Ingeniería Civil IC 598 junio 2019 by Helios Comunicación

Espacio del lector

Consejo Editorial del CICM Presidente

Ascensión Medina Nieves Vicepresidente

Alejandro Vázquez Vera

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

sumario PORTADA: AMAZONAWS.COM

Número 598, junio de 2019

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MENSAJE DEL PRESIDENTE

ACADEMIA / INGENIERÍA DE VIENTO PARA LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE INFRAESTRUCTURA / ROBERTO GÓMEZ MARTÍNEZ Y ADRIÁN POZOS ESTRADA

GREMIO / INFRAESTRUCTURA: RETOS Y OPORTUNIDADES / LUIS ROJAS NIETO

HIDRÁULICA / LA PRIMERA PRESA SUBTERRÁNEA EN MÉXICO / JUAN MARIO RODRÍGUEZ GARCÍA Y HUÉMAC CONTRERAS MARÍN

INFRAESTRUCTURA TURÍSTICA / PLANES INTEGRALES DE DESARROLLO TURÍSTICO: UNA NECESIDAD PARA MÉXICO / MOISÉS ÉDGAR JIMÉNEZ REYES

TEMA DE PORTADA: INGENIERÍA SÍSMICA / VULNERABILIDAD SÍSMICA DE PUENTES URBANOS DE CONCRETO REFORZADO / DARÍO RIVERA-VARGAS

/ DESARROLLO DE LA 26 PLANEACIÓN INFRAESTRUCTURA HIDRÁULICA EN MÉXICO / LUIS FRANCISCO ROBLEDO CABELLO / EQUIPAMIENTO DE INFRAESTRUCTURA HIDRO32 HIDRÁULICA AGRÍCOLA PARA GENERACIÓN HIDROELÉCTRICA / ANA A. PALACIOS FONSECA Y LUIS RENDÓN PIMENTEL ALREDEDOR DEL MUNDO / BAJO LOS FIORDOS DE NORUEGA: EL 36 TÚNEL ROGFAST

CULTURA / LIBRO LOS SUEÑOS DE LA SERPIENTE / ALBERTO RUY SÁNCHEZ

AGENDA / CONGRESOS, CONFERENCIAS…

Consejeros

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

Felipe Ignacio Arreguín Cortés Enrique Baena Ordaz Luis Fernando Castrellón Terán José Manuel Covarrubias Solís Mauricio Jessurun Solomou Roberto Meli Piralla Manuel Jesús Mendoza López Regino del Pozo Calvete Javier Ramírez Otero Luis Rojas Nieto 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 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 598, junio de 2019, 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 mayo de 2019, 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. Registro en el Padrón Nacional de Medios Certificados de la Secretaría de Gobernación. Para todo asunto relacionado con la revista, dirigirse a ic@heliosmx.org Costo de recuperación $60, números atrasados $65. Suscripción anual $625. Los ingenieros civiles asociados al CICM la reciben en forma gratuita.

Mensaje del presidente XXXVII CONSEJO DIRECTIVO

Rentabilidad y planeación

Presidente Ascensión Medina Nieves Vicepresidentes

xisten tres tipos básicos de rentabilidad: la económica, referida al bene-

Sergio Manuel Alcocer Martínez de Castro

ficio promedio respecto a la totalidad de las inversiones realizadas; la

Roberto Duque Ruiz

financiera, que alude al beneficio de cada participante en un proyecto,

y la social, que no implica lo monetario. Una actividad es rentable socialmente cuando provee más beneficios que pérdidas a la sociedad en general, sea o no rentable en lo económico; es en el desarrollo de la infraestructura donde debe prevalecer la rentabilidad social.

Felipe Ignacio Arreguín Cortés Luis Rojas Nieto Jorge Serra Moreno Edgar Oswaldo Tungüí Rodríguez Alejandro Vázquez Vera José Arturo Zárate Martínez Primer secretario propietario

Es importante remarcar que la rentabilidad social no por fuerza va acompañada por la rentabilidad económica y financiera. Su concreción es responsabilidad del sector público, aunque en el caso de la infraestructura es recomendable que

Juan Guillermo García Zavala Primer secretario suplente Pisis Marcela Luna Lira

también la considere el sector empresarial junto con la rentabilidad económica

Segundo secretario propietario

y financiera.

Carlos Alfonso Herrera Anda

Desde el enfoque profesional de la ingeniería civil, para la concreción de cualquiera de los tres tipos de rentabilidad resulta condición indispensable el cumplimiento de los requisitos básicos relacionados con la eficiencia y la efectividad de cada obra atendiendo las etapas esenciales, fundamentalmente

Segundo secretario suplente César Alejandro Guerrero Puente Tesorero Mario Olguín Azpeitia

identificación de la necesidad, localización, cálculo de inversiones, presupuesto, financiamiento, estudios de impacto social y ambiental, construcción y mante-

Subtesorero Regino del Pozo Calvete

nimiento de la obra. Lo anterior en lo que respecta a cada obra en particular, pero es preciso agregar que, con una visión de Estado, las autoridades deben obligarse a rea-

Consejeros Aarón Ángel Aburto Aguilar Ramón Aguirre Díaz

lizar una planeación estratégica tal que determine con un enfoque integral las

José Cruz Alférez Ortega

necesidades, los tiempos y la oportunidad, esto es, qué debe hacerse, dónde,

Renato Berrón Ruiz

Luis Attias Bernárdez Jesús Campos López

cuándo y cómo. El Colegio de Ingenieros Civiles de México, por ley y por convicción, está comprometido a desempeñarse como asesor de las autoridades y, sin prejuicios políticos ni de ningún otro tipo, siempre dispuesto a ofrecer su visión crítica y propositiva en función del interés nacional.

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

GREMIO

Infraestructura: retos y oportunidades Además de dar voz al CICM, el carácter nacional del congreso lo convierte en un foro abierto a la participación de los colegios de ingenieros civiles de todo el país y de los profesionales que los conforman, instituciones de educación e investigación, profesionistas de los sectores público, privado y social, docentes, investigadores y estudiantes de ingeniería civil y carreras afines, así como empresas y público en general interesado en la infraestructura relacionada con la ingeniería civil y sus variadas disciplinas. LUIS ROJAS NIETO Director general del 30 CNIC.

