenimiento y seguridad para los usuarios.

La ingeniería civil tiene una gran participación en todas las etapas de un proyecto y en la propia obra, así como en su supervisión y mantenimiento; cuenta con los conocimientos técnicos necesarios para ampliar

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sus capacidades y mejorar su desempeño profesional de acuerdo con las necesidades que se derivan del desarrollo tecnológico. Sin duda, la experiencia en campo también contribuye a reconocer la competencia técnica de los profesionistas.

Las áreas de actuación de la ingeniería civil son muy amplias; no se restringen al ámbito estructural, sino que se extienden a la aplicación de nuevos productos y sistemas, nuevas tecnologías de la información, temas ambientales y económicos, y sobre todo los conceptos de diseño adaptados a las nuevas formas de uso de las construcciones, un aspecto sobre el que hay mucho que comentar, pues los usos de los espacios urbanos y en las propias edificaciones tienden a cambiar. Por ejemplo, en las edificaciones cada vez más se sustituyen las reuniones presenciales por los sistemas de videoconferencias, y se crean oficinas ex profeso; en el ámbito urbano, las nuevas políticas de movilidad han generado nuevos patrones de traslado –la promoción del uso de la bicicleta, entre ellos– para contrarrestar las deficiencias de transporte urbano y el uso excesivo de automóviles.

Debe adecuarse al uso del espacio público la infraestructura urbana, la cual incluye vialidades, servicios de agua, alcantarillado, energía eléctrica, aprovechamiento de energías renovables, gas, manejo de residuos sólidos, reciclaje de materiales y ahora también lo relacionado con las redes para comunicación (uso de fibra óptica, servicios de telefonía y datos). Es decir, el diseño de dicha infraestructura debe prever las tendencias de movilidad de los habitantes. Movilidad no solamente se refiere al uso de bicicletas, automóviles o transporte pú-

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blico, sino a las interacciones que los habitantes tienen en la ciudad. Un tema condicionado al diseño urbano y arquitectónico ha sido la implementación de sistemas de seguridad: uso de cámaras para la vigilancia, iluminación, alarmas y aplicaciones específicas en la telefonía personal, entre otros.

Los anteriores son sólo ejemplos de cambios en los hábitos cotidianos que afectan las soluciones de la construcción, de la infraestructura y por lo tanto de la ciudad.

Ante este nuevo estilo de vida, los aspectos de adaptación y transformación se relacionan con el conocimiento de nuevas tecnologías, análisis de costos, regulaciones, normas técnicas, normas de producto y una conciencia más amplia del mercado de la construcción.

También es importante conocer las políticas públicas en la materia, con el fin de saber hacia dónde van las construcciones, los incentivos y los proyectos de crecimiento de la ciudad, y poder participar como ciudadanos y profesionistas sin minimizar la calidad de vida y de las construcciones en la consolidación y mejoramiento de los servicios.

Ciudades sustentables Por otro lado, destacan áreas que deben fortalecerse, como la supervisión y el mantenimiento de las cons-

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Edificación sustentable, gran oportunidad para la ingeniería civil

Un área en la que la ingeniería civil colabora cada vez más es la investigación y participación en laboratorios donde debe comprobarse el desempeño bajo normas y estándares oficiales.

trucciones. Hoy en día se habla de ciudades inteligentes y resilientes, así como de conexión avanzada de dispositivos, sistemas y servicios a través del internet de las cosas, donde las áreas de especialidad de la ingeniería tienen mucha participación, por ejemplo en

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Estructuras subterráneas

Obras hidráulicas e industriales

www.cimesa.net Estructuras portuarias

Edificación sustentable, gran oportunidad para la ingeniería civil

uuEl etiquetado de un edificio a través de una certificación garantiza el cumplimiento de una serie de características, por lo que el conocimiento de las normas es de gran importancia. También lo es la participación de los profesionistas expertos en temas de productos y sistemas para la industria en el desarrollo de las normas mexicanas, pues representan a todos los sectores involucrados. los aspectos de energías limpias y renovables, comunicación y durabilidad de las construcciones, entre otras disciplinas.

El desarrollo sustentable, las políticas globales y el mercado inmobiliario demandan mayor calidad en las construcciones, y en ello se incorporan nuevas figuras para respaldar el aspecto financiero o hipotecario; esto también se deriva de las consecuencias de los fenómenos naturales que superan los parámetros normales, como los sismos o las lluvias torrenciales, vientos o deslaves ocurridos por saturación urbana o un uso del suelo con destinos diferentes de lo planeado.

Para tener edificaciones sustentables exitosas y de alto nivel de calidad, se requiere un trabajo interdisciplinario con una excelente comunicación entre los diferentes actores. El ingeniero civil tiene injerencia en la definición de aspectos y decisiones que deben tomarse en conjunto con otras áreas técnicas, y cuyo resultado tiene que ser un diseño eficiente que garantice la calidad de las obras; por ello, el ingeniero civil debe tener la capacidad de participación y comunicación con diferentes y muy variadas especialidades en sus diversas áreas de responsabilidad.

Otra área de oportunidad en la que la ingeniería civil colabora cada vez más es la investigación y participación en laboratorios que generan nuevas soluciones técnicas constructivas o donde debe comprobarse el desempeño bajo normas y estándares oficiales, con el fin de promover la seguridad en las construcciones.

Conocimiento normativo en las construcciones En México, aun cuando existen reglamentos de construcción, el sector desestima su real importancia; las especificaciones técnicas incorporadas en la regulación son consideradas tan sólo con el afán de obtener los permisos y licencias correspondientes, y no se toman en cuenta en la etapa del diseño. A menudo, una vez obtenidos los documentos necesarios la mayoría de las obras sufren cambios durante su construcción y se descuida la revisión del cumplimiento normativo, lo cual puede traducirse en una calidad deficiente de la obra.

Las responsabilidades en la construcción involucran a todos los actores: productores de insumos, diseñadores, constructores y la autoridad local. El ingeniero civil en particular ha podido participar en los diferentes ámbitos, por lo que una vez más se demuestra el amplio campo de oportunidades para esta profesión.

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A partir de lo hasta aquí comentado, se ha detectado la necesidad de generar figuras de supervisión para certificar la seguridad de la construcción, y este aspecto se asocia también al tema financiero o hipotecario, por lo que ambas especialidades respaldan igualmente esta necesidad.

De la misma manera, los productos de la construcción deberían estar certificados para demostrar que cumplen las normas mexicanas (NMX) y las normas oficiales mexicanas (NOM) definidas en la Ley Federal sobre Metrología y Normalización. Los productos certificados son garantía de materiales de buena calidad, y esto resulta aun más necesario cuando el edificio o construcción aspira a obtener una certificación específica, como es el caso de LEED; en nuestro país se cuenta con la NMX-AA-SCFI-2013, Edificación sustentable, para cuya certificación se considera el cumplimiento de las normas mexicanas de productos y sistemas.

El etiquetado de un edificio a través de una certificación garantiza el cumplimiento de una serie de características, por lo que el conocimiento de las normas mencionadas es de gran importancia. También lo es la participación de los profesionistas expertos en temas de productos y sistemas para la industria en el desarrollo de las normas mexicanas, pues representan a todos los sectores involucrados.

Por lo anterior resulta esencial fortalecer el conocimiento normativo relacionado con la construcción, sobre todo ante las innovaciones tecnológicas en el sector, para que los materiales utilizados en el país estén en un nivel competitivo del mercado global. Las prácticas internacionales en construcción han hecho que los profesionistas involucrados tiendan a especializarse en nuevas áreas donde existen pocos expertos; es por ello que desde el punto de vista académico también los programas de las universidades deben estar en constante actualización, pues en este tema aún existe un rezago enorme.

Finalmente, las tendencias de la construcción en escala global están basadas no sólo en la innovación de materiales y sistemas constructivos, sino en su diseño y en el cumplimiento de las exigencias de los gobiernos locales en cuanto a niveles de desempeño, eficiencia energética, reducción de emisiones, funcionamiento y durabilidad de las obras. El lenguaje técnico también ha cambiado y se ha adaptado a expresiones internacionales tales como la evaluación de declaraciones ambientales de producto, internet de las cosas, resiliencia, análisis de ciclo de vida y modelados de información de la edificación, entre otros, por lo cual la ingeniería civil y otras disciplinas deberán estar inmersas en procesos de actualización permanente en el área de la construcción

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DESARROLLO

Retos de la planeación de los proyectos de infraestructura El planificador está sujeto, cada vez con mayor fuerza, al escrutinio de la sociedad, que exige en unos casos la ejecución de los proyectos y se opone, en otros, a ello. Ya no es posible, en un sistema democrático, imponer soluciones plenamente satisfactorias desde una cúpula tecnocrática, por lo que el esfuerzo se debe dirigir a conciliar intereses de grupos cada vez más diversos y exigentes de sus derechos o de lo que ellos perciben como derechos.

ESTEBAN J. FIGUEROA PALACIOS Ingeniero civil con maestría en Planeación y administración de infraestructura.

Consultor en planeación y financiamiento de proyectos, asesor en proyectos APP y miembro de fondos de inversión en infraestructura.

Profesor en la División de Posgrado de la UNAM.

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La planeación no es una ciencia ni una disciplina estructurada a partir de conocimientos científicos; es, en esencia, una forma diferente de ver el mundo presente y, sobre todo, los posibles estados futuros de ese mundo que nos rodea. Se sustenta fundamentalmente en la visión de sistemas, que aspira a la comprensión de fenómenos cuyo desempeño no responde a una causa simple sino a diversos elementos o factores y, sobre todo, a la forma en que se hallan relacionados. Esta visión es macroscópica, pero con la capacidad de retrotraerse a los detalles de los componentes, con un enfoque microscópico. Así, la planeación percibe el entorno físico y social como uno solo, en el que la interacción de los seres humanos con el medio natural y artificial, creado por él mismo, configura su polis.

La necesidad y dificultad de anticipar Planear significa anticipar, lo que supone un reto y una aspiración histórica del ser humano. Anticipar las consecuencias que tendrán las decisiones que se tomen en el presente, anticipar el comportamiento de variables que se creen bajo control y anticipar el comportamiento de fuerzas externas, fuera de control del planificador. Si a esos obstáculos se agrega que el entorno cambia continua y, cada vez más, disruptivamente, la tarea supone un esfuerzo de anticipación que casi con seguridad será juzgada, cuando el futuro llegue, de fallida.

Por otra parte, en el caso de la infraestructura, la presión de acelerar los procesos de ejecución de los proyectos, ya sea porque se tiene la carga de una de-

manda históricamente insatisfecha o porque el proyecto tiene un objetivo político con plazos fatales, otorga muy poco tiempo para estudiar con cuidado las soluciones en un proceso de planeación riguroso. Así, proyectos poco estudiados en su fase de planeación pueden resultar, con un alto grado de probabilidad, fallidos o, en el mejor de los casos, ineficientes.

Actores activos Alianza Promotores Enfrentamiento Apoyo Facilitadores Rechazo Beneficiados

Afectados

Actores pasivos Figura 1. Actores y actitudes presentes en un proyecto de infraestructura.

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Retos de la planeación de los proyectos de infraestructura

El costo que se paga por ahorrar tiempo y recursos en ejercicios adecuados de planeación es muy alto. Desafortunadamente, no es posible demostrar la eficiencia del esfuerzo invertido en el proceso de planeación de los proyectos, pues la decisión resultante es un disparo único, para un proyecto específico e irrepetible. El mayor acercamiento a una evaluación de cómo contribuye el trabajo de planeación es el estudio ex post de los proyectos; sin embargo éstos miden sólo esa contribución de forma indirecta, mediante la evaluación del alcance de los objetivos planteados en la fase de planeación.

Por otra parte, el planificador está sujeto, cada vez con mayor fuerza, al escrutinio de la sociedad, la cual exige en unos casos la ejecución de los proyectos y se opone, en otros, a ello. Ya no es posible, en un sistema democrático, imponer soluciones plenamente satisfactorias desde una cúpula tecnocrática, por lo que el esfuerzo se debe dirigir a conciliar intereses de grupos cada vez más diversos y exigentes de sus derechos o de lo que ellos perciben como derechos.

Enfoques de planeación y el papel de la sociedad En el esfuerzo de ordenar los procesos de planeación, como disciplina intelectual, se han propuesto distintos enfoques y formas de abordar la incertidumbre que plantea el entorno social, económico y ambiental cambiante.

Cuando se dispone de información limitada, ya sea porque no hay tiempo suficiente para obtenerla o porque será resultado de la evolución del medio ambiente del proyecto, el enfoque se conoce como exploratorio o de exploración mixta; este enfoque puede resultar, a ojos de no especialistas, como audaz, o dar la apariencia de que no se ha planeado el proyecto; se plantean actividades ordenadas, se progresa en el proyecto conforme se dispone de información para tomar las decisiones siguientes, a partir de un plan general preconcebido y sujeto a confirmación posterior. Un plan maestro es de esta naturaleza, si se tiene conciencia de que el propio plan maestro puede ser modificado a lo largo de su desarrollo, sin que ello signifique “mala planeación”, como acostumbran calificar los auditores a las causas de las desviaciones de los proyectos. La corrección de objetivos o medios en un plan, si se ejecuta desde este enfoque, representa el ejercicio más útil de planeación, pues se dota al proyecto de una cualidad invaluable en un ambiente de incertidumbre: la flexibilidad.

En aquellos casos en que, aun cuando se dispone de información para la fase de planeación de un proyecto, la dificultad surge de obstáculos para ponerlo en práctica, ya sean éstos por oposición social total o parcial del proyecto, por requisitos normativos y legales, por restricciones presupuestales o por la necesidad de negociaciones políticas, entre otras muchas causas de retrasos iniciales, el enfoque aplicable se conoce como “incrementalismo inconexo”. Este enfoque demanda un esfuerzo de organización y control mucho más riguroso que el exploratorio; en este caso no sólo se

percibe que el proyecto avanza de manera no continua, como en el enfoque exploratorio, sino que, además, se sospecha de desorden, pues se trata de iniciar y avanzar por el camino que no ofrezca obstáculos, con el propósito de iniciar y mantener la dinámica del proyecto que contribuye a suavizar posiciones contrarias. Existe el riesgo de que un obstáculo sea insalvable y el proyecto se suspenda indefinida o definitivamente, lo que da lugar a “elefantes blancos”; el reto para el planificador es ponderar ese riesgo antes de tomar la decisión de iniciar el proyecto con este criterio.

uuLa única razón aceptable para modificar los objetivos es la presencia de una fuerza disruptiva que altera las necesidades o prioridades de la sociedad. Al establecerlos se diseñan los programas en carteras de proyectos no necesariamente de un solo tipo o correspondiente a un solo sector, si se considera que la planeación debe responder a objetivos regionales. Estos programas se conciben como un conjunto articulado de proyectos que en su conjunto actúen como un sistema.

Si el control de las variables es aceptable y se dispone de información suficiente y relevante, es aplicable el enfoque racional, que permite el desarrollo del proyecto en forma ordenada, continua y lógica. Este enfoque es al que el ingeniero aspira en sus proyectos; sin embargo, los casos en los que se puede aplicar son cada vez menos frecuentes, por la dinámica social, la exposición a fuerzas económicas y políticas poco predecibles y la poca utilidad de la información histórica para planear el futuro.

Cualquiera que sea el enfoque aplicable en un proceso de planeación, el papel de los actores involucrados resulta fundamental para la concepción del plan, primero, y para la inserción del proyecto en el medio social, después. El papel del ingeniero, adosado al del político que toma las decisiones en la materia, es sólo el de facilitador del proceso que comienza por iniciativa de un grupo social que promueve la ejecución del plan, ya sea de manera explícita o de forma indirecta, mediante manifestaciones que el gobernante debe percibir e interpretar.

Este grupo social promotor, como actor activo, es el beneficiario primario del proyecto; existen otros beneficiarios que mantienen una actitud pasiva pero que aceptan las decisiones y no se oponen al proyecto. El grupo que requiere atención especial en el proceso de planeación es aquel que percibe o es realmente afectado por el proyecto (véase figura 1). De manera independiente de la característica de los actores en el proceso, su interés de conocer el plan o el proyecto, o incluso de participar con su opinión, es una tarea que ya no se debe soslayar.

La socialización del proyecto, como parte del proceso de planeación, puede adoptar distintas modalidades

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Retos de la planeación de los proyectos de infraestructura

Programa

Ente autónomo

Metas

Objetivos

Situación actual Programa

Planeación estratégica nacional

Metas

Gobierno en turno

Proyectos Programa

Metas Proyectos

Planeación programática regional/local Gobierno en turno

Planeación de proyectos

Periodo 1

Planeación de acciones Acción

Responsable

Plazo (días)

2

3

4

Actividad 1 Actividad 2 Actividad 3 Actividad n

Figura 2. Jerarquía en la planeación de la infraestructura.

o formas de participación. En un extremo del espectro de participación se halla la planeación participativa, también conocida como democrática, en la que cualquier miembro de la sociedad que tenga interés en el proyecto puede opinar e incluso influir en la decisión, mediante un ejercicio estructurado de comités o de consulta; en un término intermedio, la participación ciudadana es conducida, mediante un esquema de asesoramiento, por especialistas, quienes reciben las inquietudes, percepciones y peticiones de los miembros de la comunidad que interactúan con el proyecto, la interpretan y la trasladan a objetivos y medios. En el otro extremo se halla la forma de participación normativa, en la que los actores de la sociedad se pliegan a la norma que establece el proyecto, sin posibilidad de influir en los objetivos y en el diseño, pues se asume que no tienen conocimiento de los complejos métodos de análisis necesarios en la planeación, sin considerar las posibles aportaciones de gran utilidad que el sentido común de un ciudadano que vive el entorno del proyecto puede aportar.

Condiciones deseables en el proceso de planeación de la infraestructura Un proyecto de infraestructura es, en la mayoría de los casos, de gran alcance temporal y espacial; ocupa grandes espacios físicos, se inserta y altera el medio natural y social, requiere tiempo para su desarrollo, y sus efectos, favorables y adversos, perduran por largos periodos.

Esas características obligan a repensar las modalidades empleadas en la planeación de la infraestructura en nuestro medio. En principio, es necesario no sólo atender las necesidades vigentes, en una actitud reactiva, de corto plazo y de acciones diseñadas desde un enfoque normativo o impuesto –como es el caso de la solución

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a la escasez de agua en muchas ciudades del país–, sino también alzar la vista y anticipar el futuro, actuando proactivamente, evaluando la magnitud de las necesidades futuras de servicios conocidos y estimulando una visión de las posibles fuerzas de cambio que modificarán esas necesidades. Se debe estar consciente de que las fuerzas externas, más allá del control de los tomadores de decisiones, obligarán a diseñar sistemas que se adapten a condiciones no previstas y sobre las que no existe posibilidad de influir para modificarlas. Esta es una labor que requiere no sólo amplios conocimientos técnicos de ingeniería, en el caso de la infraestructura, sino una alta dosis de creatividad, imaginación y acopio de información relevante de campos tan diversos como la economía, sociología, tecnología de la información, ciencia política y muchas otras disciplinas que estudian el comportamiento del ser humano en sociedad. El ingeniero planificador de la infraestructura debe desarrollar el perfil de visionario del escenario creado y natural, habida cuenta de que la infraestructura configura la forma y el crecimiento del espacio del ser humano.

Para este propósito, la planeación de la infraestructura debería organizarse en tres niveles, de acuerdo con el alcance, los objetivos y el tiempo necesario para su puesta en práctica, así como el control que, en el momento del ejercicio planificador, se tenga de las variables relevantes (véase figura 2).

En un primer nivel, se establecen los objetivos expresados como indicadores de bienestar a cuyo alcance se aspira. La identificación de estos objetivos de bienestar no es una tarea trivial; es posible tomar referencias internacionales, pero los valores e intereses del grupo social al que se dirija el objetivo pueden no coincidir con lo que el planificador estima, ya sea porque no percibe los be-

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Retos de la planeación de los proyectos de infraestructura

neficios que se buscan o porque tiene otras prioridades.

Estos grandes objetivos nacionales de la infraestructura se deberían plantear a largo plazo y no estar expuestos a cambios por intereses económicos particulares o a ajustes sexenales para satisfacer el ego político del gobernante en turno. La única razón aceptable para modificarlos es la presencia de una fuerza disruptiva que altera las necesidades o prioridades sociales. En este nivel, se diseñan los programas en carteras de proyectos no necesariamente de un solo tipo o correspondiente a un solo sector, si se considera que la planeación debe responder a objetivos regionales. Estos programas se conciben como un conjunto articulado de proyectos que actúen como un sistema.

El segundo nivel de un esquema estructurado de planeación de la infraestructura define los proyectos que se necesitan para cumplir los programas. Los proyectos establecen los medios para alcanzar los grandes objetivos nacionales; la responsabilidad de gobiernos en turno es estructurar técnica, social y financieramente los proyectos para ejecutarlos, siempre bajo el principio de que respondan a los objetivos nacionales transexenales. Algunos proyectos trascenderán los periodos presidenciales, por lo que es recomendable reforzar los mecanismos legales para mantener la obligación de continuarlos en los siguientes periodos presidenciales.

En el nivel ejecutivo, la unidad son los proyectos, que provienen de los programas. En ese caso, algunos proyectos, por su magnitud o el momento en que se inician, pueden ir más allá del gobierno en turno, por lo que la obligación –sobre todo presupuestaria– de continuarlos hasta su terminación debe ser un compromiso ineludible.

Esta jerarquía en la planeación de la infraestructura existe en muchos casos, al menos formalmente; recuérdese la función de la antigua Secretaría de la Presidencia y después de la Secretaría de Programación y Presupuesto, que hacían el papel de ente planificador

Alcance

Largo plazo: sistema carretero mexicano

Mediano plazo: construcción de una autopista

Corto plazo: mantenimiento de una autopista

multisectorial. Sin embargo, entonces y ahora la planeación ha sido hecha a partir de áreas especializadas, las secretarías u organismos responsables de cada tipo de infraestructura, que rara vez adoptan una visión integral para una región en la que proyectos de diversa índole deben operar de forma armónica (por ejemplo vías férreas y puertos o sistemas de riego, caminos de acceso y energía). Además, los organismos planean para un periodo de seis años, salvo notables excepciones como el de la Comisión Federal de Electricidad, que durante muchos años mantuvo un Programa de Obras e Inversiones que se observaba con cierta disciplina.

Es conveniente repensar el método que se emplea para planear la infraestructura, con objeto de desligar a los gobiernos sexenales de los grandes objetivos, metas y programas nacionales. Sería deseable que se establecieran esos objetivos, metas y programas como una obligación legal, generados a partir de un organismo constitucionalmente autónomo con participación de ciudadanos, académicos, empresarios y especialistas notables que establezcan y revisen periódicamente los propósitos de la infraestructura, traducidos a objetivos y metas claras, medibles y realistas; diseñen los programas y vigilen que, en el nivel de proyectos en ejecución, se responda a los programas acordados y se alineen con los objetivos y metas (véase figura 3). La participación ciudadana en este hipotético órgano autónomo, junto con el papel que desempeñe la academia y el grupo de especialistas, establecería un esquema de planeación asistida que, sin quitar el derecho de opinión a la comunidad, se encauce hacia proyectos juiciosamente estudiados por especialistas.

Conclusión La sociedad debe entender las condiciones que impone el desarrollo de la infraestructura: demanda espacio, tiempo y estudios profundos. En este sentido, su papel debe ser el de vigilante de que los proyectos ofrezcan los beneficios esperados y se mitiguen los efectos adversos, en un ejercicio de participación en el que comprenda su posición; mientras tanto, el papel de los profesionales de la ingeniería debe ceñirse a planear, proyectar y construir las obras de infraestructura de manera eficiente y con calidad, pero también se debe asegurar que sean las obras que la sociedad demanda en ese momento. Todo ello sólo es posible si se desligan las decisiones de los intereses políticos que imponen los gobiernos en turno, a través de un órgano autónomo. La actividad fundamental del gobierno, como mandatario de la sociedad, debe ser –ya lo es– desarrollar el “cómo” del proceso, estructurar el financiamiento y conducir la gestión social para la ejecución de los proyectos que de ellos deriven, pero regido siempre por los niveles superiores de planeación

Tiempo Figura 3. Alineamiento de proyectos, programas y objetivos.

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TECNOLOGÍA

Presente y futuro de los drones en la industria de la construcción En estos días no es extraño ver drones sobrevolando los sitios de construcción. Sin embargo, estas pequeñas aeronaves apenas están encontrando su nicho de aplicación en este sector. ¿Cómo se están aprovechando en México? ¿Cuáles nuevas aplicaciones se vislumbran a medida que la tecnología avanza? Sin duda, la robótica aérea tiene un enorme potencial para un futuro cercano en esta industria.

Dron es una palabra derivada del inglés drone, y está aceptada oficialmente por la Real Academia Española.

Con esa palabra se le conoce comúnmente al tipo de aeronaves que no son tripuladas y que tienen cierto nivel de autonomía, es decir, cuentan con sistemas de navegación que les permiten estabilizarse y posicionarse en el aire por cuenta propia y además pueden llevar a cabo vuelos preprogramados casi sin asistencia humana.

Existen dos clases principales de aeronaves: las de ala fija (se sustentan al pasar el aire a través de sus alas, como los aviones) y las de ala giratoria, tales como los helicópteros y los multirrotores (se sustentan al hacer girar palas).

El vuelo autónomo es útil, pero la información que se obtiene de los sensores desde el aire es lo que está haciendo de los drones una verdadera ventaja competitiva para las empresas que los usan en las diversas industrias.

Este tipo de aeronaves surgieron hace décadas en la industria militar, donde se enfocaron en hacer vigilancia aérea e incluso ataques con misiles. Por fortuna la evolución tecnológica hizo posible el abaratamiento y miniaturización de sus componentes electrónicos, y por ello hoy en día los drones son económicamente accesibles para llevar a cabo tareas productivas en diferentes áreas del desarrollo humano. En países donde ya se usan con regularidad, la industria de la construcción es considerada una de las que más se benefician del avance en materia de robótica aérea, junto con otras como la agricultura, la minería y la seguridad.

COMMONS.WIKIMEDIA.ORG, ADRIÁN CERÓN

ESTEBAN OMAR GARCÍA RODRÍGUEZ Director de Tecnología en Pure Design México.

Empresas dedicadas a topografía y servicios similares están adoptando los drones como herramienta de trabajo.

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Drones en México El auge en el uso de estos aparatos comenzó hace unos cinco años, primero como pasatiempo fotográfico. México, por su ubicación colindante con Estados Unidos, fue de los primeros países latinoamericanos en adquirir masivamente drones de uso recreativo y más tarde de uso industrial. Además de comprarlos, nuestro país tiene varias empresas e instituciones (la Marina Armada de México como ejemplo) que hacen investigación y desarrollo de aeronaves no tripuladas para diferentes fines, lo cual nos convierte no sólo en consumidores, sino también en desarrolladores de esta tecnología.

El rango de precio de un dron útil en tareas propias de la construcción en México va desde unos 30 mil pesos hasta varios millones de pesos. El precio es proporcional a las prestaciones ofrecidas, entre las cuales están el área que pueden cubrir durante un vuelo, el tipo de sensores para adquirir información, la tolerancia a fallos y finalmente la flexibilidad del software que usa

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para programar misiones y procesar la información. Si bien el rango de precios es amplio, por lo general los drones de baja gama son suficientes para llevar a cabo las tareas más comunes, como capturar fotografías o video en unas cuantas hectáreas.

En lo que respecta a servicios para tareas de construcción, muchas empresas dedicadas a topografía, supervisión de obra, levantamientos catastrales y servicios similares han estado adoptando los drones como herramienta de trabajo. En parte esto ha sido posible también gracias a la legislación respectiva. Afortunadamente, en estos momentos la legislación mexicana no es tan restrictiva sobre el uso de estos aparatos, lo cual ha permitido su fácil inclusión en la industria. La instancia que desde hace unos años busca regular su uso es la Dirección General de Aeronáutica Civil, la cual emitió una circular con recomendaciones para el uso de los drones.

En 2017 se presentó una iniciativa de ley que se espera sea el marco regulador, pero aún está en proceso.

Mientras el marco legal es aún difuso, el aprovechamiento de los drones es un hecho. A continuación se describen sus aplicaciones más comunes en México, los resultados obtenidos y su ventaja frente a métodos tradicionales.

Documentación aérea fotográfica y con video La aplicación más común de los drones en las obras de construcción es la documentación fotográfica o con videograbaciones.

Documentar los avances de obra con drones tiene varias ventajas, comparado con la documentación fotográfica a nivel de piso. La primera es una vista privilegiada que abarca una gran área y al mismo tiempo con una perspectiva más atractiva.

En construcciones terminadas, la inspección visual basada en fotografías o video aéreos es una actividad que permite la detección oportuna de deterioro o fallas visibles solamente desde las alturas. De manera tradicional, la inspección requiere grúas o andamios, personal especializado y mucho tiempo para logística. Con un dron, este trabajo puede ser realizado de manera rápida y eficiente. En México se han empleado drones para supervisión rutinaria de puentes, edificios, turbinas eólicas, torres y cableado de alta tensión, entre muchas otras. Un caso particular fue la inspección de edificios en la capital del país luego de los sismos de septiembre de 2017.

Tomar fotografías o video podría parecer sencillo, pero el potencial es grande cuando se usa la creatividad.

Por ejemplo, las fotografías aéreas se pueden usar además para hacer fotomontajes de gráficos generados por computadora (renders) y así poder presentar a clientes, directivos o inversionistas cómo se verá terminado un edificio que aún no se comienza, en el contexto de su vecindario real (véase figura 1). Otro recurso muy interesante son las fotografías panorámicas, con las cuales es posible capturar vistas aéreas de 360 grados que después pueden ser mostradas con gafas de realidad

CORTESÍA DE PURE DESIGN MÉXICO

Presente y futuro de los drones en la industria de la construcción

Figura 1. Fotomontaje de gráfico generado por computadora sobre una fotografía aérea tomada con un dron.

virtual o expuestas en páginas web y redes sociales que soportan vistas panorámicas, para que el público las vea desde sus dispositivos móviles.

El video asimismo es un recurso elemental, que además de ser atractivo puede emplearse para resolver tareas complejas. Un ejemplo vanguardista del uso de video aéreo en tareas de diseño de vialidades es la detección y conteo automáticos de vehículos y peatones en intersecciones. En tal caso, además de medirse la cantidad de objetos en movimiento, se puede determinar con precisión su dirección, velocidad y tipo (peatones, automóviles, vehículos pesados, transporte público), para después usar tal información en la toma de decisiones sobre la optimación de vialidades.

Levantamientos fotogramétricos La aplicación más directa de los drones en la industria de la construcción son los levantamientos fotogramétricos.