A lo largo de más de seis décadas, el Congreso Nacional de Ingeniería Civil (CNIC) se ha institucionalizado en el acontecer nacional. Su primera edición fue organizada en el año 1951, con el lema “Estructura de la ingeniería civil mexicana”. Se trata de un encuentro periódico (la última semana de noviembre cada dos años) del gremio y de la profesión cuyo objetivo se ha orientado principalmente a difundir los avances de la ingeniería civil y los desarrollos tecnológicos. Transformar la ingeniería El objetivo del congreso es presentar y discutir propuestas para transformar la ingeniería civil mexicana, así como los grandes retos, experiencias y lecciones aprendidas a través de la historia en las distintas disciplinas de la ingeniería civil de nuestro país, y tenemos que difundirlas. Es una gran oportunidad para compartir las experiencias de diversos proyectos, discutir los problemas técnicos que nos hemos encontrado y aprender de los demás, porque el conocimiento no debe detenerse y la

Secretario

Comités técnicos CICM

Presupuesto y finanzas

Lema del congreso El lema del 30 CNIC en este 2019 es “Infraestructura: retos y oportunidades”. Participarán en nuestro programa técnico especialistas en infraestructura que analizarán los retos actuales y discutirán las oportunidades de implementación. Durante el congreso y las reuniones regionales se debatirá acerca de la infraestructura que es de vital importancia para el país. Como vemos, son múltiples los retos y muy extensas las oportunidades para la ingeniería civil, por lo que está en nosotros aplicarlos, difundirlos y hacer ver a nuestras autoridades que los ingenieros tenemos la experiencia y el conocimiento para llevar a la infraestructura a los siguientes niveles de calidad, eficiencia y servicio a la sociedad, que tanto la utiliza cotidianamente. Organización de los temas técnicos del congreso El CICM cuenta con 13 comités técnicos de sendas especialidades: Presidente del CICM

XXXVII Consejo Directivo

Director técnico

tarea del CICM es alentarlo, sobre todo entre los jóvenes ingenieros que son el futuro de nuestra ingeniería.

Director general 30 CNIC

Exposición

Colegio de Ingenieros Civiles Región Centro-Occidente

Logística

Reuniones regionales

Colegio de Ingenieros Civiles Región Sur

Vinculación académica

Colegio de Ingenieros Civiles Región Sureste

Promoción y difusión

Relaciones internacionales

Colegio de Ingenieros Civiles Región Noreste

Sociedades técnicas

Colegio de Ingenieros Civiles Región Noroeste

Figura 1. Organización del 30 CNIC.

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Infraestructura: retos y oportunidades

Tabla 1. Programa general técnico del congreso, 25 al 28 de noviembre de 2019 Hora Lunes 25 8:00-9:00 9:00-10:30 10:30-10:45 10:45-12:15 12:15-12:30 12:30-14:00 14:00-15:30 15:30-17:00

Final Encuentro 17:00-17:15 Académico 17:15-18:45 18:45-20:15

Martes 26 Registro Inauguración Receso Transporte Agua Receso Plenaria Comidas Derecho de vía

Desarrollo urbano

Energía

Financiamiento

Miércoles 27 Registro Transporte Agua Receso Plenaria Receso Plenaria Comidas Derecho de vía

Receso Gerencia de proyecto

Desarrollo urbano

Energía

Transporte

Normatividad Finany enlace ciamiento legistlativo

Receso

Normatividad de Planeación Turismo Planeación Gerencia y enlace proyecto Resiliencia legislativo Medio Investigación Medio CompetiProyectos ambiente Estructuras y tecnología ambiente tividad ejecutivos

1. Infraestructura 2. Transporte 3. Agua 4. Prospectiva 5. Energía 6. Desarrollo Urbano Sustentable 7. Turismo 8. Gerencia de Proyectos 9. Resiliencia de la Infraestructura 10. Medio Ambiente y Sustentabilidad 11. Financiamiento 12. Normatividad y Enlace Legislativo 13. Seguridad Estructural Los temas centrales de este congreso tienen que ver con cada uno de estos comités, que participan activamente en reuniones centradas en la ingeniería mexicana y han trabajado arduamente durante dos años analizando los temas de cada una de sus especialidades. Por ello se destinará un espacio en el programa técnico para presentar las experiencias e innovaciones de cada especialidad, invitando a exponer y discutir, pero sobre todo a concluir con los retos y oportunidades de la especialidad de cada comité. Se debe tener en cuenta el intercambio de conocimientos y la aplicación de nuevas tecnologías en la infraestructura y en la vida diaria como oportunidad para el crecimiento del país. Activa participación La organización está regida por el esquema que se muestra en la figura 1. Como puede apreciarse, participa el Consejo Directivo, los comités técnicos, las asociaciones y colegios de ingenieros civiles del país, que son los responsables de organizar las reuniones regionales para discutir los temas de la infraestructura en los planos municipal, estatal y regional e integrar sus resultados al gran congreso nacional.

Jueves 28 Registro Agua Receso Plenaria Receso Plenaria Comidas Desarrollo urbano

Ética

Energía

Receso Competitividad

Resiliencia

Clausura

Temas Los temas centrales que se tratarán durante el congreso y que permiten mostrar el trabajo que se lleva a cabo en los comités técnicos del CICM, asociaciones técnicas y colegios serán los siguientes: • Planeación • Agua • Medio ambiente y sustentabilidad • Desarrollo urbano sustentable • Energía • Gerencia de proyectos • Normatividad y ética • Financiamiento • Prospectiva • Resiliencia • Seguridad estructural • Transporte • Turismo • Nuevas tecnologías e innovación Todos los temas son importantes para la infraestructura; la planeación es un tema transversal que tocaremos en todas las sesiones, así como la normatividad. El CICM ha propuesto una nueva ley de obras públicas ágil, proactiva para que en los proyectos se privilegie la calidad, el tiempo y el costo, se premie a las empresas que cumplan con dichos factores y éstos sean considerados en la evaluación de selección. En la tabla 1 se resume el plan de conferencias general. Tendremos cinco sesiones plenarias, 33 sesiones concurrentes, 10 cursos, cinco visitas técnicas y el concurso del conocimiento de la sección estudiantil. Reuniones regionales Con el propósito de retroalimentar al Congreso Nacional de Ingeniería Civil con la problemática del país y las buenas prácticas en infraestructura, en consenso con todos los colegios de ingenieros civiles del país se ha

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Infraestructura: retos y oportunidades

Además, tendrán la oportunidad de participar en nuestro concurso estudiantil del conocimiento, que se llevará a cabo en dos fases: una de eliminatorias regionales y la gran final en el World Trade Center.

Región Noroeste Baja California Baja California Sur Sonora Chihuahua Sinaloa Durango

Región Centro-Occidente Hidalgo Nayarit Jalisco Colima Michoacán Estado de México Querétaro Guanajuato

Región Noreste San Luis Potosí Aguascalientes Nuevo León Tamaulipas Zacatecas Coahuila

Región Sur Oaxaca Guerrero Morelos Tlaxcala Puebla Veracruz

Región Sureste Tabasco Chiapas Campeche Yucatán Quintana Roo

Figura 2. Regiones en que se divide la República mexicana para efectos de las reuniones precongreso. Tabla 2. Reuniones regionales programadas Fecha

Lugar

Tema

13 y 14 junio

San Luis Potosí

Desarrollo urbano sustentable Medio ambiente y sustentabilidad

11 y 12 julio

Tijuana

Agua Financiamiento

29 y 30 agosto

Oaxaca

Infraestructura del transporte Resiliencia de la infraestructura Seguridad estructural

26 y 27 septiembre

Pachuca

Gerencia de proyectos Prospectiva

24 y 25 octubre

Villahermosa

Energía Turismo

dispuesto la realización de cinco reuniones regionales (véase figura 2), para que los colegios de cada región integren, analicen y acuerden propuestas de los temas que les han sido asignados para darlas a conocer en el congreso. Estas reuniones regionales enriquecen de gran manera los temas a tratar en el CNIC, con las opiniones de todos los ingenieros del país (véase tabla 2). Vinculación académica El CICM siempre ha tenido entre sus prioridades a los futuros ingenieros. Uno de los propósitos del 30 CNIC es fomentar el conocimiento y la preparación los estudiantes de ingeniería mediante el otorgamiento de becas para asistir al congreso, costos bajos para estudiantes y concursos estudiantiles. Los jóvenes estudiantes podrán involucrarse activamente durante el congreso y recibir los conocimientos de los ingenieros experimentados durante las conferencias, cursos y visitas técnicas que habrá.