Hasta hace unos años, la fotogrametría requería el vuelo de aeronaves con cámaras y otros dispositivos especiales, así que por lo general era un proceso costoso y exclusivo de proyectos grandes.

Los levantamientos consisten en la toma secuencial de fotografías mientras se vuela en patrones reticulares, con el objetivo de que cada punto del terreno de interés aparezca en varias imágenes. Al procesarse, estas imágenes generan fotografías ortorrectificadas, planos y hasta modelos tridimensionales a partir de la rectificación geométrica de las imágenes. Por ello, los levantamientos fotogramétricos son un recurso auxiliar muy valioso para levantamientos catastrales o topográficos, ya que reducen sustancialmente el tiempo de ejecución de estos servicios –al menos a la mitad del tiempo que llevaría hacerlos con métodos topográficos tradicionales–. El ahorro de tiempo se da al evitar la captura exhaustiva de puntos manuales (brigadas en campo). En su lugar, millones de puntos se generan de forma automática sobre las fotografías aéreas.

Si bien los levantamientos fotogramétricos con drones son una ventaja tecnológica, también tienen limitantes comparados con los métodos topográficos tradicionales. La principal es que no será posible deter-

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Presente y futuro de los drones en la industria de la construcción

El futuro de la robótica aérea en la construcción En todo el mundo se está dando investigación y desarrollo para explotar aun más la posibilidad de tener un robot autónomo en el aire y los sensores que puede portar. Las áreas de robótica, visión por computadora e inteligencia artificial son las que están más involucradas en el desarrollo de los vehículos aéreos no tripulados.

Levantamientos con LiDAR En México ya se comienzan a usar sensores de tipo light detection and ranging (LiDAR) portados por drones. Un LiDAR es un dispositivo consistente en un láser que gira a alta velocidad; al rebotar su luz con los objetos, calcula la distancia a la que se ubican. Al moverse junto con la aeronave, un LiDAR adquiere millones de puntos tridimensionales que representan el terreno y edificios ubicados bajo el dron (véase figura 2).

Cada vez se tienen mejores sensores, con menor peso y menor costo. No sería extraño en unos años poder tener un dron con LiDAR a un costo accesible en lugar de los millones de pesos que cuesta actualmente.

Lo mismo pasa con la tecnología de baterías, ya que la mayoría de los drones son eléctricos. El tiempo de vuelo es algo que limita las operaciones con drones hoy en día, por lo que tanto en la academia como en la industria se están buscando nuevas tecnologías para lograr vuelos por varias horas sin necesidad de cambiar baterías.

En lo que respecta a robótica, hay mucha investigación para hacer drones más robustos. Por ejemplo, se busca que incluso en lugares con muchos obstáculos, como son los sitios en obra negra, puedan navegar e incluso hacer mapas de su ambiente; que aun cuando sean atacados por un ave y pierdan un rotor, puedan aterrizar de forma controlada, y muchos otros escenarios en los cuales los drones actuales difícilmente podrían sobrevivir.

También se están probando aeronaves que pueden despegar y aterrizar de manera vertical (VTOL, vertical take-off and landing) y que pueden transformarse en drones de ala fija. Éstos combinan la facilidad de despegue vertical, que no requiere una pista o paraje despejado, pero una vez en el aire tienen la eficiencia y velocidad de un dron tipo ala fija capaz de volar grandes distancias por largo tiempo. Así combinan lo mejor de los dos tipos de drones más populares hasta el momento.

La inteligencia artificial desempeñará un papel más importante en los drones del futuro cercano. Al volar, no sólo seguirán patrones de vuelo preprogramados, sino que podrán entender y adaptarse a cambios en su entorno. En este momento, si una grúa repentinamente se cruza por el paso de un dron, en el mejor de los casos éste podrá detenerse (si cuenta con sensores de distancia frontales), pero en un futuro podrá recalcular su ruta y hasta anticipar los movimientos de la grúa; tal tecnología le permitiría incluso navegar por el interior de edificios en construcción.

uuUn ejemplo vanguardista del uso de video aéreo en tareas de diseño de vialidades es la detección y conteo automáticos de vehículos y peatones en intersecciones. En tal caso, además de medirse la cantidad de objetos en movimiento, se puede determinar con precisión su dirección, velocidad y tipo (peatones, automóviles, vehículos pesados, transporte público), para después usar tal información en la toma de decisiones sobre la optimación de vialidades.

En comparación con un levantamiento fotogramétrico, el levantamiento con LiDAR tiene la ventaja de poder traspasar el follaje de árboles y otra vegetación para llegar hasta el terreno; los resultados se obtienen casi de inmediato y se requiere muy poco o ningún procesamiento en gabinete. Además, cables y estructuras pequeñas que son problemáticas para fotogrametría son identificables para el LiDAR. Un LiDAR de alta gama ofrece una precisión similar a la de una estación total o escáner láser topográficos; sin embargo, los LiDAR de alta gama también son equipos sumamente costosos. Se pueden usar dispositivos de bajo costo, pero la precisión que ofrecen es muy baja y en algunos casos su calidad queda por debajo de la de los levantamientos fotogramétricos.

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CORTESÍA DE OREGON STATE UNIVERSITY

minar elementos que no sean visibles con claridad desde el aire, por ejemplo terreno o vías que estén ocultas por copas de árboles.

La exactitud de las mediciones dependerá de varios factores, como la resolución y altura a la que se capturan las imágenes, la calidad del procesamiento en las imágenes y unos pocos puntos de control o apoyo que se tomen con antenas GNSS (Global Navigation Satellite System) u otro equipo topográfico en el terreno.

Esto último es forzoso, ya que los drones, al carecer de equipo de navegación de alta precisión, no son muy exactos para determinar la posición y orientación con la que se toman las fotografías. Comúnmente es posible obtener millones de puntos de referencia con exactitud global (georreferenciada) de un par de centímetros en planimetría y unos 5 cm en altimetría, lo cual es tolerable y útil para muchos fines, y la demanda de este tipo de servicios lo demuestra.

Figura 2. Levantamiento con LiDAR.

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Presente y futuro de los drones en la industria de la construcción

Para cuestiones de inspección, están siendo analizados techos de casas, torres y cableado de alta tensión y turbinas eólicas de manera automática para reconocer indicios de deterioro, todo sin intervención humana. Los drones vuelan y fotografían; luego, algoritmos de visión por computadora y aprendizaje profundo buscan fallos y finalmente reportan sólo las imágenes más relevantes para los humanos, quienes evitan tener que revisar cientos o miles de imágenes para encontrar problemas.

En laboratorios, hay drones que pueden tender cableados de manera autónoma, o que pueden colocar

uuLa exactitud de las mediciones dependerá de varios factores, como la resolución y altura a la que se capturan las imágenes, la calidad del procesamiento en las imágenes y unos pocos puntos de control o apoyo que se tomen con antenas GNSS (Global Navigation Satellite System) u otro equipo topográfico en el terreno. Esto último es forzoso, ya que los drones, al carecer de equipo de navegación de alta precisión, no son muy exactos para determinar la posición y orientación con la que se toman las fotografías.

ladrillos de una construcción de manera coordinada volando en enjambres. Algo muy interesante en este sentido, y que ya se hace en el campo y no en laboratorios, es el trabajo sincronizado que hacen la maquinaria autónoma (sin operador) y los drones en Japón. Estos últimos vuelan haciendo modelos tridimensionales del terreno en tiempo real, mientras la maquinaria robótica pesada recalcula los movimientos de tierra sobre la marcha; sólo coordinación entre drones y maquinaria, sin intervención humana.

Conclusiones Los drones llegaron para quedarse en la industria de la construcción mexicana. Sin duda son una herramienta que se puede utilizar para hacer frente a varios problemas y con ello ahorrar tiempo y dinero; pueden brindar información de calidad con rapidez para diferentes procesos. Con la evolución de tal tecnología seguramente se verán cada vez más de estos aparatos sobre las obras. Al mismo tiempo, en las oficinas los proyectos se beneficiarán con información rápida y precisa para la toma de decisiones ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema?

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INGENIERÍA GEOTÉCNICA

Parámetros de excavación y su influencia sobre el templo de San José de Gracia

MARÍA DEL ROCÍO SALCEDO CAMPOS Especialista en túneles y obras subterráneas en Lumbreras y Túneles, S. A. de C. V.

La línea 3 del tren eléctrico cruza de manera subterránea la zona centro de Guadalajara, que como es bien sabido alberga una gran cantidad de edificios de alto valor histórico y artístico. La mayoría de estos edificios son custodiados por el Instituto Nacional de Antropología e Historia (INAH) y el Instituto Nacional de Bellas Artes (INBA).

Durante la supervisión técnica y administrativa de la obra civil, se controlaron y monitorearon los procesos de la tuneladora, así como de la instrumentación colocada tanto en superficie como en edificios y el túnel. La metodología se apoya en el uso de dos softwares, uno para controlar los procesos de la tuneladora y otro para el control, seguimiento y visualización de los datos de la instrumentación ubicada en superficie, en edificios históricos y en el túnel.

En este artículo se presenta el análisis que se realizó de los parámetros de excavación y operación durante el paso de la tuneladora frente al templo de San José de Gracia, y cómo se reflejó en este templo la construcción del túnel.

Descripción de la zona La zona central de la línea 3 del tren comprende 4.02 km de túnel bajo el área histórica de la cuidad. El templo de San José está ubicado sobre la avenida Alcalde, entre las calles Reforma y Garibaldi. El túnel se construyó por debajo de la avenida Alcalde. En la figura 1 puede observarse una representación tridimensional del templo, la avenida por donde pasa el túnel y sus alrededores.

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El templo fue construido durante la segunda mitad del siglo XIX; de este recinto destaca que tiene un único campanario. A su lado se encuentran el jardín Reforma y la Iglesia Nacional Presbiteriana. Es un templo muy parecido a la Iglesia del Carmen de Celaya, Guanajuato.

Antes de existir, en su lugar se encontraba el convento de Santo Domingo, el cual fue destruido durante la Guerra de Reforma.

El templo está situado a 11 m del eje del túnel y tiene unas dimensiones de 58 × 36 m en planta, una torre en la pared sur de 5 × 5 m de planta y 22 m de cobertura hasta la clave.

Por su parte, el túnel fue construido con una tuneladora de tipo EPB de 11.55 m de diámetro con un revestimiento único a base de un sistema de anillos conformado por siete dovelas (6+1) de 38 cm de espesor y longitud de 1.80 metros, a través una zona de arenas bajo el nivel freático.

El Instituto de Ingeniería de la UNAM presentó un plan de reforzamiento y monitoreo para el templo, reforzamiento que requería estar terminado antes del paso de la tuneladora. Aunado a esto, en el análisis de subsidencias del proyecto ejecutivo se demostró que el templo no cumpliría las restricciones de movimiento impuestas por el cliente (movimientos en edificios de alto

GOOGLE EARTH

Durante la construcción de la línea 3 del tren eléctrico urbano de Guadalajara, la supervisión técnica y administrativa incluyó una metodología certificada ISO 9001:2015 para el análisis de los parámetros de excavación mecanizada del túnel en tiempo real y su interacción con estructuras vecinas.

Figura 1. Vista en 3D del templo de San José.

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Parámetros de excavación y su influencia sobre el templo de San José de Gracia

Elaborada con Soldata.

N

Figura 2. Fachada poniente del templo de San José, con ubicación de prismas y estación total automatizada.

San José. Asentamientos fachada poniente

mm

15 10 5 0 –5 –10 –15 –20 –25

Elaborada con software Geoscope, Soldata.

Figura 3. Movimientos verticales presentados en la fachada poniente del templo de San José por efecto del tuneleo.

valor histórico por debajo de 6 mm de asentamiento y giros por debajo de 1/2,000 grados), por lo que se diseñó una pantalla de muro Milán que disminuyera dichos movimientos producto del tuneleo.

Descripción del reforzamiento y el sistema de monitoreo Se planteó un reforzamiento consistente en tres puntos importantes: • Consolidación de la cúpula mediante remamposteo y reinyección de grietas • Confinamiento de la cúpula mediante la instalación de bandas de refuerzo • Consolidación del nártex mediante inyección de resina en grietas Por su parte, se construyó sobre la avenida Alcalde, pegada a la fachada poniente del templo, una pantalla de muro Milán con 71 m de longitud y 22 paneles con ancho de 1 m desplantados hasta 35 m de profundidad.

Esta pantalla tuvo como función minimizar las deformaciones verticales durante la construcción del túnel.

Además, se decidió implementar un sistema de monitoreo automatizado, donde se emplearon diversos instrumentos que, conectados a varios registradores

de datos, permitieron salvaguardar la información y visualizar nuevas mediciones cada 30 minutos. Entre los instrumentos empleados están: • Una estación total robotizada ubicada frente al edificio.

• Prismas fijos en las fachadas norte y poniente, para ser leídos por la estación y determinar los movimientos en tres direcciones (X, Y y Z) o bien en sentido paralelo a la construcción del túnel, de manera perpendicular y en sentido vertical.

• Inclinómetros tipo SAA para medir movimientos horizontales.

• Piezómetros eléctricos para medir las presiones intersticiales.

• Inclinómetros para medir los giros que presentan los muros y columnas de los edificios en dos direcciones.

• Acelerómetros para medir las vibraciones provocadas por efecto del tuneleo en el edificio.

El monitoreo automatizado permite analizar el comportamiento del templo antes, durante y después del paso de la tuneladora frente a él. Esto mejora el seguimiento y control de los efectos del tuneleo observados con el control de procesos de la máquina.

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Parámetros de excavación y su influencia sobre el templo de San José de Gracia

Presión de cámara

bar 4.50

Velocidad, penetración, torque y giro de la rueda de corte mm/rot 40.00

mm/min 55.00

MNm 11.00

rpm 1.73

4.00

35.00

50.00

10.00

1.70

3.50

30.00

45.00

9.00

1.68

3.00

25.00

40.00

8.00

1.65

20.00

35.00

7.00

1.63

15.00

30.00

6.00

1.60

10.00

25.00

5.00

1.57

5.00

20.00

4.00

1.55

0.00

15.00

3.00

1.52

2.50 2.00 1.50 1.00

720

730

740 PT1 PT2

750 760 770 PT3 PT5 PT4 PT6

780 790 PT7

720

730

740

Velocidad

750

760

770

Penetración

780

790

Torque

rpm RC

Elaborada con software Procon II, MTC.

Figura 4. Parámetros monitoreados con el control de procesos durante el paso frente al templo de San José.

Durante el paso de la tuneladora, el templo presentó movimientos dentro de los rangos permitidos, y así quedó demostrada la utilidad de la pantalla como protección y del reforzamiento previo que se le dio al templo. En la figura 3 se observa que los movimientos provocados por efectos del tuneleo se encuentran dentro de las restricciones establecidas por el proyecto ejecutivo y por el INAH y el INBA, mediante la visualización del comportamiento de los clavos de referencia antes, durante y después del paso de la tuneladora para la fachada poniente.

Control de procesos de la TBM El control de procesos de la tuneladora permite visualizar y monitorear todos los parámetros de operación y excavación de la máquina, tanto en tiempo real como para realizar análisis posproceso. En este control de procesos de la tuneladora se incluyó un módulo de instrumentación que permite de igual forma el análisis y

mm 10.0000

HN-10+735-HNI3 HN

HN-10+735-HNI2 HN

monitoreo de los instrumentos colocados en superficie y en el túnel. Entre algunos de los instrumentos incluidos se encuentran: clavos de referencia, extensómetros, celdas de presión e inclinómetros.

En el análisis de procesos de la tuneladora, se verifica el comportamiento de los parámetros principales en tiempo real y se realiza un posproceso de cada día y por tramos de excavación. Algunos parámetros que se verifican son la presión del frente, el peso del material extraído, el acondicionamiento tanto en la cámara como en el tornillo, la inyección de contacto, energía específica, etc. Lo principal es armar correlaciones entre los parámetros y los asentamientos producidos en superficie o bien con los movimientos del túnel de manera empírica.

Durante el paso frente al templo de San José, se llevó un registro de varios de estos parámetros para establecer su correlación con los movimientos del templo. En la figura 4 se muestran dos gráficas de los parámetros obtenidos.

HN-10+735-HN0 HN

HN

HN-10+735-HND1

HN-10+735-HND2

HN

HN-10+735-HND3

HN

HN

0.0000 –10.0000 –20.0000 –30.0000 –40.0000 –50.0000

23.10 m Ago 2016 Feb 2017 Ago 2017

14.40 m Sep 2016 Abr 2017 Sep 2017

8.66 m Nov 2016 May 2017 Oct 2017

Dic 2016 Jun 2017

Ene 2017 Jul 2017

Elaborada con software Procon II, MTC.

Figura 5. Curva de asentamientos de sección ubicada en la calle Garibaldi, cercana al templo de San José.

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Parámetros de excavación y su influencia sobre el templo de San José de Gracia

Los parámetros de la máquina han sido ampliamente estudiados y revisados para este caso de un túnel somero urbano de gran diámetro, ya que por lo general los mecanismos de asentamientos superficiales se asocian al efecto provocado por su construcción. Por último se realizó, mediante una metodología certificada por la empresa supervisora, la integración de la información completa obtenida durante la excavación del túnel y su interacción con el templo, tomando en consideración las restricciones impuestas por el proyecto ejecutivo, el proyecto geométrico, el registro de incidencias y sus asesorías, la geología, geotecnia e hidrología. Todo quedó protegido en una plataforma de gestión documental.

En la figura 5 puede verse cómo la curva de asentamientos queda minimizada por el uso de la pantalla en el templo, que restringe estos movimientos.

El objetivo principal de la metodología es la adquisición, interpretación y procesamiento de los datos de la tuneladora, de los parámetros de diseño, de los que provienen de la instrumentación colocada en superficie, túnel y edificios, así como de la información geológica y geotécnica. Teniendo un control estricto de todos los datos de la tuneladora y al retroalimentarlos con los incidentes y resultados que arroja la instrumentación colocada tanto en edificios como en superficie, puede

Freyssinet de México

tenerse una amplia visión de lo que sucede al construir un túnel y de este modo prevenir incidencias.

Lecciones aprendidas El proyecto representó un gran reto de ingeniería y construcción, debido a las grandes restricciones de movimientos para los edificios de alto valor histórico protegidos dentro de la zona centro de la ciudad de Guadalajara, Jalisco.

Los instrumentos empleados para el monitoreo automatizado y el control de procesos, entre otros, permitieron tener un mayor control de los efectos causados por el tuneleo en la superficie y hacia los edificios cercanos al trazo. Esta metodología permitió garantizar la seguridad de los trabajos ejecutados, así como la integridad de los edificios, ya que en cualquier momento se podían corregir los parámetros de excavación y operación de la tuneladora y por tanto tener una menor influencia sobre el terreno y los edificios.

Este caso de metodología aplicada a un proyecto subterráneo debería ser tomado en consideración como base para futuros proyectos que quieran realizarse con éxito y seguridad ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema?

Escríbanos a ic@heliosmx.org

DISPOSITIVOS DE CONTROL PARA ACTIVIDAD SÍSMICA

Canal FreyMex @freymex www.freyssinet.com.mx freyssinet@freyssinet.com.mx

CONSIDERACIONES PARA ACTUALIZACIÓN SÍSMICA EN EDIFICIOS* 150 Control de vibración

Altura (m)

125 100 75 50

Aislamiento de base

25 0

DISIPACIÓN

AISLAMIENTO

CONEXIÓN

0

10

20 30 40 50 60 Dimensión base (m)

70

*Sujeto a análisis estructural completo.

80

ESTRUCTURAS TEMA DE PORTADA

¿Puede ocurrir algo El colapso parcial del pu El colapso de una parte del viaducto Morandi en Génova provoca la inquietud de administradores de carreteras, diseñadores y constructores involucrados en gerencia, mantenimiento y construcción de puentes atirantados, particularmente de aquéllos construidos antes de 1990. Esta situación debería motivar un aumento en los presupuestos para mantenimiento, conservación y monitoreo de puentes.

ROBERTO GÓMEZ MARTÍNEZ Investigador en la Coordinación de Ingeniería Estructural del Instituto de Ingeniería de la UNAM.

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Un puente atirantado soporta la superestructura con ayuda de cables Tubo silla inclinados, llamados tirantes. En este Tubo de transición Tubo funda tipo de puentes, las cargas del tablero o superestructura se transmiten a los apoyos (pilas) a través de un sistema de tensión (tirantes). La sujeción de Pilón Tubo silla los tirantes se hace en los mástiles o Tubo de transición Inyección pilones y en la superestructura mede mortero diante un sistema de anclaje pasivo y Torones activo, o los tirantes pueden fijarse en la superestructura, pasar por el mástil y fijarse en el otro lado de éste, en la Figura 1. Esquema de anclajes en pilones. misma superestructura (véase figura 1). Así, el tablero o superestructura y los tirantes se mismo arreglo helicoidal de estos últimos o torones comportan como una armadura triangular. La cuerda paralelos, entre otros. Al ser elementos expuestos a la inferior (superestructura) está en compresión; los miemintemperie, los tirantes están sujetos a los efectos de bros en tensión son los tirantes y el tercer elemento es el la corrosión, por lo que es necesario proveerlos de propilón, el cual está en compresión. tecciones adecuadas.

La forma del pilón o mástil depende del arreglo de En la construcción de puentes en México, el uso de los tirantes, que puede ser radial, en arpa, en abanico torones de acero es amplio y frecuente; se utilizan para o en estrella, y pueden éstos colocarse en uno o varios la fabricación de trabes pretensadas y postensadas que planos transversales. Igualmente, los pilones pueden forman parte de superestructuras de puentes con claros estar formados por una sola columna, o por columnas y convencionales; además, se utilizan para la construcción trabes transversales formando un marco, o pueden ser de puentes en doble voladizo y acostillados, que son un en forma de diamante, en forma de delta, en H o en A. símil de los atirantados pero en éstos los torones van enActualmente, éstos ya se consideran aspectos estéticos capsulados en una costilla de concreto. De estos últimos para el diseño de tales elementos. sólo se han construido dos en nuestro país.

Por lo que respecta a los tirantes, los hay de diferenEl pasado 14 de agosto se colapsó un tramo de la tes tipos, desde aquéllos formados por barras de acesuperestructura del puente Morandi en Génova, Italia ro hasta los de torones conformados por hilos de acero (véase figura 2), que fue construido en 1968 y forma parte enrollados helicoidalmente alrededor de un hilo central, del viaducto Río Polcevera en una zona densamente trenzas o cuerdas formadas por varios torones con el urbana. Se aduce que la causa de dicho colapso fue el

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El colapso parcial del puente Morandi en Génova

similar en México? ente Morandi en Génova mal estado de los tirantes; este hecho lleva a reflexionar sobre los puentes atirantados construidos en México, desde la construcción del puente Dovalí en 1984 hasta la del puente La Concordia, actualmente en proceso.

Particularmente merecen atención los sistemas de atirantamiento. Cabe mencionar que en 1990, el sistema de atirantamiento del puente Morandi fue sujeto a labores de rehabilitación mayores, pero la parte que colapsó aún no había sido rehabilitada.

Figura 3. Puente Maracaibo, 1959.

En los siguientes párrafos se presenta una breve historia de los puentes atirantados, seguida de una descripción somera de los principales puentes carreteros construidos en México. Para finalizar, se discuten los diferentes tipos de tirantes utilizados específicamente en estos puentes, sin que por ello los comentarios no se puedan aplicar a puentes del mismo tipo construidos en zonas urbanas. Como ejemplo de estos últimos, se mencionan los construidos en Monterrey, Aguascalientes, Guadalajara, Villahermosa, Puebla y en la misma Ciudad de México.

Figura 2. El viaducto Morandi en Génova, Italia.

Tabla 1. Puentes atirantados en México Nombre

Longitud total (m)

Tipo de superestructura

Tipo de atirantamiento

Año

Dovalí

1,170.0

Cajón de concreto

Abanico

1984

Tampico

1,543.0

Sección cajón

Medio abanico

1987

Mezcala

939.0

Compuesta

Medio abanico

1993

Barranca El Cañón

260.8

Compuesta

Medio abanico, asimétrico

1993

Quetzalapa

424.0

Trabes presforzadas

Medio abanico

1993

Barranca El Zapote

267.6

Compuesta

Medio abanico, asimétrico

1993

Papaloapan

422.3

Trabes de concreto presforzado

Abanico

1995

1,124.0

Compuesta

Medio abanico, simétrico

2012

Carrizo

434.6

Compuesta

Medio abanico, simétrico

2013

La Concordia

703.0

Compuesta

Medio abanico, simétrico

N/D

Baluarte

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El colapso parcial del puente Morandi en Génova

Breve historia de los puentes atirantados Los puentes atirantados comenzaron a construirse en zonas tropicales, donde las lianas eran la base para la sustentación de troncos, lo que más tarde se convertiría en la superestructura. Al pasar el tiempo, el desarrollo tecnológico permitió el perfeccionamiento de los componentes de los puentes atirantados; surgió de esta manera un nuevo concepto en el diseño y construcción de puentes especiales. Así, se tiene noción de que el primer puente atirantado se construyó con madera en el año 1784; el diseñador era un carpintero de profesión.

En 1830, el célebre ingeniero C. L. Navier se refiere en uno de sus escritos a puentes atirantados cuyos tirantes y cables estaban formados por barras o por cadenas de hierro. No fue hasta 1899 que en un diseño el ingeniero A. Gliscard introdujo el efecto de compresión en la superestructura provocado por los tirantes; sin embargo, en los siguientes años se continuó con el diseño y construcción de muchos puentes con tirantes y con cables verticales.

uuEn la construcción de puentes en México, el uso de torones de acero es amplio y frecuente; se utilizan para la fabricación de trabes pretensadas y postensadas que forman parte de superestructuras de puentes con claros convencionales; además, se utilizan para la construcción de puentes en doble voladizo y acostillados, que son un símil de los atirantados pero en éstos los torones van encapsulados en una costilla de concreto. De estos últimos sólo se han construido dos en nuestro país.

En 1955 se construye el primer puente atirantado de la época moderna: el Stromsund. Tres años después, el Theodor-Heuss-Rhine, diseñado por Morandi y Leonhardt, con una tecnología similar a la del viaducto Morandi de Génova. Otro puente similar es el Maracaibo, con un claro central de 235 m y una longitud total de 8,720 m (véase figura 3); se observa su similitud con el puente de Génova: los pilones son del tipo marco, con dos cables o tirantes por cada pilón, y el atirantamiento es de tipo arpa. Otro aspecto a destacarse es el limitado número de tirantes. Se dice que, de haber tenido más tirantes, el viaducto Morandi no se habría colapsado.

A partir de 1957 se inicia con la construcción de puentes con más de dos tirantes, o multitirantes, debido a la producción de aceros de alta resistencia, métodos y computadoras más rápidos y precisos para calcular el flujo de fuerzas de los pilones hacia la subestructura y la superestructura, y el desarrollo de gatos hidráulicos para tensionar los tirantes. Actualmente se construyen puentes atirantados con claros de más de 1,000 metros.

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Tubo de acero, vaina de PEAD

Torón de acero (galvanizado) con o sin funda

Compuesto (mortero, grasa, cera, etc.) protector contra la corrosión

Figura 4. Sección transversal típica de un tirante.

Puentes atirantados en México En la tabla 1 se muestran las características generales de los puentes atirantados carreteros construidos en México en los últimos 35 años.

Sólo al inicio de la construcción de estos puentes se utilizaron en las superestructuras secciones cajón de concreto postensado (puente Dovalí) y de acero ortotrópico (puente Tampico). En la época actual se han preferido las secciones compuestas, esto es, trabes de acero longitudinales principales que soportan una losa de concreto reforzado. Una excepción es el puente Quetzalapa, el cual se conformó con dovelas de concreto presforzado.

Los tirantes Aunque ya no se recurre al sistema de montaje de tirantes colados in situ, muchos de los puentes diseñados por Ricardo Morandi utilizaron este esquema; sus puentes son reconocidos como trabajos pioneros de concreto presforzado en Italia y como trabajos icónicos de ingeniería. En lugar de tirantes de acero, los claros adyacentes a los pilones cuelgan de torones postensados unidos a los pilones. Este esquema no fue utilizado por otros diseñadores.

A mediados del decenio de 1990 se empezaron a fabricar los tirantes de otra manera, esto es, los torones de cada tirante se colocaban uno por uno y se introducían en un ducto de acero o polietileno (véase figura 4) para inyectar posteriormente lechada de cemento, con los problemas inherentes a este proceso; la lechada se colocaba con fines de protección anticorrosiva. Tal es el caso del puente Dovalí, en el cual los torones de los tirantes se colocaron dentro de un tubo de acero que se rellenó inyectando a presión una lechada de cemento; después del tensado final se aplicó un aditivo estabilizador de volumen.

Después del Dovalí, se construyó el puente Tampico, que se puso en servicio en 1987. En este puente, los torones de los tirantes se colocaron en un tubo de

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El colapso parcial del puente Morandi en Génova

polietileno de alta densidad (PEAD) y se rellenaron con una cera de alto punto de fusión.

Posteriormente, a finales de los ochenta, se construyeron los puentes atirantados sobre la autopista México-Acapulco: Barranca El Zapote, Barranca El Cañón, Quetzalapa y Mezcala. En éstos se utilizó otro tipo de protección anticorrosiva. En los puentes Quetzalapa y Barranca El Cañón se utilizaron tirantes con torones recubiertos con un epoxi colocado dentro de una vaina o ducto de PEAD que se rellenaba de grasa. Los otros dos puentes, Barranca El Zapote y Mezcala, se construyeron con tirantes cuyos torones estaban contenidos en fundas individuales de polietileno, y después todo el conjunto de tirantes se contenía en tubos de PEAD. En 1995 se construye el puente Papaloapan, cuyos tirantes son recubiertos con un epoxi.

Con el paso del tiempo, los avances tecnológicos revelaron que los tirantes debían protegerse no sólo contra la corrosión, sino también contra el desgaste, por lo que actualmente se utilizan sistemas redundantes de protección (véase figura 5). Este es el caso de los tirantes de los puentes Baluarte y El Carrizo, construidos recientemente, en los cuales el torón tiene una protección galvánica en toda su longitud. Además de esta protección, los torones se colocan dentro de una vaina hermética, y los huecos entre ellos y la vaina exterior se rellenan con un material que impide el paso del agua.

Figura 5. Corte de torón, vaina y relleno.

De la misma forma se ha mejorado la fabricación de anclajes y de las vainas que protegen a todos los tirantes.

Para tirantes muy largos, ahora se utilizan amortiguadores en los anclajes, y sobre las vainas se colocan superficies adicionales para evitar la formación de “riachuelos” producto de la lluvia, los que cambian la respuesta dinámica de los tirantes ante el flujo del viento.