País invitado En esta edición de nuestro congreso tendremos el honor de presentar a Francia como país invitado, que tendrá espacio en la exposición mediante un pabellón donde las empresas francesas que trabajan en México expondrán sus especialidades en infraestructura, además de que enriquecerán nuestro programa técnico con algunas conferencias y cursos. Aprovecharemos este acercamiento para compartir conocimientos y experiencias. Agradecemos a la embajadora Anne Grillo por haber aceptado esta invitación. Las autoridades francesas están comprometidas con la juventud mexicana y los futuros ingenieros civiles, por lo que tendremos información acerca de intercambios estudiantiles y promoción de especialidades en ese país. Conclusiones Como lo ha dicho nuestro presidente y los responsables de nuestros comités técnicos, y como hemos sostenido en todos los foros, la realización de proyectos de ingeniería debe estar invariablemente precedida por una planeación integral a cargo de un instituto independiente y autónomo que los justifique, los fundamente y les garantice espacios, tiempos y recursos para su diseño completo, su correcta programación y su ejecución con calidad, en tiempo y con el costo planeado. Ahora bien, una buena planeación integral de proyectos de infraestructura conlleva, necesariamente, la creación de un banco de proyectos que los sistematice y que gestione su archivo; que administre su asignación y su seguimiento, al tiempo de retroalimentarse con información de los que ya están en operación, a fin de confirmar o modificar el orden y la prioridad de los que siguen, o en su caso identificar y subsanar alguna omisión. Pensar en una planeación de infraestructura sin un banco de proyectos es una contradicción, porque los que se concluyan y estén a punto sólo se podrán enlistar y guardar sin clasificación ni orden; entonces la decisión de ejecutarlos será subjetiva y arbitraria, y eliminaría los efectos esenciales de la planeación integral y las ventajas sinérgicas de una visión de Estado. Todos los ingenieros debemos asistir al CNIC. Es la oportunidad para que nos encontremos, opinemos, nos actualicemos y después del congreso nos fijemos una línea hacia el futuro en cuestión de nuestra actualización profesional y de las actividades cotidianas en los proyectos en que participemos

¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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ACADEMIA

Ingeniería de viento para la solución de problemas de infraestructura El estudio de los efectos del viento en estructuras ha sido un tema de investigación con gran relevancia en el mundo. Para el estudio de estos efectos es común emplear metodologías experimentales o analíticas; las analíticas utilizan conceptos estadísticos para un estudio racional de los efectos del viento, mientras que las experimentales, basadas en estudios de túnel de viento, han tenido un gran avance desde el decenio de 1960 y han permitido entender de mejor manera los efectos del viento en estructuras. El objetivo de este trabajo es presentar los principales avances del Grupo de Ingeniería de Viento del II UNAM como encargado técnico y científico del túnel de viento de capa límite atmosférica ubicado en el campus de Ciudad Universitaria de la UNAM. La ingeniería de viento nace como disciplina académica en la UNAM con la apertura de un curso en la Sección de Graduados de la Facultad de Ingeniería en el año 2014. Antes de esta fecha, los efectos del viento en estructuras se estudiaban sólo desde la óptica de diseño estructural, y poco se enseñaba a los alumnos sobre el comportamiento y dinámica del viento en la capa límite atmosférica. El tema adquirió relevancia en el año 2015 con la inauguración del Túnel de Viento de Capa Límite Atmosférica (TVCLA), el cual se ha utilizado para estudiar la confiabilidad del diseño estructural,

además de hacerse en él investigaciones de fenómenos y efectos eólicos en las estructuras, en las personas y temas relacionados con la arquitectura aerodinámica. El TVCLA también puede servir para diseñar dispositivos que mitiguen los impactos de los vientos y analizar los movimientos de las masas de aire con el propósito de aplicarse en la ingeniería civil, la arquitectura, la meteorología y la dispersión de contaminantes. A solicitud de dependencias gubernamentales, empresas privadas o grupos de investigación nacionales o internacionales que necesiten asesoramiento o carezcan

ROBERTO GÓMEZ MARTÍNEZ Investigador del Instituto de Ingeniería de la UNAM. ADRIÁN POZOS ESTRADA Investigador del Instituto de Ingeniería de la UNAM.

Figura 1. El laboratorio o Túnel de Viento de Capa Límite Atmosférica.

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Ingeniería de viento para la solución de problemas de infraestructura

de los medios necesarios para realizar experimentos aerodinámicos de su interés, el TVCLA es una opción con la experiencia y recursos experimentales idóneos para el estudio de problemas de mecánica de fluidos y la participación de un grupo multidisciplinario de ingeniería en temas de electrónica, instrumentación, sistemas y monitoreo de estructuras.

uuLos ensayos con fines de diseño estructural se realizan para modelos rígidos y aerodinámicos; en los primeros se estudia la distribución de presiones y en los segundos, la respuesta estructural. A los modelos se les colocan sensores para medir deformaciones, velocidades, aceleraciones, temperatura y presiones producidas por el viento. La información generada es procesada para derivar diferentes tipos de parámetros de interés en el diseño estructural.

El nuevo TVCLA, diseñado por el Instituto de Ingeniería (II UNAM) en 2007, funciona desde febrero de 2015. Fue construido a partir de la colaboración entre el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, el II UNAM, la Alianza para la Formación e Investigación en Infraestructura para el Desarrollo de México (Alianza FiiDEM) y empresas privadas. Alrededor del TVCLA se ha conformado el primer grupo de investigación en ingeniería de viento (GIV) en el país con investigadores, técnicos, académicos y estudiantes del II UNAM. Cabe comentar que el primer túnel de viento del instituto se construyó en 1966 y aún se encuentra en servicio; en este túnel se realizaron los primeros estudios experimentales en México para evaluar los efectos del flujo de viento sobre estructuras.

El laboratorio Bajo la dirección técnica y científica de personal del II UNAM, en el TVCLA se estudian modelos a escala de estructuras, aeropuertos, puentes, monumentos, centros comerciales, espacios recreativos y centros de convivencia que se planea construir tanto en México como en otros países. Los modelos se someten a flujos de viento de diversas magnitudes (con velocidades máximas de hasta 100 kilómetros por hora), y se alcanzan a simular en ellos los efectos de un huracán categoría 4. Se pueden estudiar modelos rígidos y flexibles, modelos de sección y modelos aeroelásticos completos. El TVCLA tiene dos secciones de pruebas. En la primera se tienen dos mesas giratorias separadas entre sí por 14 metros, sobre las que se colocan los modelos de las estructuras civiles o proyectos arquitectónicos a estudiar; al girar se simulan diferentes direcciones de incidencia del viento. En la otra se realizan pruebas donde el Figura 2. Modelo de sección de un puente durante las viento fluye a menor velocidad y no se tiene un control tan pruebas en el TVCLA. estricto del flujo. Cuando se requiere, en las secciones de pruebas se colocan dispositivos para aumentar la altura de la capa límite y generar turbulencia. Los ensayos con fines de diseño estructural se realizan para modelos rígidos y aerodinámicos; en los primeros se estudia la distribución de presiones y en los segundos, la respuesta estructural. A los modelos se les colocan sensores para medir deformaciones, velocidades, aceleraciones, temperatura y presiones producidas por el viento. La información generada es procesada para derivar diferentes tipos de parámetros de interés en el diseño estructural. Los ensayos de confort y ventilación se realizan para modelos rígidos en los cuales se estudia el flujo y velocidad del viento en diversas zonas Figura 3. Rugosidades y edificaciones en la proximidad de un modelo. de los proyectos arquitectónicos. La

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Ingeniería de viento para la solución de problemas de infraestructura

uuSe ha evaluado la respuesta de modelos rígidos de edificaciones en la que se incluyen edificios para terminales de aeropuertos, edificios para oficinas, naves industriales con diferentes tipos de cubierta, los efectos del viento causados por edificaciones vecinas y efectos de bloqueo en estructuras. En algunos estudios se incluyen las edificaciones vecinas y la topografía. Se evalúa también el uso de redes neuronales artificiales para predecir el comportamiento del viento sobre edificios bajos. gran altura de nuevos edificios, el uso de nuevos materiales con alta resistencia y bajo peso demandan que los edificios sean adecuadamente diseñados en términos de habitabilidad o confort. En los estudios de ventilación primero se realizan las tareas relacionadas con la distribución de presiones, seguidas de una reevaluación de los mismos modelos, pero con aberturas. Actividades recientes Sistema de registro El sistema de registro ha tenido que ser modificado para adaptarse a las nuevas necesidades y aplicaciones del TVCLA; esto ha requerido la colaboración de ingenieros en sistemas computacionales, quienes junto con los integrantes del GIV participan en la mejora constante de los sistemas de registro y procesamiento de datos. Edificaciones Por lo que respecta al estudio de edificios, se ha evaluado la respuesta de modelos rígidos de edificaciones en la que se incluyen edificios para terminales de aeropuertos, edificios para oficinas, naves industriales con diferentes tipos de cubierta, los efectos del viento causados por edificaciones vecinas y efectos de bloqueo en estructuras. En algunos estudios se incluyen las edificaciones vecinas y la topografía. Se evalúa también el uso de redes neuronales artificiales (inteligencia artificial) para predecir el comportamiento del viento sobre edificios bajos. Puentes Los modelos de sección de puentes antes se estudiaban en el extranjero. Actualmente, el TVCLA cuenta con un marco de pruebas, desarrollado por integrantes del GIV, para estudiar la respuesta de este tipo de modelos; con él se obtienen los coeficientes aerodinámicos de secciones de superestructuras de puentes u otro tipo de estructuras, por ejemplo vehículos. De igual manera se puede estudiar la estabilidad de los modelos. El desarrollo del marco de pruebas se hizo en conjunto con personal del Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología (ICAT) de la UNAM, que también colabora estrecha y continuamente durante la fabricación de modelos con ayuda de manufactura aditiva o 3D. IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 598 junio de 2019

Por lo que respecta al estudio de modelos aeroelásticos de puentes, se está terminando el primer estudio de esta naturaleza, y de forma simultánea se desarrolla un modelo numérico que simula la interacción fluidoestructura, tema nunca antes desarrollado en México. Energías alternas El auge reciente en México de la energía solar fotovoltaica ha obligado a los encargados de los manuales de diseño a revisar los soportes de estos dispositivos cuando se fijan al terreno. El estudio de estos dispositivos en el TVCLA ha servido para proponer valores preliminares de diseño de los elementos de soporte y evitar fallas como las que han ocurrido con huracanes recientes. En el tema de la generación de energía eólica se han evaluado experimentalmente prototipos de estructuras de soporte de aerogeneradores mediante la instrumentación y pruebas en el TVCLA. Meteorología Se trabaja también en la simulación numérica y calibración experimental de la capa límite atmosférica estable y neutra. Un estudio en desarrollo evalúa la calidad de la imagen en el futuro nuevo telescopio del Instituto de Astronomía en San Pedro Mártir, Baja California.

REDUCCIÓN EN VULNERABILIDAD DE PUENTES

Una correcta elección de juntas y apoyos, ayuda a reducir las vulnerabilidades.

Ingeniería de viento para la solución de problemas de infraestructura

Figura 4. Modelo de cinco paneles solares y distribuciones de coeficientes de presión ante la incidencia del viento.

uuEl auge reciente en México de la energía solar fotovoltaica ha obligado a los encargados de los manuales de diseño a revisar los soportes de estos dispositivos cuando se fijan al terreno. El estudio de estos dispositivos en el TVCLA ha servido para proponer valores preliminares de diseño de los elementos de soporte y evitar fallas como las que han ocurrido con huracanes recientes. En el tema de la generación de energía eólica se han evaluado experimentalmente prototipos de estructuras de soporte de aerogeneradores mediante la instrumentación y pruebas en el TVCLA. El estudio incluye la respuesta experimental en TVCLA del recinto en el que será ubicado el telescopio. De la misma manera, se ha colaborado con el Centro de Ciencias de la Atmósfera con el propósito de definir la logística para el estudio del fenómeno de contaminación, y con el Instituto de Energías Renovables de la UNAM para el estudio de ventilación en edificios bajos. Visualización Se ha experimentado con un sistema de velocimetría por imágenes de partículas (PIV, por sus siglas en inglés) para la visualización del flujo de viento sobre las estructuras cuando éstas son probadas en el TVCLA. Recientemente se adquirió un equipo profesional para la generación de humo, el cual será usado, junto con una cámara de alta velocidad, para realizar visualización del flujo sobre los modelos. Mecánica de fluidos computacional Apoyados en resultados obtenidos con dinámica de fluidos computacional (CFD, por sus siglas en inglés) y calibrados con resultados experimentales obtenidos en el TVCLA, muchos estudiantes han desarrollado sus ca-

pacidades en la modelación matemática de problemas de mecánica de fluidos. Estudiantes Un gran número de estudiantes de todos los niveles académicos y de diversas instituciones de México ha participado en actividades de investigación en el TVCLA. Algunos de ellos han realizado su tesis con base en los resultados de los experimentos. Comentarios finales Las obras de infraestructura están sujetas a diferentes tipos de peligros, entre los que se incluyen eventos climáticos tales como tormentas tropicales, inundaciones y huracanes, por lo que construir infraestructura resiliente resulta esencial para tener sociedades seguras. El TVCLA es un laboratorio de investigación que permite realizar ensayos en diferentes tipos de estructuras, a distintas escalas y reproduciendo las condiciones climáticas del entorno. Una de las principales características que hacen de este túnel una referencia en la práctica de la ingeniería nacional es la variedad de pruebas para estudios específicos, de utilidad en la construcción de la infraestructura, en la arquitectura, la planificación urbana, la meteorología y las energías solar y eólica. Este túnel de viento se suma a otros con diferentes capacidades, como los de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica del IPN, el Tecnológico de Monterrey, la Universidad Politécnica Metropolitana de Hidalgo, la Universidad de Guadalajara y la Universidad Autónoma de Querétaro, entre otros