Comentarios finales El colapso de una parte del viaducto Morandi en Génova provoca la inquietud de administradores de carreteras, diseñadores y constructores involucrados en gerencia, mantenimiento y construcción de puentes atirantados,

uuAunque ya no se recurre al sistema de montaje de tirantes colados in situ, muchos de los puentes diseñados por Morandi utilizaron este esquema; sus puentes son reconocidos como trabajos pioneros de concreto presforzado en Italia y como trabajos icónicos de ingeniería. En lugar de tirantes de acero, los claros adyacentes a los pilones cuelgan de torones postensados unidos a los pilones. Este esquema no fue utilizado por otros diseñadores. en particular de aquéllos construidos antes de 1990.

Esta situación debería motivar un aumento en los presupuestos para mantenimiento, conservación y monitoreo de puentes, no necesariamente sólo de los atirantados, sino también de aquellos en los que se utilizan torones a tensión, ya que una gran cantidad de superestructuras de puentes se han construido con base en trabes postensadas, y en éstas los efectos de la corrosión a largo plazo se pueden presentar de la misma manera que en el puente Morandi. Es importante mencionar también los efectos de pérdida de tensión por relajación del acero de los tirantes, así como el fenómeno de fatiga debidos a las vibraciones de carga viva y carga de viento.

Actualmente, dadas las características de carreteras de altas especificaciones y las ventajas estructurales de los puentes atirantados para cubrir claros importantes, es de esperarse que se sigan construyendo más puentes de este tipo, incluso con claros más grandes, y también que en estas nuevas estructuras los tirantes tengan sistemas redundantes de protección anticorrosiva y sistemas modernos de anclaje.

Es asimismo importante atender los retos del futuro inmediato en la construcción de los nuevos puentes; los retos implican el uso de nuevas tecnologías de construcción, nuevos materiales y mejores técnicas de análisis de la respuesta de los puentes ante diferentes solicitaciones (desde las etapas de diseño hasta sus fases de construcción y servicio). No es de menor importancia la implementación de las tecnologías y técnicas de monitoreo y salud estructural de largo plazo en los nuevos puentes por construirse.

Mientras tanto, la comunidad de ingenieros de puentes espera el dictamen técnico sobre la falla del puente Morandi, para reflexionar sobre este evento y evaluar la resiliencia de nuestra infraestructura

Agradecimientos Carlos Correa, de Freyssinet, colaboró entusiastamente con información para la elaboración de este artículo. Roberto Meli impulsó la preparación de este artículo e hizo sugerencias sobre el texto. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema?

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PREVENCIÓN DE DESASTRES

La punta del iceberg El puente de Génova, Italia

EDMONDO VITIELLO Ex titular de la cátedra de Técnica de la construcción, Politécnico de Milán.

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La catástrofe del colapso del puente Morandi en Génova requiere, además de unas sentidas condolencias, unas frías reflexiones técnicas. Las consideraciones específicas respecto al viaducto colapsado serán el fruto de estudios a fondo, y sobre eso no es aquí el lugar ni el momento para opinar. Sin embargo, como ingeniero siento que debo expresar desde ahora algunas evaluaciones técnicas generales, y esto no es sólo posible, sino en cierta manera necesario, para contribuir a disipar la polvareda que se ha levantado por las declaraciones emotivas que en estos casos son inevitables. Para ser concreto, trataré de basarme en mi experiencia personal.

Yo me gradué en 1965, en los tiempos del viaducto Morandi, y por casualidad comencé mi práctica profesional y académica justo en el campo de las estructuras de concreto presforzado, como es el de ese viaducto. ¿Cuál era el clima cultural de esa época? Probaré enumerar los principales aspectos relacionados con nuestro caso.

Antes que nada, hay que tener en mente que todavía persistía el empuje de la reconstrucción de la posguerra.

Las tecnologías del concreto presforzado (que habíamos aprendido sobre todo de Francia, país de origen del presfuerzo) se prestaban muy bien para construir el gran número de puentes que eran necesarios: para decirlo en pocas palabras, eran más económicos que las estructuras de acero, sobre todo cuando se aprovechan también las tecnologías de la prefabricación, que se habían

comenzado a desarrollar en Italia en la preguerra. En segundo lugar, había la confianza (después desmentida, en parte también debido a la contaminación atmosférica) de que el concreto era un material eterno, y por eso era capaz de impedir la corrosión del acero de refuerzo y presfuerzo de su interior. En tercer lugar, el considerar que la vida útil de las obras de infraestructura era de 60 a 70 años parecía razonable y compatible con las necesidades económicas de la época. Por último, hay que mencionar el tamaño de las cargas del tráfico que se consideraban en el proyecto. Quizás por la cercanía del periodo de la guerra, se tomaba como referencia el peso de los vehículos militares (los tanques), que daban lugar a cargas muy similares a las que se toman en las normas actuales. La situación anterior continuó hasta los ochenta y noventa, cuando se encontró que eran más convenientes las estructuras en acero; pero para entonces la mayoría de las obras de infraestructura que eran necesarias ya habían sido ejecutadas. ¿Cuál es el resultado actual de la situación antes mencionada? La mayoría de los puentes que existen hoy en día en Italia están construidos con una tecnología estructural uniforme (la del concreto presforzado), con capacidades teóricas todavía adecuadas para soportar el tráfico actual, pero que han sido afectados por el efecto de la degradación (sobre todo por la corrosión del acero de refuerzo y del presfuerzo). En todo caso, se está progresivamente llegando al final de su vida útil prevista en el proyecto original. Tenemos entonces que concluir que la catástrofe de Génova y algunos otros colapsos recientes, menos conocidos pero de características

WIKIPEDIA.ORG, SALVATORE1991

El siguiente es un artículo publicado en un diario italiano al día siguiente del colapso del puente Morandi. El autor reflexiona sobre las estructuras que existen hoy en día en Italia, construidas con concreto presforzado, con capacidades teóricas adecuadas para soportar el tráfico actual pero que han sido afectadas por el efecto de la degradación y, en todo caso, están progresivamente llegando al final de su vida útil prevista en el proyecto original.

El puente Morandi en Génova, Italia.

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FREYSSINET

La punta del iceberg

Colapso del puente Tepalcates por corrosión del acero de refuerzo.

similares, deben ser considerados como la punta del iceberg; el problema no se concluirá, por tanto, con el rito liberatorio de una emoción colectiva y el descubrimiento del “culpable”.

Como viejo ingeniero que soy, no me animo a fomentar el pesimismo, pero tampoco a una estéril reclamación por la responsabilidad política, generalizada o individual; es mejor pensar en medidas que pueden realizarse de manera concreta. Dada la enormidad del problema, es necesario echar a andar estrategias graduales. En primer lugar, un diagnóstico de las obras en su estado actual; para eso hay que notar que la disminución de la resistencia estática se debe frecuentemente a la corrosión interna, es decir, a un fenómeno escondido. De hecho, aun cuando se tengan pocas muestras, se puede decir si hay o no una corrosión activa, pero no podemos decir con certeza si el peligro es tal que haya que clausurar la vialidad.

Por suerte, la corrosión rara vez llega a ser grave simultáneamente en todos los elementos estructurales.

El primer diagnóstico debe ser, por tanto, para descubrir las tipologías estructurales “frágiles” (esto es, aquellas en las que basta la falla de un solo elemento para llevar al colapso de la estructura, como el viaducto Morandi), y distinguirlas de aquellas en las que la falla se queda como local y por tanto es una señal de que hay que inte-

La punta del iceberg

Comentarios sobre México En México existe el programa de inspección de puentes Sipumex. Mucho se ha hablado respecto a la necesidad de modernizarlo para tomar en cuenta en las inspecciones anuales las experiencias de colapsos que se han dado en el mundo y en México: el viaducto Morandi, el puente Tepalcates en Colima, los 200 puentes de Guerrero afectados por huracán, los puentes dañados o colapsados luego del sismo de septiembre de 2017, los puentes dañados recientemente en Sinaloa… y así podríamos irnos años atrás en la historia de los puentes colapsados en México.

Como lo señala Vitiello, con mucha razón, México tiene que hacer urgentemente una lista de puentes con las características descritas, aquéllos susceptibles de falla en sus elementos principales por corrosión, o los estructurados con elementos cuya falla pueda provocar un colapso general, como fue el caso del viaducto Morandi, que dependía de la

estabilidad de un solo tirante de concreto presforzado y que teóricamente se hallaba en mantenimiento y estaba siendo operado por un concesionario con dicha responsabilidad.

Hay buenos ejemplos de lo dicho. En el año del colapso del puente Tonalá, la SCT programó de emergencia la inspección de 13 puentes con las mismas características, para evitar colapsos futuros.

Creo que la SCT debe lanzar una campaña de inspección detallada de puentes con riesgos similares al viaducto Morandi: puentes colgantes cuya estabilidad depende del cable principal, puentes que dependen de uno varios elementos estructurales sujetos a la corrosión.

Lo comentamos recientemente en la Semana de Ingeniería de la FES Acatlán de la UNAM. Sólo nos queda actuar y que se asignen recursos a todas estas tareas, de la forma en que Italia y otros países lo están haciendo, como emergencia nacional.

VSIZNEIAS.COM

Puente colapsado en Los Cabos, Baja California.

rrumpir el tráfico. En el primer caso es urgente intervenir de inmediato. Ejemplos de estructuras frágiles son las trabes de apoyo tipo silla de montar (ménsula tipo Gerber; ya ha habido colapsos frágiles en México) y los sistemas de piso, a base de unas pocas trabes contiguas y poco conectadas entre sí. Son todos aspectos que los ingenieros pueden reconocer fácilmente; otros requieren más atención. Por ejemplo: si en el puente Morandi fallan de improviso (por corrosión) sólo algunos tirantes en un lado de la antena de una pila, la “antena” (poste central

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LUIS ROJAS

o pilón) se queda repentinamente desbalanceada, se rompe por flexión y lleva consigo la falla de gran parte de todo el sistema de piso.

Sería por tanto muy útil y poco costoso si todos los responsables de la operación de puentes ordenaran (quizás por disposición oficial) un censo de las obras que están en riesgo de fallas súbitas. En esos puentes se podría seguir con revisiones más a fondo (y más costosas, pero más económicas que un colapso) o programar obras de remediación.

Habría que quitarle crédito a que cualquier monitoreo descubra todo y a tiempo. Es con frecuencia una coartada para quitar responsabilidad a quienes deberían ejecutar obras duraderas (por lo menos tanto como las de la posguerra), o peor, se quedan tranquilos con sólo estudios, asesorías y proyectos preliminares, como sucede cada vez con mayor frecuencia en los años recientes, y lamentablemente no sólo por parte de las oficinas públicas. ¿Podrán los eventos trágicos recientes revertir esa tendencia? En Italia (ahora seguramente más que en la posguerra) existen los especialistas y las empresas capacitados, que ahora son necesarios para esa tarea Traducción de Roberto Meli

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INGENIERÍA ESTRUCTURAL

Modelado de puentes por elemento finito El gran desarrollo que han tenido en las últimas décadas los sistemas de cómputo ha hecho del método del elemento finito una herramienta fundamental para la ingeniería de puentes. Este método permite evaluar la respuesta que tendrá un puente bajo una amplia gama de cargas aplicadas a él. Los resultados de estos análisis proporcionarán al ingeniero diseñador información necesaria para tomar decisiones y realizar modificaciones al proyecto para garantizar el buen desempeño del puente bajo cargas accidentales y de servicio.

ALBERTO PATRÓN SOLARES Doctor en Ingeniería con especialidad en estructuras.

Ha trabajado en el diseño y supervisión de la construcción de puentes.

Director general y socio fundador de la empresa Consultora Mexicana de Ingeniería, S.A. de C.V.

Este artículo está dividido en tres partes: en la primera se presentan los principios generales del cálculo por elementos finitos y la estructura general de los programas de cálculo por el método del elemento finito (MEF); en la segunda se ofrecen los principios generales de la aplicación de esta técnica para el diseño de puentes; por último se exponen, a manera de conclusión, algunas recomendaciones generales para su uso.

El método del elemento finito El MEF fue creado en el decenio de 1960 en el contexto de la ingeniería aeronáutica, y fue a partir de la mitad de los setenta que comenzó a utilizarse en ingeniería civil.

Existen dos interpretaciones del MEF: • Matemática: División de un continuo en subdominios simples, y aproximación numérica de la solución para cada subdominio por medio de una discretización de Ritz-Galerkin.

• Física: Descomposición de un sistema estructural complejo en componentes simples y reconstitu-

Figura 1. Ejemplo de ensamble de un sistema complejo a partir de componentes simples.

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ción de este sistema por medio de un proceso de ensamble.

En las primeras aplicaciones en el área de estructuras, este tipo de cálculos estaba reservado a estructuras excepcionales. En años recientes, por un lado gracias al desarrollo y abaratamiento de los equipos de cómputo, y por otro debido a la mejora en los algoritmos de cálculo, el uso del MEF se ha democratizado.

El MEF es una técnica pluridisciplinaria en la que intervienen diferentes áreas de conocimiento, como la mecánica de estructuras, las técnicas de análisis numérico y la informática aplicada. La filosofía principal de este tipo de cálculos consiste en los siguientes pasos: 1. Idealización de un problema físico 2. Modelado matemático de dicho problema 3. Elaboración de un modelo discreto 4. Solución numérica del problema discreto Es importante señalar que existen errores asociados a cada una de estas etapas; los resultados proporcionados por los cálculos del MEF son aproximados, y el error asociado a ellos dependerá de las técnicas numéricas usadas y de la experiencia del ingeniero que realiza dichos cálculos.

Existe una gran variedad de programas de cálculo por elementos finitos que se adaptan a problemáticas particulares. En general, todos los programas se estructuran de la siguiente manera: • Preprocesador. Este módulo permite la definición de la geometría y características de la estructura.

• Módulo de cálculo. Con base en la definición de la estructura, este módulo realiza su discretización en elementos finitos, cuyo tipo dependerá del tipo de

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Modelado de puentes por elemento finito

cálculo a realizar. De igual forma, este módulo procede al ensamble de las matrices generales de rigidez (en el caso de cálculos elásticos) y cargas. También se realiza una renumeración interna de los nudos de la estructura (idealizada) con el fin de optimizar el tiempo de cálculo numérico. Posteriormente se efectúa la introducción de las condiciones de frontera.

Por último, se lleva a cabo la resolución del sistema de ecuaciones del problema.

• Posprocesador. Con los resultados de los cálculos precedentes (principalmente desplazamientos de los nudos del modelo), este módulo se encarga de hacer la representación de los resultados solicitados por el ingeniero, que pueden ser gráficas mostrando esfuerzos o elementos mecánicos en vigas, deformaciones de la estructura, tablas con resultados, etcétera.

En la figura 4 se ilustra la estructura general de un programa de cálculo por elementos finitos. Algunos de los programas modernos incorporan herramientas CAD para la definición de la geometría de la estructura; existen también los que se acoplan con módulos de diseño estructural. Es importante señalar que los usuarios de dichos programas tienen que comprender las teorías, consideraciones y limitaciones del MEF, así como la precisión de los sistemas de cómputo utilizados.

Un aspecto fundamental del MEF es la selección del tipo de elemento a utilizar. El elemento seleccionado dependerá del tipo de cálculo y los resultados buscados.

Los elementos más comunes son: barra, viga, triángulo, rectángulo, membrana, placa, cascarón, tetraedro y hexaedro. En la tabla 1 se ilustran estos elementos y su campo de aplicación.