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HIDRÁULICA

La primera presa subterránea en México La necesidad de abastecimiento de agua en México obliga a pensar en fuentes alternativas de captación, sobre todo porque el 63% del territorio nacional que presenta algún nivel de aridez está habitado por el 41% de la población. La instalación de presas subterráneas será particularmente benéfica en zonas áridas y semiáridas donde la evaporación es muy alta y los acuíferos están siendo sobreexplotados, lo cual genera otros problemas, como la intrusión salina en zonas costeras. JUAN MARIO RODRÍGUEZ GARCÍA Ingeniero civil con maestría en Mecánica de suelos. Ex profesor en la Facultad de Ingeniería, en la División de Estudios Superiores y en el Centro de Educación Continua de la UNAM. HUÉMAC CONTRERAS MARÍN Ingeniero civil. Geotecnista. Ha participado en estudios geohidrológicos, ensayos de permeabilidad, estudios del subsuelo y obra geotécnica.

En el año de 1974, la extinta Secretaría de Recursos Hidráulicos (SRH), a través de la Dirección de Fuentes de Abastecimiento, contrató a una firma de geotecnia para incrementar la dotación de agua potable a la población de Santa Rosalía, en el entonces territorio de Baja California. Era éste uno de los pocos asentamientos de la República con crecimiento demográfico muy bajo e irregular, de solamente 5.8% entre 1950 y 1970, cuando en escala nacional para el mismo periodo fue de 86.8%; ello ocurría porque la población emigraba debido a la escasa dotación de agua potable, que no cubría las necesidades primarias de una población de 7,000 habitantes, lo cual se agravaba por la reducida oferta laboral debida a la menguante producción de cobre de la antigua Compañía Minera El Boleo. En esa época, el agua potable provenía de un manantial localizado en el sitio denominado Santa Águeda, 12 km al suroeste de Santa Rosalía, del que se captaban 20 litros por segundo. Antecedentes La SRH había intentado infructuosamente resolver la carencia de agua a través de pozos, que resultaron secos o con agua no apta para el consumo humano. Incluso ejecutó varias perforaciones exploratorias, también fallidas, en el entorno del manantial de Santa Águeda. Es importante considerar que se trata de una región árida, con precipitación promedio de 121 mm/año (Conagua, 2010), en la que no existe ningún arroyo de escurrimiento perenne; por el contrario, todos tienen escurrimientos temporales, unos cuantos días del año, durante la época de lluvias que va de julio a octubre, y principalmente cuando algún ciclón impacta la Península de Baja California. Estudio de nuevas captaciones La zona más cercana y con posibilidades de agua subterránea corresponde a la cuenca del arroyo Santa Águeda

(véase figura 1), en la que se encuentra el manantial del mismo nombre así como otro de menor caudal, aguas arriba, denominado El Sauzal, y algunas norias de poca profundidad para el riego de pequeños sembradíos y para abrevadero y consumo humano. En el plano geológico de la zona (SGM, 2016) se aprecia que a todo lo largo del arroyo y sus afluentes existen afloramientos de sedimentos de grava y limo, que cubren a las andesitas y brechas andesíticas predominantes en la cuenca (véase figura 1). También son de destacarse las múltiples fallas laterales que atraviesan la cuenca, principalmente en sentido transversal, con algunas perpendiculares en sentido longitudinal, ambas muy probablemente asociadas a la gran falla continental de San Andrés, que se desarrolla por el Golfo de California. Con la indagación e inspección por la cuenca del arroyo Santa Águeda se precisaron y estudiaron otras posibles fuentes de abastecimiento, que se describen a continuación. Tiro Williams Como su nombre lo indica, se trata de un tiro de más de 145 m de profundidad, que es el acceso a una antigua mina de cobre, distante 7 km de Santa Rosalía y cuyo brocal se encuentra en la elevación 60 msnm. Según información recabada en el lugar, durante su construcción se atravesaron acuíferos de agua dulce entre las profundidades de 48 y 67 m, los que fueron sellados con lechada de cemento. En el estudio se detectó el nivel estático a 47 m de profundidad, y los ensayos fisicoquímicos y bacteriológico en especímenes recabados a 51.5, 72.5 y 100.5 m de profundidad indicaron que se exceden con mucho los límites de sólidos totales disueltos, dureza total y magnesio; igualmente, existe un alto grado de contaminación bacteriológica, por lo que el agua no es apta para consumo humano. Cabe citar que no se detectó la interfase agua dulce-agua salada en los 145 m en que se midió la resistividad.

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La primera presa subterránea en México

s ya ha ita sP La lla Fa

Escala gráfica Pozo Ávila Golfo de Santa California Simbología Se localiza a 17 km de Santa Rosalía, Rosalía 0 5 10 15 20 km Qhoal Aluvión también sobre el cauce del arroyo, y Qho gv-lm Grava-limo corresponde a una noria excavada en Acueducto Santa ÁguedaQpl Arenisca-conglomerado Santa Rosalía (fuera de uso) el aluvión, de poca profundidad, con Ar-Cgp polimíctico brocal de concreto. Santa Águeda Tm (160 msnm) Andesita-basalto A través de una línea de conducA-B El Sauzal (170 msnm) ción de 15 cm de diámetro, constituyó a Tm Brecha andesíticac a una de las fuentes de abastecimiento en ed BvA-A andesita cu Águ l b a de Santa Rosalía hasta el año 1967, Su anta TmPA Pórfido andesítico rriz a S en que ocurrió una creciente extrala C l a Litoral F ordinaria del arroyo que azolvó y o r Escurrimiento principal r Ce semidestruyó al propio pozo y a un la la Chivas Acueducto subterráneo F alla sistema rudimentario de filtros que lo F Escurrimiento complementaban. de temporada Debido a que en 1974 no se teElementos estructurales Fal la E nían datos del caudal que aportaba lM Falla lateral oco el pozo, se realizaron tres aforos con rito Falla lateral inferida una duración de 8 h, en los que se Falla normal extrajeron caudales de 3.7 a 4.9 l/s, N Falla normal inferida con lapsos de recuperación de 2 h Fractura inferida como máximo. Desafortunadamente, el agua no fue potable por un alto contenido de sólidos en suspensión, Figura 1. Mapa geológico e hidrológico de la cuenca de Santa Águeda. magnesio, dureza total, nitritos, calcio, carbonatos, nitrógeno amoniacal y sólidos totales disuelpropiamente dicha consistía en sendas obras de toma tos, lo que obligaba a tratamientos primarios de filtración, localizadas en el extremo izquierdo del vertedor una de cloración, suavización y desmineralización. ellas, y en el margen derecho la segunda. El agua captada se enviaba por gravedad a Santa Rosalía, a través de Santa Águeda una tubería de asbesto-cemento de 20 cm de diámetro; Corresponde a la captación existente en 1974 de hasta la captación se incrementaba con las aportaciones de 20 l/s provenientes de manantiales que se retenían y pozos someros conectados a otro acueducto de fierro concentraban con un muro de concreto, transversal al de 15 cm de diámetro. arroyo, a manera de micropresa, que en la mayor parte Topográficamente, el sitio se ubica en las estribadel cauce sólo sobresale unos 10 cm y que incluye un ciones de la Sierra de la Giganta; tiene una sección vertedor de 20 m de longitud, con el cimacio dispuesto transversal estrecha, con pendientes fuertes en ambas 10 cm debajo de la corona del muro. La captación laderas. Desde el punto de vista geológico, predominan

Sondeo S-4

Sondeo S-3

Sondeo S-1 Sondeo S-11 Sondeo S-2 0+100

Sondeo S-7

0+080

Sondeo S-10

0+060

Sondeo S-5

Sondeo S-8

Sondeo S-6

0+040

Sondeo S-9

0+020

0+000

to Pin lla Fa

n ncó l Ri la E Fal

o Taj El lla Fa

Rincón Falla El

Elevaciones (m)

145 Cimacio Perfil aproximado en la base 135 de la obra de captación

25.2 UL 4.0 UL

13.2 UL

8.0 UL 125

4.8 UL UL: unidades Lugeon

Simbología Zona de mediana filtración de agua

Basalto poco fracturado gris

Boleos con arena

Pérdida parcial de agua

Zona de gran filtración de agua

Toba o brecha basáltica fracturada

Arcilla con arena

Recuperación de agua

Concreto

Basalto vesicular gris

Pérdida total de agua

Lechada inyectada

Figura 2. Corte geológico en la zona de la pantalla de inyección.

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A fin de investigar el origen de las corrientes subterráneas que afloraban aguas abajo de la captación, se utilizó un trazador colorimétrico conocido como “azul al ácido”, inyectado a presión en los sondeos S-1 a S-7, a las profundidades donde se registraron pérdidas de agua durante la perforación. A 12 h de haberse inyectado, afloró en dos supuestos manantiales localizados a 3 y 50 m aguas abajo. Con este hecho se concluyó que las diversas fuentes del arroyo tienen un origen y recarga únicos. Para conocer el grado de fracturamiento del basalto, de la brecha basáltica y de la toba, y de esta manera determinar en cuál se puede captar la mayor cantidad de agua, se ejecutaron ensayos del tipo Lugeon (CAM,2006). Tanto en el basalto como en la toba o brecha basáltica, el flujo fue de tipo laminar, con saturación o destapamiento a altas presiones, salvo en tres ensayes en la brecha basáltica, en que se registró flujo turbulento y destapamiento progresivo, con considerables gastos de absorción. Del tipo de flujo, laminar o turbulento, se infiere el grado de fisuramiento del manto rocoso, correspondiendo el flujo laminar a un fisuramiento de aberturas finas, y el turbulento a otro de aberturas mayores. Así, se registraron de 4.8 a 13.2 unidades Lugeon (UL) en la roca basáltica, y de 13.6 a 54.8 UL en la toba o brecha basáltica, que corresponden a conductividades de baja a moderada en el primer caso y de media a alta en el segundo; en esta última, se detectaron zonas de mayor agrietamiento en las cuales no fue posible levantar presiones mayores de 2 kg/cm2, bajo gastos máximos de 53 y 67 litros por minuto. Solución para incrementar la dotación de agua a Santa Rosalía Basándose en todos los resultados anteriores, el geotecnista a cargo del proyecto concluyó que el manantial de

Elevaciones (m)

145 140 135 130

142

140 139 139

141 Obra de toma oficial

Etapas de perforación e inyección

0+113.5

140 0+100

0+080

0+060

141

2.0 6.0

Primera etapa, prof. 3.0 m

Registro

Cimacio

0+120

140

0+100

140 Boleos

0+080

0+020

0+000

Zona rocosa (basalto gris) Obra de captación Santa Águeda Planta

142

0+060

2.0 2.0

0+040

6.0 6.0

143

0+040

0+000

144 143

0+020

Arroyo Santa Águeda

los afloramientos de basalto negro a rojizo, fracturado y en ocasiones fuertemente intemperizado, de la formación Comondú. Para los fines del nuevo proyecto, se midieron ligeras fluctuaciones del tirante del arroyo, de ± 3 cm, tanto aguas arriba como aguas abajo de la antigua captación. A través de vertedores triangulares se midieron caudales de 11.0 a 12.5 l/s, aguas abajo de la captación existente; en El Sauzal, el caudal, de 10 a 11 l/s, se utilizaba en su totalidad para riego de pequeños sembradíos. Para conocer la secuencia estratigráfica del lugar, se perforaron siete sondeos distribuidos a lo largo del eje de la captación, con una profundidad máxima de 10 m; posteriormente se ejecutaron cuatro sondeos adicionales, a profundidades variables entre 15 y 20 m. En todos los casos se extrajeron núcleos de roca en diámetro NX y se registraron las pérdidas del agua de perforación y la profundidad a la que ocurrieron. Con base en la información recabada en los sondeos exploratorios, se elaboró el corte geológico consignado en la figura 2 y resumido a continuación. Superficialmente y con espesor variable de 1 a 3 m, se atravesó el muro de concreto que constituye la obra de captación. Inferiormente y hasta la profundidad máxima explorada de 20.3 m, se interceptó roca basáltica de color gris, poco fracturada, en ocasiones vesicular. Dicha roca se encuentra intercalada con capas de toba o brecha basáltica de color rojizo, muy intemperizada, fracturada y escoriácea; en estas capas se registró pérdida parcial o total del agua de perforación. Como caso particular, en la margen derecha (sondeos S-3 y S-4), bajo el concreto, se detectan depósitos de boleos con arena y de arcilla arenosa, con espesores máximos de 1.2 y 2.9 m, respectivamente.

Segunda etapa, prof. 10.0 m Tercera etapa, prof. 10.0 m Cuarta etapa, prof. 15.0 m