Mecánica de estructuras

Método de elementos finitos Análisis numérico

Informática aplicada

Figura 2. Carácter pluridisciplinario del MEF. Idealización Problema físico

Modelado de puentes por el MEF Los puentes, como todas las estructuras de ingeniería civil, están sometidos a cargas tales como peso propio, cargas vivas (vehículos y peatones pasando sobre él), cargas símicas, cargas de viento, etc. El diseño de tales estructuras requiere la evaluación de las solicitaciones (fuerzas y esfuerzos) que las diversas cargas inducirán en la estructura y los elementos que la componen. El MEF es una herramienta muy poderosa que permite la evaluación de dichas solicitaciones.

Tipos de modelización Los modelos del MEF para el diseño y evaluación estructural de puentes pueden dividirse en tres tipos: global, local y semilocal.

El modelo global pretende representar la respuesta global de la estructura ante las solicitaciones de diseño. En el caso de los puentes, al tratarse por lo general de estructuras con configuración relativamente simple (formados por columnas verticales y tablero horizontal, contenidos en un plano), este tipo de modelo está constituido por elementos tipo viga tridimensional. Los principales resultados obtenidos serán fuerzas y momentos en los diferentes elementos que componen la estructura. Al representar la totalidad de la estructura, este tipo de modelo será resultado de un compromiso entre el número de elementos del modelo, el tiempo de cálculo y la calidad de los resultados esperados. Por ejemplo, si se discretiza la estructura en un número demasiado grande de elementos, el tiempo de cálculo de la respuesta de la estructura a las cargas de diseño y la cantidad de resultados serán demasiado grandes.

Por otro lado, si la discretización de la estructura se hace con muy pocos elementos, los errores asociados al MEF serán demasiado importantes y la calidad de los resultados obtenidos resultará inadecuada.

El modelo local se utiliza para evaluar el comportamiento particular de algunos elementos estructurales bajo la acción de solicitaciones específicas, por ejemplo, estudio de concentraciones de esfuerzos en zonas de apoyos o conexiones entre elementos, distribución de esfuerzos locales en losas de rodamiento, etc. Generalmente, para este tipo de modelo se utilizan elementos tipo placa, cascarón, tetraedro o hexaedro; los resultados obtenidos de estos cálculos serán valores de esfuerzos en las diferentes zonas del modelo, los que serán comparados con los resistidos por los materiales. En general, las cargas que se aplican a estos

Discretización Modelo matemático

Solución numérica Modelo discreto

Solución discreta

Error de solución Error de solución + discretización Error de solución + discretización + modelación Figura 3. Metodología general del cálculo por elementos finitos.

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Modelado de puentes por elemento finito

Preprocesador Formación de tablas de cálculo - Geometría - Tipos de elementos - Grados de libertad - Conectividad

Modelo de cálculo

Renumeración (optimación del ancho de banda)

Sistema a resolver [K]{q} = {F}

Modificación del sist. de ecuaciones (condiciones límite)

Ensamble [K] y {F} Ciclo sobre elementos Matrices de rigidez de los elementos Vector elemental de cargas

Solución del sistema de ecuaciones Desplazamiento de los nudos

Biblioteca de elementos

Cálculo de esfuerzos Posprocesador

Figura 4. Estructura típica de un programa de cálculo por elementos finitos.

Tabla 1. Principales tipos de elementos finitos Elemento Barra Viga

Características Trabajo en tensión/ compresión

Modelado de armaduras, tirantes, etc.

Trabajo en flexión

Modelado de vigas columnas, pilotes, etc.

Espesor delgado Sin rigidez a flexión

Modelado de estructuras inflables y cilindros de pared delgada

Trabajo en flexión

Modelado de losas, patines y almas de vigas

Superficie curva Trabajo en flexión Trabajo en su plano

Estructuras en 3D, cilíndricas y esféricas

Esfuerzos planos

Modelado de suelos, elementos masivos en 2D

Campo de esfuerzos constantes en 3D

Modelado de estructuras masivas en 3D, suelo, roca, elementos de transición

Membrana

Placa

Cascarón

Campo de aplicación

Triángulo y rectángulo a deformación plana

Tetraedro

Hexaedro

Resorte

34

Campo de esfuerzos constantes en 3D Rigidez puntual en un nudo

Modelado de estructuras masivas en 3D, suelo, roca

Modelado de apoyos, interacción suelo/estructura

modelos provienen de los resultados de un modelo de análisis global.

El modelo semilocal es una combinación de los dos tipos anteriores, y se puede definir como un modelo local “corregido”, pues el modelo local se conecta al global.

Esto permite una mejor representación de las condiciones de frontera de los elementos del modelo local y conocer la respuesta del modelo local y su interacción con el resto de la estructura. Este tipo de modelo representa un buen compromiso entre el tiempo de cálculo y la calidad de los resultados obtenidos.

Proceso de modelización El proceso de modelado de puentes por el MEF puede desarrollarse en las nueve etapas que se detallan en los apartados siguientes.

Geométrica de la estructura A partir de la experiencia del ingeniero, y con un prediseño de la estructura, se definen las dimensiones generales que tendrá ésta, las cuales serán representadas en el modelo. Las principales características que se requieren serán: longitud de los diferentes elementos, espesores, áreas, momentos de inercia, etc. Como se mencionó arriba, los programas modernos de cálculo permiten definir fácilmente la geometría de los diferentes elementos constitutivos de la estructura por medio de rutinas CAD.

uuLos puentes están sometidos a cargas tales como peso propio, cargas vivas, cargas símicas, cargas de viento, etc. Su diseño requiere la evaluación de las solicitaciones que las diversas cargas inducirán en la estructura y los elementos que la componen. El MEF es una herramienta que permite la evaluación de dichas solicitaciones.

Definición de los materiales De igual manera, con base en la experiencia del diseñador, se procede a definir las características mecánicas de los materiales constitutivos de la estructura. Estas características son: densidad, masa, módulo elástico, resistencia última, etc. La mayoría de los programas de cálculo cuentan con una gran biblioteca de características de materiales, que se define por medio del prepocesador.

Selección del tipo de elementos Esta etapa es particularmente importante, pues el tipo y calidad de los resultados dependerá del tipo de elementos seleccionados. Como ya se mencionó, las características del elemento por seleccionar dependerán del tipo de modelo a elaborar (global, local o semiglobal) y del problema por estudiar.

Definición del mallado En esta etapa se divide la estructura en pequeños elementos (elementos finitos) para su estudio. Esta discre-

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Modelado de puentes por elemento finito

tización dependerá del tipo de cálculo que se realizará y de la precisión de los resultados buscados. Por ejemplo, una columna de un puente puede modelarse adecuadamente para un cálculo de carga estática por medio de un solo elemento tipo viga. Sin embargo, para el cálculo dinámico de la respuesta sísmica, esta modelación puede ser inadecuada, pues es necesario representar apropiadamente la distribución de masas a lo largo de la columna, y resulta necesario discretizarla en un mayor número de elementos.

El mallado debe representar correctamente todos los cambios en la geometría de la estructura y la interacción de los diferentes elementos que la componen.

Por ejemplo, en las zonas de apoyos de los puentes, el tablero puede estar simplemente apoyado en las columnas transmitiendo sólo cargas verticales, lo que implica una modelación detallada de esta zona por medio de articulaciones locales.

Los programas modernos de cálculo permiten generar fácilmente mallados de elementos. Un error muy común de los ingenieros principiantes es generar un número excesivo de elementos, lo que origina tiempos de cálculo prohibitivos.

Definición de condiciones de frontera En esta fase se definen las condiciones límite del modelo, como son las condiciones de apoyo del puente.

De manera general, las columnas se consideran empotradas en la cimentación, y el apoyo del tablero en los estribos ubicados al inicio y al final del puente se representa por medio de articulaciones en las vigas que modelizan el tablero. En algunos casos en los que se considera relevante el comportamiento del suelo, la interacción suelo/estructura se representa mediante la introducción de resortes que simbolizan el suelo. Estos resortes pueden ser generales (representando toda la cimentación) o locales (representando la interacción del suelo alrededor de un elemento, por ejemplo pilotes de cimentación). Los valores para las rigideces que representarán dichos resortes deberán provenir de los estudios geotécnicos realizados para el sitio del puente, o bien de la bibliografía técnica.

uuUn aspecto muy importante es la verificación de los resultados. A pesar de tratarse de cálculos muy complejos, la mayoría de los resultados obtenidos pueden ser verificados aproximadamente de forma manual. El empleo adecuado del método del elemento finito ha permitido el diseño de estructuras cada vez más complejas y con una confiabilidad muy elevada.

Definición de cargas En esta etapa se definen las cargas que se aplicarán a la estructura, que pueden ser peso propio, cargas vivas, sismo, viento, etc. De igual manera, se definen las combinaciones de carga que se utilizarán para la verificación estructural y el diseño de los diferentes elementos que constituyen el puente.

Figura 5. Modelo general de un puente en construcción.

Figura 6. Modelo detallado de EF de un anclaje en el tablero de un puente atirantado.

Definición de fases de construcción A diferencia de otras estructuras, en el caso de los puentes las fases de su construcción tienen una gran influencia en las solicitaciones que se generarán en los diferentes elementos que la componen. El comportamiento estructural de un puente cambia a medida que la construcción de la estructura avanza. Por ejemplo, en el caso de un puente continuo, las columnas se construyen primeramente de forma isostática, luego se instalan los elementos del tablero por fases y se realiza la continuidad de éste. Aquí se tienen tres tipos de comportamiento estructural diferentes: a. Construcción de columnas: estructura isostática b. Construcción de tablero: estructura isostática e hiperestática c. Cargas vivas y accidentales (sismo, viento): estructura hiperestática En consecuencia, las solicitaciones finales y durante la fase de construcción de los diferentes elementos de un puente provendrán de la suma de las solicitaciones de cada fase constructiva, pudiendo corresponder

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Modelado de puentes por elemento finito

Figura 7. Modelo semiglobal para verificación de una “piña” de conexión de un puente a base de tridilosa.

b. Que las deformaciones y solicitaciones del tablero u otros elementos se puedan verificar manualmente por medio de fórmulas analíticas para vigas simples con diferentes condiciones de apoyo. c. En el caso de cálculos sísmicos dinámicos, se puede calcular la suma total de las masas del puente y compararla con la suma de las masas modales del cálculo realizado. De igual manera se pueden comparar las frecuencias de los primeros modos de vibrar del puente con los proporcionados por fórmulas aproximadas existentes en la bibliografía.

Asimismo, es posible verificar visualmente la validez de las deformadas modales obtenidas.

Con los resultados obtenidos a partir del modelo previamente validado, se procederá al diseño y verificación de los diferentes elementos que componen la estructura.

Resortes

Figura 8. Ejemplo de modelo de EF de una pila de puentes con interacción suelo/estructura.

cada fase a un cálculo numérico de una estructura diferente. Algunos programas de cálculo permiten tomar en cuenta la evolución de la estructura y acumulan los resultados de los diferentes cálculos para la etapa seleccionada. Otros programas no cuentan con esta facilidad, y el ingeniero deberá realizar la suma de las diferentes solicitaciones (a partir de cálculos con diferentes modelos) por medio de hojas de cálculo o algún otro medio.

Realización del cálculo En esta etapa se hace el cálculo de la respuesta de la estructura. Aquí se realiza el ensamble de las matrices de rigidez, masa y vectores de carga de la estructura, y se procede a la solución numérica del sistema. Los resultados obtenidos serán en la forma de desplazamientos de los nudos, elementos mecánicos y esfuerzos en los diferentes elementos, para cada caso de carga definido.

Verificación de resultados Esta es quizás una de las etapas más importantes del proceso de modelado por el MEF, y es muy comúnmente omitida por ingenieros no experimentados. En esta fase se verifica la validez de los cálculos realizados. Se debe verificar, por ejemplo: a. Que la suma de las reacciones verticales obtenidas en los nudos extremos del puente (base de columnas y apoyos extremos) para la condición de cargas permanentes corresponda con el peso total de la estructura, que puede ser fácilmente calculado de forma manual.

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Tipos de cálculos El MEF permite calcular la respuesta de las estructuras de los puentes ante una gran variedad de solicitaciones que rigen su diseño, y puede dividirse de la siguiente manera: • Cálculos estáticos: peso propio, cargas vivas, efectos térmicos, fases de construcción, efectos del presfuerzo, cálculos dinámicos, cálculos sísmicos, cálculos eólicos.

• Efectos diferidos: efectos diferidos del concreto (flujo plástico y contracción por fraguado) y relajación de esfuerzos en cables de presfuerzo.

Conclusiones Se presentó de manera general el método del elemento finto y su aplicación particular al caso de los puentes. El avance en el desarrollo de los métodos de cálculo y los sistemas informáticos ha permitido la democratización de esta técnica. El MEF es un método aproximado para el estudio de la respuesta de estructuras; es importante que los ingenieros que emplean los programas informáticos de cálculo por el MEF conozcan sus principios básicos, así como sus límites de aplicación. El conocimiento de estos métodos permitirá desarrollar modelos adecuados que minimicen los errores asociados a esta técnica.

Un aspecto muy importante es la verificación de los resultados. A pesar de tratarse de cálculos muy complejos, la mayoría de los resultados obtenidos pueden ser verificados aproximadamente de forma manual. El empleo adecuado del método del elemento finito ha permitido el diseño de estructuras cada vez más complejas y con una confiabilidad muy elevada

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MEDIO AMBIENTE

La gestión de los residuos, un tema que atañe a los ingenieros civiles Ante la problemática generada por el mal manejo de los residuos, es necesario resaltar la importancia de la participación de los ingenieros de manera interdisciplinaria en este tema, para así contar con soluciones sustentables en lo técnico, económico y social desde la planeación hasta la etapa operativa. Para cumplir este objetivo, se requiere revisar aspectos relacionados con la formación y con el ejercicio de la profesión en este campo.

ALFONSO CHÁVEZ VASAVILBASO Ingeniero civil.

Consultor en gestión de residuos.

JORGE SÁNCHEZ GÓMEZ Ingeniero civil y maestro en Ingeniería sanitaria y ambiental.

FIDEL CORTÉS CABALLAR Perito certificado en Medio ambiente por el CICM. KARLA PATRICIA ALAVEZ LYNN Ingeniera civil con especialidad en Ingeniería sanitaria.

LAURA DANIELA CERVANTES SANDOVAL Ingeniera civil con especialidad en Ingeniería sanitaria.

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La Ley General de Prevención y Gestión Integral de los Residuos (LGPGIR) define a los residuos como aquellos materiales o productos cuyo propietario o poseedor desecha y que se encuentran en estado sólido o semisólido, líquido o gaseoso y que se contienen en recipientes o depósitos; son susceptibles de ser valorizados o requieren sujetarse a tratamiento o eliminación final conforme a lo dispuesto en dicha ley y demás ordenamientos aplicables.

Según el Informe de la situación del medio ambiente en México (Semarnat, 2015), en el año 2012 la producción mundial de residuos sólidos urbanos (RSU) se estimó en 1,300 millones de toneladas por día; se calcula que para 2025 se alcancen los 2,200 millones (Hoornweg y Bhada-Tata, 2012). También señala que la generación de estos residuos en nuestro país para 2015 alcanzó más de 53 millones de toneladas al año, que en términos unitarios corresponde a 1.2 kg/hab/día.

Es indudable que las tasas de generación de los residuos se incrementan con el tiempo, lo cual se debe a múltiples factores; los más significativos son el crecimiento del producto interno bruto (PIB) y el cambio en los patrones de consumo.