125 Perfil en el eje de la obra Figura 3. Pantalla de inyección de lechada.

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Santa Águeda constituía el mejor sitio para incrementar hasta 35 a 40 l/s la dotación de agua potable para Santa Rosalía, a través del almacenamiento subterráneo en las fracturas y fisuras de la roca, particularmente en la brecha basáltica, lo que implicaba construir una pantalla profunda de inyección, transversal al cauce, a manera de cortina subterránea, que provocase el almacenamiento hacia aguas arriba, con la enorme e indiscutible ventaja adicional de que con la presa subterránea se evitan las enormes pérdidas por evaporación que inevitablemente ocurren en un almacenamiento por superficie en una zona árida, con aproximadamente 2,380 mm de evaporación potencial anual (Conagua, 2010). Colateralmente, se aprovecharían los acueductos existentes, con la consiguiente reducción del importe de la captación. Para confirmar la factibilidad de la pantalla, se procedió a realizar ensayes de inyección en los sondeos, según progresiones ascendentes de 5 m de longitud, utilizando una lechada cemento-agua en proporción 1:2 y adicionando 12 kg de bentonita por metro cúbico. En una primera etapa se inyectaron los sondeos S-1 a S-7, resultando consumos de 1,000 a 1,500 l en los sondeos S-1, S-2 y S-5 a S-7 y de 300 a 500 l en los S-3 y S-4. En una segunda etapa se inyectaron los sondeos S-8 a S-11, con consumos de 500 l en el S-10 y entre 2,200 y 2,800 l en los restantes. En ambas etapas, las presiones de inyección fueron de 4 kg/cm2 en valor medio, con máximos de 8 kg/cm2, y los consumos mayores ocurrieron a las profundidades en que se detectan las tobas y brechas basálticas. Pantalla de inyección La pantalla tuvo como finalidad la impermeabilización de los 15 m superiores de la roca y se procesó en cuatro etapas, dispuestas en tres ejes, uno de los cuales coincidió con el eje de la antigua captación, y los otros se localizaron a 2 y 4 m aguas arriba de ésta (véase figura 3). En el eje de la antigua captación se tuvieron dos etapas, la primera a través de perforaciones de 3 m de profundidad espaciadas cada 6 m; la segunda, intermedia a la anterior, con perforaciones de 10 m de profundidad distanciadas 6 metros. Por su parte, la tercera etapa también estuvo conformada por perforaciones de 10 m de profundidad cada 6 metros. Finalmente, la cuarta etapa tuvo por objeto sellar la pantalla a través de perforaciones de 15 m de profundidad máxima, distanciadas 2 m centro a centro; en este caso la profundidad de perforación se condicionó a penetrar 2 m por debajo de la toba o brecha basáltica rojiza que aparece entre 10 y 12 metros. Las primeras tres etapas cubrieron todo lo largo de la obra de captación, y la última sólo entre las estaciones 0+030 y 0+0100, aproximadamente, según se indica en la figura 3. En todos los casos se inyectó una lechada de cemento-agua, en proporción en peso 1:2, con adición de 12 a

Tabla 1. Datos de fuentes de captación Concepto

Santa Águeda

Caudal disponible

171 l/s

Energía utilizada

< 40 HP

Riesgo de intrusión salina

Ninguno

Palo Verde Pozo 1: 34 l/s Pozo 2: 35 l/s Σ= 94 l/s Pozo 3: 25 l/s Pozo 1: 150 HP Pozo 2: ? Pozo 3: 80-90 HP (?) Alto. En el pozo 3 el agua ha resultado salobre a partir de 2005

80 kg de bentonita, según progresiones ascendentes de 5 m de longitud máxima, de acuerdo con esta secuencia: • Perforaciones de 1, 5, 9, 13, etc., hasta una presión de 2 a 4 kg/cm2 • Perforaciones 3, 7, 11, 15, etc., hasta una presión de 5 a 10 kg/cm2 • Perforaciones 2, 4, 6, 8, etc., hasta una presión de 5 a 10 kg/cm2 Desafortunadamente, no se consiguieron los registros de los consumos de lechada de las tres líneas de inyección, ni las presiones máximas aplicadas. Tampoco se conocen los resultados de los ensayes Lugeon con que se debió verificar la efectividad de la pantalla. Obra de captación Consistió en una serie de pequeños pozos de 7.6 cm de diámetro y 8 a 10 m de profundidad, espaciados entre 1.5 y 2.0 m a lo largo de una línea transversal al cauce, aguas arriba de la pantalla de inyección (véase figura 4). Se desconoce si se realizaron aforos de algunos pozos y sus resultados. La extracción del agua se realizó con una bomba centrífuga accionada con un motor de combustión –dado que no había energía eléctrica en el lugar–, instalada en la margen derecha del cauce y conectada a los pozos a través de un colector de acero, con ramales de tubería galvanizada que se acoplaron al tubo de succión, también galvanizado, el cual se instaló dentro de cada pozo. La capacidad de la bomba estaba comprendida entre 30 y 40 litros por segundo. La obra de captación funcionó satisfactoriamente hasta el año 1994, en que se suspendió su operación por problemas económicos derivados de la persistente carencia de energía eléctrica en el lugar. A partir de esa fecha, la dotación de agua proviene de tres pozos perforados en la planicie costera, 37 km al sur de Santa Rosalía, en el lugar conocido como Palo Verde. En abril de 2006, se extraían 34 l/s del pozo 1, 35 l/s del pozo 2 y 25 l/s del pozo 3, con el agravante de que a partir de 2005 el agua del pozo 3 ha resultado salobre. Es muy importante consignar que en el estudio realizado por la Conagua en diciembre de 2010 se determinó que el manantial de Santa Águeda descarga un total de 171 l/s, sin uso específico, lo que abre nuevamente la

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posibilidad de utilización de esta fuente, debido a las incuestionables ventajas que representa respecto a la actual captación de Palo Verde, según se establece en la tabla 1. La captación de Santa Rosalía se puede modernizar con un costo razonable, instalando paneles solares para la operación de las bombas eléctricas con las que sea posible extraer el caudal óptimo de la presa subterránea; profundizando los pozos, si así conviniere; instalando piezómetros para control del almacenamiento y del caudal máximo a extraer, y modificando la posición del colector transversal al cauce, de manera que quede empotrado en la roca basal y no esté sujeto a daños durante los escurrimientos torrenciales del arroyo, de origen ciclónico. Futuro de las presas subterráneas en la República mexicana En México, la necesidad de abastecimiento de agua obliga a pensar en fuentes alternativas de captación, sobre todo porque el 63% del territorio nacional que presenta algún nivel de aridez está habitado por el 41% de la población. La implementación de presas subterráneas será particularmente benéfica en zonas áridas y semiáridas donde la evaporación es muy alta y los acuíferos están siendo sobreexplotados, lo cual genera otros problemas, como la intrusión salina en zonas costeras. Regiones potenciales son la península de Baja California y algunas partes del litoral de Sonora y Sinaloa, así como amplios territorios de Chihuahua, Coahuila, Durango, Zacatecas, San Luis Potosí, Guanajuato y Querétaro. Otros lugares de interés son los desarrollos turísticos, que generalmente conllevan un elevado consumo de agua, por ejemplo el sur de la península de Baja California así como Huatulco y Puerto Escondido en la costa de Oaxaca, y la península de Yucatán, aunque en este último caso se deben realizar estudios adicionales para no causar otros problemas, como inundaciones o sobrepresiones en las cavidades de disolución, con los consiguientes colapsos en superficie. En Japón se realizó la primera presa subterránea en 1973, y a partir de 1991 han empleado técnicas novedosas para la construcción de cortinas a base de pantallas impermeables, lo que ha permitido alcanzar profundidades de hasta 70 m para crear embalses de más de 10 millones de metros cúbicos (Nishigaki et al., 2004). En las islas japonesas donde se han construido presas subterráneas, también se ha evitado el abatimiento del nivel freático y eliminado así la tan perjudicial intrusión salina. En México, investigadores japoneses realizaron un estudio para determinar la factibilidad de un sitio cerca de Mexicali, Baja California. Los resultados de las pruebas de bombeo indicaron que el depósito aluvial del lugar consiste en una capa superior de alta permeabilidad que va de 1 a 10–3 cm/s, una capa intermedia de permeabilidad moderada y una capa inferior de baja permeabilidad de 1 × 10–5 cm/s. El sitio es un valle aluvial angosto, con un área de captación de 2.3 km2 y una