Como puede observarse en la figura 1, el incremento de la generación de residuos va de la mano con el gasto de consumo y el crecimiento del PIB, es decir, a mayores niveles de consumo se produce un mayor volumen de residuos. En el caso de México, en el periodo comprendido entre 2003 y 2015 el PIB y la generación de residuos crecieron prácticamente a la misma tasa (alrededor de 2.77% anual).

Lo anterior refleja una sociedad que ha sobrevalorado la acumulación material, es decir, privilegia el poseer más de lo que necesita para vivir y disfrutar, condición que nos ha convertido en generadores de basura de tiempo completo.

Los municipios: responsables de la gestión El manejo de los residuos sólidos en México está definido por un conjunto de acciones que integran el llamado “ciclo de los residuos sólidos”, que van desde su almacenamiento hasta su eliminación final.

Este ciclo, como se muestra en la figura 2, incluye todas las tareas requeridas, dependiendo de la complejidad de los servicios implícitos, para asegurar que los residuos generados por una determinada población no atenten contra la calidad de vida de sus habitantes.

Debe reconocerse que en los últimos años se han logrado importantes avances en la gestión de los residuos; sin embargo, la mayor parte de ellos son eventos aislados, resultado del esfuerzo de agrupaciones e instituciones públicas y privadas comprometidas con la sociedad y el entorno.

En la mayoría de las localidades, el manejo de los residuos se hace en forma desordenada, sin compromiso social y atentando contra la salud pública, y se deja de lado la importancia de las actividades de barrido, recolección, transferencia, tratamiento y eliminación final.

Barrido En esta actividad se incorporan todas las tareas asociadas al aseo de vialidades, parques, jardines, lugares

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Generación de RSU (millones de toneladas)

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Gasto del consumo final privado y PIB (billones de pesos a precios constantes de 2008)

La gestión de los residuos, un tema que atañe a los ingenieros civiles

Año

Gasto final privado PIB Generación de residuos

Fuentes: Sedesol, 2013; Inegi, 2015; PR, 2015.

Figura 1. Generación de RSU, PIB y gasto del consumo final privado en México, 2003-2015.

recreativos, sitios y plazas públicas. El barrido es el componente menos desarrollado de los servicios de aseo urbano, el que tiene mayores carencias y el de niveles de eficiencia más bajos, con costos operacionales muy elevados.

Por otro lado, el barrido mecánico tiene costos de operación menores que el barrido manual, pero implica desplazamiento de mano de obra y grandes inversiones iniciales, ya que las barredoras son equipos muy especializados y, en ciertos casos, de importación.

de mayor capacidad para ser transportados a la instalación de procesamiento o a los sitios de eliminación final; su objetivo está orientado a disminuir los costos operacionales.

Los sitios de transferencia son instalaciones fundamentales para el manejo sustentable de los residuos sólidos en muchas localidades urbanas, debido tanto al crecimiento de la población como al continuo alejamiento de los sitios de eliminación final; sin embargo, son pocos los municipios que cuentan con esta infraestructura.

Recolección La finalidad básica de la recolección de los residuos sólidos es preservar la salud de la población, lo cual se traduce en localidades limpias y aseadas. El deficiente servicio de recolección promueve la presencia y proliferación de vectores que transmiten enfermedades infectocontagiosas, como moscas, cucarachas y roedores, entre otros. Las características de los RSU hacen prácticamente obligatorio utilizar vehículos con sistemas de compactación para hacer eficiente la carga, facilitar su desalojo en las estaciones de transferencia o en los sitios de eliminación final y reducir los costos de operación.

El parque vehicular de recolección en el país está compuesto de vehículos en muy mal estado que ya han cumplido con su vida útil, carentes de programas de mantenimiento preventivo y sin las características técnicas para realizar un servicio tan especializado.

El servicio de recolección de los residuos representa entre 70 y 80% del costo total de su manejo, de ahí la importancia de mejorar la eficiencia y la calidad de esta actividad.

Tratamiento Los procesos de tratamiento tienen por objeto disminuir la cantidad de residuos que se desechan en los rellenos sanitarios y promover su valorización.

Las tecnologías que podrían emplearse son muy diversas; sin embargo, en nuestro país sólo se han utilizado el composteo (fracción orgánica) y la segregación de ciertos subproductos, que por lo regular son canalizados a centros informales para después comercializarlos con grandes empresas y llevar a cabo su reciclaje.

La oferta tecnológica que se ha pretendido introducir a nuestro país en este rubro está llena de fracasos –por ejemplo la incineración, la gasificación y la pirólisis–.

Las razones de tal situación se vinculan con decisiones sin sustento técnico y económico suficiente, con el mal funcionamiento debido al ingreso de residuos con características distintas a las consideradas en el diseño y con costos operacionales que rebasan la capacidad de pago de la población o del municipio, entre otros.

Transferencia El propósito de los sistemas de transferencia es transvasar los residuos de los vehículos recolectores a otros

Eliminación final En cuanto a la eliminación final, a pesar de que prevalece en México la existencia de tiraderos a cielo abierto y

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La gestión de los residuos, un tema que atañe a los ingenieros civiles

VA

Valorización

R

Recolección

PB

Producción de bienes

T

Transferencia

G

Generación

S

Segregación

AL

Almacenamiento

DF

Disposición final

PB

G AL

VA

DF S T

R

Figura 2. El ciclo de los residuos sólidos.

vertederos sin control, el objetivo es contar con rellenos sanitarios bien diseñados y correctamente operados conforme a la normatividad vigente. No obstante, el rezago en este tipo de infraestructura es preocupante, ya que el porcentaje de localidades que poseen tal tipo de instalaciones es mínimo (no más de 45 rellenos sanitarios en todo el país).

Cabe señalar que también se registran casos relevantes de rellenos sanitarios o sitios de disposición final abandonados, sin programas adecuados de saneamiento.

De manera general, en escala nacional sólo se recolecta el 85% de los residuos generados y se separa y aprovecha menos del 5 por ciento.

Por otro lado, también se perciben ineficiencias en temas administrativos y de gestión para el desarrollo del sector de los residuos en México, como las siguientes: • Hay incapacidad de los municipios para alcanzar la sostenibilidad financiera de los servicios.

• La recolección de los residuos es una actividad costosa.

• Los porcentajes absolutos de reciclaje siguen quedando por debajo de lo esperado.

• El aprovechamiento energético de los residuos es mínimo.

• Hay grandes vacíos y asimetrías en las relaciones entre la autoridades municipales, la población y los operadores.

• La industria manufacturera de bienes de consumo no está involucrada en el manejo sustentable de sus empaques, envases y embalajes.

• No existen programas específicos de participación ciudadana.

• El costo del servicio no se internaliza; los municipios no asignan el presupuesto adecuado y no se aplican tarifas a los usuarios.

• Existe una gran desvinculación con el sector académico.

• En muchos casos se emplean tecnologías obsoletas y sin fundamento técnico.

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Hacia una gestión sustentable con la participación de la ingeniería El contexto anterior sin duda configura un gran desafío para la sostenibilidad económica, ambiental y social del aseo urbano. La respuesta está en el fomento de la minimización y valorización de los residuos, la reversión del cambio climático, la promoción de mercados de carbono (potencialmente importantes después del Acuerdo de París de la COP 21, celebrada en diciembre de 2015), la creación de organismos operadores para la administración de los servicios, el establecimiento de sistemas y mecanismos tarifarios acordes con la realidad económica de la población, la intervención del gobierno federal en la verificación del cumplimiento de los ordenamientos normativos, así como el papel de los gobiernos estatales en la planificación y regulación de los servicios.

Pero no es un asunto sólo de la autoridad; la población debe contribuir de manera responsable con prácticas para reducir la generación, para separar en sus casas y pagar el servicio. Aunque algunas leyes, como la de la Ciudad de México, establecen que el servicio es gratuito, la realidad es que de manera informal los usuarios pagan a los recolectores a través de las propinas; con ello se fomenta la corrupción y la ineficiencia.

uuEs de suma importancia que las empresas y el sector público dedicados a la gestión de los residuos en todas sus etapas promuevan una vinculación con los alumnos de licenciatura y posgrado, con el fin de tener una retroalimentación y conseguir el interés de los estudiantes de ingeniería civil en la problemática de las ciudades respecto a los residuos sólidos urbanos. La UNAM, en este sentido, ya cuenta con interesantes experiencias al respecto.

Tanto las obras que resuelven los problemas ambientales y de salud pública como aquellas que demandan los servicios, junto con el resto de las obras civiles, constituyen la infraestructura que es la verdadera cimentación del progreso para las sociedades. Su proyecto, construcción y mantenimiento deben obedecer a un plan de largo plazo, ordenado y flexible, elaborado por ingenieros.

La tarea incluye formular un cambio de paradigmas en el esquema actual, dar soluciones sustentables a los problemas de gestión de residuos, usar el ingenio para modificar las limitaciones del entorno, transformar los residuos en materia y energía aprovechables; la participación del ingeniero debe invertirse de modo que la base de la pirámide sea la prevención, y el vértice, la eliminación de tan sólo lo no aprovechable. No dejemos que la improvisación sustituya a la ingeniería; el tema es prioritario tanto para gobiernos como para la población.

Los ingenieros inconformes con las limitaciones debemos estar presentes, con sentido de ética, planeación y sustentabilidad, antes de que la basura nos rebase.

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La gestión de los residuos, un tema que atañe a los ingenieros civiles

El gran reto es contar con una política integral de desarrollo respecto a los servicios públicos, donde la ingeniería sea la médula para la evolución y creación de infraestructura. Para ello, es necesaria la intervención de profesionistas altamente capacitados; urge una reforma de los planes de estudio para dar más espacio a la ingeniería civil, sanitaria y ambiental, al estudio de la planeación estratégica y a la gerencia de proyectos, sin dejar atrás las ciencias sociales, a través de las cuales el estudiante de ingeniería desarrolla su capacidad de análisis y compromiso con la sociedad y el entorno.

uuLa tarea incluye formular un cambio de paradigmas en el esquema actual, dar soluciones sustentables a los problemas de gestión de residuos, usar el ingenio para modificar las limitaciones del entorno, transformar los residuos en materia y energía aprovechables; la participación del ingeniero debe invertirse de modo que la base de la pirámide sea la prevención, y el vértice, la eliminación de tan sólo lo no aprovechable.

Los antiguos programas de educación superior no incluían asignaturas de RSU, y los que sí lo hacían eran parte de los posgrados. En las sociedades técnicas, colegios y asociaciones, así como en foros y congresos enfocados en la ingeniería sanitaria y ambiental, predominaba el tema del agua y el saneamiento, y se dejaban de lado los RSU; esto empezó a cambiar en los decenios de 1980 y 1990, cuando surgió el concepto de ingenieros especializados y ocupados en el control de los residuos y las empresas privadas iniciaron su participación en la gestión de los residuos. Del mismo modo, en instituciones como el IPN y la UNAM se incorporaron materias dedicadas al saneamiento. No obstante debe reconocerse que en los últimos años el interés ha decaído, y ello se traduce en que existen importantes rezagos en el servicio en distintas ciudades del país.

Es necesario revisar los aspectos relacionados con la formación de los ingenieros y con el ejercicio de la profesión en este campo, considerando que en la actualidad, en los centros académicos de ingeniería civil, prácticamente no existen programas de investigación aplicada en residuos sólidos, y sólo un mínimo porcentaje de las materias de licenciatura se dedican a temas ambientales; de ellas, sólo una fracción de los programas se refiere a la gestión de los residuos. Es imperativo que los ingenieros civiles estén realmente capacitados para resolver los problemas en esta materia, problemas en los que está de por medio asimilar el concepto de servicio.

Es de suma importancia que las empresas y el sector público dedicados a la gestión de los residuos en todas sus etapas promuevan una vinculación con los alumnos de licenciatura y posgrado, a fin de tener una retroalimentación y conseguir el interés de los estudiantes de ingeniería civil en la problemática de las ciudades IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 592 noviembre-diciembre de 2018

respecto a los residuos sólidos urbanos. La UNAM, en este sentido, ya cuenta con interesantes experiencias al respecto.

El progreso de un pueblo se mide por el número de ingenieros que tiene, auténticos autores, dirigentes y ejecutores del desarrollo

Referencias Hoornweg, Daniel, y Perinaz Bhada-Tata (2012). What a waste. A global review of solid waste management. Washington: Banco Mundial.

Disponible en: https://siteresources.worldbank.org/INTURBANDE VELOPMENT/Resources/336387-1334852610766/What_a_Was te2012_Final.pdf Instituto Nacional de Estadística y Geografía, Inegi (2015). Sistema de Cuentas Nacionales de México. Banco de Información Económica.

Presidencia de la República, PR. Tercer informe de gobierno 20142015. Anexo estadístico.

Secretaría de Desarrollo Social, Sedesol (2013). Información de la Dirección General de Equipamiento e Infraestructura en Zonas Urbano-Marginadas.

Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, Semarnat (2015).

Informe de la situación del medio ambiente en México. Disponible en: https://apps1.semarnat.gob.mx:445/dgeia/informe15/tema/pdf/ Informe15_completo.pdf ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema?

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GREMIO

La ingeniería civil y las redes sociales Hacia un nuevo horizonte

En el presente texto se exploran algunos de los muchos impactos de la digitalización y las redes sociales en la ingeniería civil, particularmente en relación con los códigos de ética desarrollados por este gremio. El tema se aborda mediante el estudio de cuatro temas específicos: la importancia de la reputación de los ingenieros civiles en redes sociales, el papel de las redes sociales en la difusión de casos de corrupción dentro de la industria de la construcción, la confidencialidad de los proyectos en los que los profesionistas se desenvuelven, y la reacción de la sociedad y los ingenieros ante el sismo del 19 de septiembre de 2017.

Reputación en redes sociales En 2010, una empresa especializada en estudios sobre el mercado laboral en distintas partes del mundo encontró que, por lo menos en Estados Unidos, más del 75% de las oficinas de recursos humanos en diversas compañías observaban los perfiles personales en redes sociales de cada candidato; es decir, hace ocho años ya se ponderaba de manera significativa el comportamiento de los profesionistas a través de medios electrónicos.

Además, este mismo estudio demostró que en Estados Unidos y Reino Unido, sobre todo, los reclutadores rechazaban la postulación de candidatos por razones del contenido digital que encontraban (hasta en 70 y

COLLEGIAN.CSUFRESNO.EDU

ABRAHAM CALDERÓN RODRÍGUEZ Ingeniero civil.

Miembro del equipo de puentes de acero de la FI UNAM en las competencias ASCE 2017 y 2018 en Texas, y ganador del primer lugar en el concurso estudiantil de artículos técnicos de la misma asociación.

Nuestro comportamiento a través de las redes ya forma parte de la percepción que se tiene de nosotros.

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41% de las ocasiones, respectivamente). Quizá el caso que mejor ejemplifica este fenómeno es el acontecido el año pasado en la Universidad de Harvard, cuya oficina de admisiones decidió rescindir la carta de aceptación a diez estudiantes por el contenido discriminatorio que éstos solían compartir a través de sus redes sociales.

Así pues, al parecer nuestro comportamiento a través de estos nuevos medios de comunicación forma parte de la percepción que se tiene de nosotros, y también se nos habrá de juzgar a través de lo establecido en los códigos de ética desarrollados por gremios e instituciones. La Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles (ASCE), por ejemplo, destaca en su canon fundamental número 8 que los ingenieros deberán, en todos los aspectos, medios e instancias donde se desenvuelvan, proporcionar un trato equitativo y justo a todas las personas de su entorno. Por su parte, el Código de Ética del Colegio de Ingenieros Civiles de México (CICM) tiene como su norma de conducta número 8: “Tratar con respeto, justicia y equidad a todas las personas”, sin distinción alguna.

El cumplimiento de estas normas es extensible a profesionistas involucrados en situaciones como las antes planteadas en torno al uso de estas plataformas, con lo que se incentiva un desarrollo profesional íntegro y ético.

Corrupción La corrupción representa una de las principales y más grandes enfermedades de nuestra profesión, en esencia por las sumas millonarias gestionadas en obras civiles.

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La ingeniería civil y las redes sociales

Los ejemplos sobran, pero el caso de la constructora Odebrecht en Brasil tiene un simbolismo político y mediático en la región que, sin lugar a duda, amerita ser analizado.

El caso es una serie de nexos y flujos de dinero entre trabajadores de la empresa constructora y directores de empresas estatales, oficiales de gobierno e incluso presidentes. El mecanismo consistía en sobornar a influyentes funcionarios a cambio de un trato privilegiado durante contrataciones gubernamentales y procesos de licitación. En Colombia, por ejemplo, se ha acreditado que el ex ministro de Transportes recibió alrededor de 6.5 millones de dólares por los servicios mencionados.

En México aún no se han publicado investigaciones al respecto.

Este tema muestra dos características particulares donde la relación entre los códigos de ética y las redes sociales es palpable: la primera es que se denota una clara falta de conocimiento de los códigos éticos más elementales y consecuentemente de su cumplimiento por parte de los profesionistas involucrados en estos actos de corrupción, y la segunda es la participación que las redes sociales tuvieron en la exposición de estos actos, al exhibirlos más rápido y con mayor amplitud en comparación con los medios convencionales.

Los códigos de ética tanto del CICM como de la ASCE exhortan a los profesionistas a rechazar cualquier tipo de soborno, fraude o actos de corrupción, así como a promover la transparencia entre entidades privadas y gubernamentales.

Confidencialidad y privacidad El desarrollo de nuevos esquemas y modelos de comunicación ha contribuido, entre otras cosas, a difundir casos de corrupción e incentivar mejores prácticas de convivencia, como se ha explicado en los casos anteriores. Sin embargo, resulta conveniente reflexionar sobre las limitaciones de estos nuevos modelos; ¿hasta qué punto el constante flujo de información podría ocasionar afectaciones al legítimo patrimonio de terceros, al desarrollo de proyectos ingenieriles o de contenido académico? La duda surge al plantear la validez del contenido compartido en condiciones de confidencialidad o privacidad poco claras. Por ejemplo, la plataforma LinkedIn tiene el objetivo de crear redes laborales basadas en la experiencia de cada usuario, por lo que los proyectos y actividades que éste realice quedarán expuestos al escrutinio público. La relevancia del caso consiste en comprender y diferenciar el tipo de información que puede ser usado con fines personales

La ingeniería civil y las redes sociales

Además, resulta más que importante mencionar que el contenido compartido –fotografías y videos, en su mayoría– no constituía información suficiente para dictaminar la seguridad estructural de algún inmueble.

En ese sentido, el Código del CICM invita, en su norma número 3, a realizar dichas determinaciones “con base en información y datos objetivos”.

Este caso demuestra la fragilidad ética con la que los ingenieros civiles, en ocasiones, pueden actuar, aun cuando la intención primaria sea generar un impacto positivo. Por ello, es importante ver en las normas antes planteadas un auxilio para la resolución de situaciones como la aquí descrita, entendiendo que de la labor del ingeniero civil dependen vidas humanas.

WWW.PEXELS.COM

y aquella que compromete la operación de la institución en la que se labore.

La Junta de Revisiones Éticas de la Asociación Nacional de Ingenieros Profesionales (NSPE) de Estados Unidos discute la solución a este tipo de conflictos a través de casos hipotéticos donde los intereses, tanto laborales como particulares, puedan no ser muy claros.

En ellos se expone la responsabilidad del empleador de establecer normas claras de confidencialidad para sus empleados, así como la de éstos de seguirlas consistentemente.

Es relevante comprender y diferenciar el tipo de información que puede ser usado con fines personales y aquella que compromete la operación de la institución en la que se labore.

La ASCE, por su parte, establece en su canon número 4 que los ingenieros, en ninguna circunstancia, habrán de lucrar utilizando información catalogada como confidencial por empleadores o corporaciones. Por ello, el conocimiento de las normas establecidas por la ASCE y por instituciones privadas permitirá distinguir el contenido expuesto y crear un ambiente benéfico no sólo para el profesionista, sino también para el empleador.

La ingeniería civil y el sismo de 19S A raíz de la emergencia generada por los sismos de septiembre de 2017, diversos gremios y organizaciones realizaron actividades y aportaciones valiosas para estabilizar la situación en el país. De entre todas ellas, y como consecuencia de la demanda de profesionistas generada, surgió una cuenta digital en Twitter conocida como “Revisa mi grieta”, la cual tendría por objetivo principal difundir imágenes de hogares o departamentos con daños, esperando que algún profesionista –ingenieros civiles y arquitectos en especial– proporcionara su opinión y recomendación a través de la misma plataforma.

La iniciativa, de inicio, parecía representar una alternativa confiable ante un sinnúmero de habitantes consternados por la seguridad estructural de sus hogares; sin embargo, desafortunadamente no existían condiciones para validar la confiabilidad de las recomendaciones emitidas por usuarios, algunos de ellos ingenieros civiles, de esta plataforma.

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Conclusiones Los casos planteados permiten observar la complejidad de las situaciones en las que los ingenieros civiles podrían involucrarse como consecuencia del continuo desarrollo de plataformas digitales para fines sociales.

Cada vez con mayor frecuencia estas plataformas exponen las fortalezas y debilidades de nuestra profesión ante la sociedad. Mientras que en algunas ocasiones estas plataformas permitirán difundir actos de corrupción más rápidamente, en otras se expondrán faltas claras a los códigos de ética, como la difusión de información confidencial o de contenido discriminatorio.

Con ello se evidencia que el comportamiento íntegro de profesionistas de la ingeniería civil será logrado únicamente reconociendo los códigos de ética.

Sin embargo, el conocimiento de este tipo de normas no es un objetivo en sí. Tal como lo indica la Institution of Civil Engineers (ICE, asociación británica que agrupa a los ingenieros civiles de esa región), la ética no sólo se trata de identificar malas prácticas, sino de promover un buen comportamiento. Esto último sólo se conseguirá cuando las normas que han sido desarrolladas por las asociaciones y colegios referidos sean comprendidas y posteriormente aplicadas; ese es nuestro deber

Agradecimientos Al asesor del capítulo estudiantil de la Facultad de Ingeniería UNAM, Josué Garduño, por su apoyo; a Carlos Ibarra y Virgilio Domínguez, por haber compartido consejos y recomendaciones para la mejora del artículo y la presentación; y a los profesores de la Facultad de Ingeniería que colaboraron generosamente en este proyecto.

El presente texto pretende resumir el artículo “Is social media a threat?”, ganador del primer lugar en la Student Technical Paper Competition, organizada por la ASCE, que se desarrolló en la Universidad de Texas A&M con la participación de más de 15 universidades de México y Texas.

El equipo que presentó este trabajo, junto con el equipo de puentes de acero (que obtuvo el 5º lugar en su respectiva competencia), representaron al capítulo estudiantil de la Facultad de Ingeniería de la UNAM en la ASCE. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema?

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ALREDEDOR DEL MUNDO

El Puente del Atlántico Para el primer semestre de 2019 se espera culminar la construcción del Puente del Atlántico, de acuerdo con la Autoridad del Canal de Panamá. Debido a su ubicación en la provincia de Colón, a unos pocos kilómetros al norte de los complejos de esclusas de Gatún y Agua Clara, el puente se convertirá en un ícono de entrada a la vía interoceánica por el sector Atlántico.

El Puente del Atlántico es de tipo atirantado, de concreto, con dos carriles por sentido, arco de vano central de 530 metros, pilones de 212.5 metros de altura y un gálibo vertical de 75 metros. Se localiza 3 km al norte de las esclusas de Gatún del Canal de Panamá, cerca de la ciudad de Colón. El vano central de más de medio kilómetro lo convertirá en el puente atirantado de concreto presforzado con el vano central más largo del mundo.

El proyecto del puente vehicular atirantado de concreto y sus accesos tiene una longitud total aproximada de 4,605 m y cuatro carriles, mientras que el solo tramo atirantado mide 1,050 metros. Incluye la conexión de la aproximación oeste del puente con la carretera existente hacia la Costa Abajo de Colón y un puente sobre el río Chagres, aguas abajo del vertedero de Gatún (véase figura 1).

Esta construcción surgió del compromiso de la Autoridad del Canal de Panamá (ACP) de ofrecer un paso permanente en el marco del proyecto de construcción

del tercer juego de esclusas. La ampliación del canal trae consigo cortes en la red vial existente de la llamada ruta Bolívar del país centroamericano, por lo que se volvió necesaria una nueva vialidad. Éste complementará además la comunicación terrestre entre las comunidades costeras situadas costa abajo desde Colón. Así se beneficiará a alrededor de 80 mil personas de la región. Mediante esta obra se ofrece una conexión fija y expedita con el resto del país, y se beneficia a las poblaciones de unos 14 corregimientos, 495 comunidades y más de 40 mil habitantes de la Costa Abajo en la provincia de Colón.

La Ley 28 del 17 de julio de 2006 dispuso que la ACP debía desarrollar los estudios necesarios para identificar la opción más conveniente, a fin de establecer un cruce vehicular, ya fuera un puente o un túnel, en el extremo atlántico del canal; luego de los estudios técnicos necesarios, se decidió que la solución sería un puente atirantado.

La construcción debía iniciarse, a más tardar, inmediatamente después de la inauguración del canal

Océano Atlántico Corregimiento de Barrio Norte Bahía de Limón

Corregimiento de Barrio Sur

Corregimiento de Cativá

Provincia de Colón Distrito de Colón

Corregimiento de Cristóbal

Lago Gatún Corregimiento de Piña Distrito de Chagres

Fuente: micanaldepanama.com

Figura 1. Localización del Puente del Atlántico.

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El Puente del Atlántico

La altura del puente permite un gálibo vertical de 75 m respecto al nivel promedio de la marea alta del mar Caribe.

Fecha de ejecución Enero de 2013 a 2019 Acero total utilizado 35,000 toneladas Área total de encofrados 254,000 m2 ampliado el 26 de junio de 2016. Sin embargo, comenzó mucho antes, en enero de 2013. Para agosto de 2018, se tenía un 90% de avance en la estructura del puente, y 86% en los viaductos de acceso. Se concluirá en el primer semestre de 2019.

Como parte de la construcción del puente, se otorgó un contrato para la reforestación de 65 hectáreas en la cuenca del río La Villa, desarrollado entre mayo de 2017 y junio de 2018 por la Asociación Panameña para la Sostenibilidad de la Agricultura y la Naturaleza. Este programa incluyó la siembra y mantenimiento de una mezcla de especies nativas siguiendo el concepto de sistema agroforestal integral.

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Detalles técnicos El tramo atirantado contará con 1,050 metros de longitud, antecedido por viaductos de acceso que en total abarcan más de 3 kilómetros de estructuras cimentadas en 41 puntos diferentes (cuatro estribos y 37 pilas).

Su altura, de 212.5 metros de alto en el punto más elevado de las pilas principales, permite un gálibo vertical de 75 metros respecto del nivel promedio de la marea alta del mar Caribe en el canal navegable.

El principal reto en la construcción de este puente ha sido la coordinación necesaria para no interrumpir en ningún momento el tránsito de los buques ni las operaciones regulares del Canal de Panamá, que desde junio de 2016 cuenta además con operaciones en las esclusas de Agua Clara.

La estructura está diseñada de manera que permita el paso de buques portacontenedores de tipo PostPanamax, es decir, los de más grandes dimensiones hoy en día, según la utilización que se dará al canal recientemente ampliado. Asimismo, permitirá que los automóviles crucen desde la costa del Atlántico, independientemente de la operación de las esclusas.

Puesto que en todo momento, durante la construcción del puente, el Canal de Panamá ha continuado en funcionamiento, las obras no podían realizarse en plena vía navegable. Por ello, el tablero del puente atirantado tuvo que ser prefabricado.

Los cajones de concreto que conforman el tablero tienen una altura de 2.8 metros y se sujetan por tirantes cada 8 metros.

La magna obra incluye la construcción de los viaductos de acceso en ambos extremos del puente y de las carreteras de conexión a la red vial existente. En los viaductos de acceso, el tablero está compuesto por cajones de concreto prefabricado colocado en obra con ayuda de un lanzador. El tramo de 125 metros se ejecutó in situ por voladizos sucesivos.

En agosto del presente año se efectuó el último vaciado de la losa de rodadura de la estructura que se erige sobre la vía acuática. Una vez terminado, el puente se convertirá en un ícono de entrada a la vía acuática por el sector Atlántico, al ser la primera superestructura visible que anteceda a la bifurcación de los dos complejos de esclusas del sector

Elaborado por Helios con información de las siguientes fuentes: https://www.mundomaritimo.cl/noticias/canal-de-panama-puenteatlantico-registra-90-de-avance-en-estructura-y-86-en-viaductosde-acceso https://www.mundomaritimo.cl/noticias/puente-atlantico-un-90-dedesarrollo-presenta-obra-que-cruza-el-canal-de-panama https://www.vinci-construction-projets.com/es/realisations/puenteatlantico/ micanaldepanama.com ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema?

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Enero 21 al 25 III Congreso Internacional Hispanoamericano de Historia de la Construcción Facultad de Arquitectura UNAM, Sociedad Española de Historia de la Construcción, Instituto Juan de Herrera y Escuela Técnica Superior de Arquitectura de la UPM Ciudad de México arquitectura.unam.mx/chahc.html Febrero 12 al 14 World of Asphalt 2019 Show & Conference National Asphalt Pavement Association Indianápolis, EUA www.worldofasphalt.com

Febrero 21 a Marzo 4 40 Feria Internacional del Libro del Palacio de Minería Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México Ciudad de México filmineria.unam.mx

Junio 6 y 7 2nd Bridge Engineering Workshop Mexico 2019 Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica, A. C., International Association for Bridge and Structural Engineering Mexican Group Puerto Vallarta, México www.smis.org.mx

Peregrinos Sofía Segovia Lumen, 2018 El recordar que detrás de un migrante hay una historia única de supervivencia y humanidad es lo que se encuentra en el más reciente libro de la escritora mexicana Sofía Segovia, una novela que tiene por protagonistas a dos niños en medio de un éxodo pasado, pero demasiado similar a los que vemos desarrollarse hoy en día.

El peregrinar de este par de niños comienza en 1945. Ilse y Arno son dos pequeños que provienen de distintas familias de diferentes regiones de Prusia, una nación que desapareció poco después de terminada la Segunda Guerra Mundial; se conocieron en el exilio y la violencia desde muy temprano en su vida. Peregrinos narra su encuentro como una aventura en medio de la calamidad, un peregrinar que extraordinariamente llegó hasta México. ¿Cómo estos niños en medio de tal conflicto cruzaron el mundo para llegar a nuestro país y qué obstáculos encontraron en su camino?

La autora hace de estos personajes reales, y de su viaje, una alegoría de la supremacía de la humanidad sobre la violencia y el odio

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