Figura 4. Obra de captación.

capacidad de almacenamiento de aproximadamente 8.5 millones de metros cúbicos de agua, ideal para la construcción de una presa subterránea con una cortina de 500 m de largo y 55 m de profundidad. Palabras finales Las presas subterráneas pueden resultar una opción viable cuando se piensa en fuentes alternativas de agua en zonas áridas. Existen grandes ventajas, la mayor parte de las cuales se han descrito en este trabajo. Sin embargo, también tienen desventajas. Las principales ventajas de las presas subterráneas son: las pérdidas por evaporación son muy bajas; no hay reducción en la capacidad de almacenamiento por la ausencia de sedimentación; se evita la inundación de tierras y poblados, además de que son inexistentes los desastres potenciales por el colapso de la cortina. En cambio, sus principales desventajas son: el acuífero aguas abajo generalmente experimenta una reducción en el flujo de agua, lo que origina problemas como subsidencia o intrusión salina; el cambio en los niveles del agua freática aguas arriba y aguas abajo puede ocasionar modificaciones en la flora y fauna; la capacidad de almacenamiento, dependiente de la porosidad efectiva del medio, es baja, comparada con una presa convencional; por último, es difícil precisar el volumen del agua subterránea almacenada Referencias Comisión Nacional del Agua, Conagua (2010). Determinación de la disponibilidad de agua en el acuífero Santa Águeda (0336), estado de Baja California Sur. Corporación Ambiental de México, S. A. de C. V., CAM (2006). Manifestación de Impacto Ambiental para el proyecto de explotación minera El Boleo, municipio de Mulegé, BCS. Nishigaki, Makoto, K. Kankam-Yeboah y Mitsuru Komatsu (2004). Underground dam technology in some parts of the world. Journal of Groundwater Hydrology 46: 113-130. Servicio Geológico Mexicano, SGM (2016). Carta Geológica-Minera G12-A45 Santa Rosa, BCS. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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INFRAESTRUCTURA TURÍSTICA

Planes integrales de desarrollo turístico: una necesidad para México Los nuevos estilos de viaje en el mundo han demandado la generación de conceptos diferentes a los que existían, integrando tanto nuevas tecnologías como estrategias disruptivas para que existan opciones más placenteras, y procurando el beneficio de las localidades de destino y de sus habitantes.

Porcentajes a precios corrientes

El turismo ha demostrado ser una herramienta clave en el desarrollo de un país y su sociedad. Tan sólo en México, el turismo ha representado el 8.7% del PIB nacional, según datos de la Cuenta Satélite de Turismo, y en 2018 la Organización Mundial del Turismo oficializó a la República mexicana como el sexto país más visitado del mundo (véase figura 1). Sin embargo, es innegable que la actividad turística, llevada de la manera incorrecta, puede representar grandes perjuicios, como lo vemos en los casos de Barcelona y Venecia, donde los gobiernos se cuestionan qué hacer ante una industria voraz que ha traído consigo resultados negativos en temas como la población y la habitabilidad. De allí la importancia de impulsar un Plan Integral de Desarrollo en las zonas turísticas, pues la ausencia 9.0 8.9 8.8 8.7 8.6 8.5 8.4 8.3 8.2 8.1 8.0

de planificación puede poner en riesgo cada beneficio obtenido e incluso traer mayores problemáticas que las que se tenían. Al ser México un destino valorado por su capital natural y por sus zonas urbanas, es visitado por millones de turistas al año. Sin embargo, la falta de una estrategia integral y sustentable ha traído consigo diferentes retos, uno de los cuales es el desgaste sufrido por el medio ambiente, que ha obligado a los organismos de la industria privada y a gobiernos y sociedad civil a tomar cartas en el asunto mediante la celebración de reuniones en las que se plantean directrices para su protección y conservación. Hoy en día, la mayoría de los municipios de México carecen de una infraestructura básica, y a ello se suma la poca planeación de parte de los gobiernos. Por ello, el impulso de un Plan Nacional de Desarrollo debe partir de las necesidades básicas de cada municipio y región; así se formulan planes de largo plazo, y aunque el PND cambiara en cada sexenio, los planes municipales y regionales constituirían un respaldo ante las necesidades básicas de desarrollo que plantean. Tomando en cuenta que la densidad poblacional en el país se incrementa en las áreas turísticas debido a esta industria, las ciudades crecen al igual que las necesidades de atender el turismo mediante empleos e infraestructura. Esto genera una cascada de problemas

MOISÉS ÉDGAR JIMÉNEZ REYES Ingeniero con más de siete años de experiencia en gerencia y gestión de proyectos. Consultor de proyectos de infraestructura para el gobierno y la industria privada. Miembro del Comité de Turismo del CICM.

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Datos del Inegi.

Figura 1. Participación del PIB turístico en el PIB nacional, 2007-2016.

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Planes integrales de desarrollo turístico: una necesidad para México

que pocas veces se atiende: las personas migran, y los servicios públicos como luz, agua y drenaje, que se proyectaron para una cantidad de habitantes, sufren la presión y se generan problemas de desabasto. Con el programa federal denominado Pueblos Mágicos, por ejemplo, las ciudades comienzan a crecer de forma exponencial y se rehabilita la imagen urbana para darle una mayor proyección a la economía local y regional, pero también aumentan los problemas de infraestructura y necesidades básicas. Ejemplos de ello serían las ciudades de San Miguel de Allende y Guanajuato. El acceso a ellas durante los fines de semana es un caos, y los sitios de hospedaje están generalmente a tope, lo que representa un dolor de cabeza para los visitantes. Este tipo de problemas son los que se pueden mitigar con la aplicación de un Plan Integral de Desarrollo Turístico. Los habitantes de estos municipios refieren los muchos beneficios que trae consigo la derrama económica, pero el poco apoyo de los gobiernos se ve rebasado. Con el ritmo actual, los destinos turísticos se ven sobrepasados en materia de infraestructura, ecología, conectividad y transporte. Esto impacta de manera negativa, ya que surgen problemas como la generación de basura en exceso, la pésima calidad de los servicios de transporte, la vivienda de bajo costo en áreas donde no hay servicios básicos, etcétera. Con planes integrales de desarrollo turístico es posible transparentar los recursos dirigidos a cualquier municipio, ya que se tendría identificado el problema, su solución y prospectiva. Cada destino debe integrar los ejes principales del desarrollo de su municipio identificando las áreas de oportunidad que pueden desarrollarse en los siguientes

Resto del país 8.8% Puerto Vallarta 8.3% Los Cabos 9.4%

Cancún 42.7%

Guadalajara 5.6% Ciudad de México 25.1%

Fuente: Unidad de Política Migratoria de la SG.

Figura 2. Entradas de extranjeros por vía aérea y punto de internación, 2017.

20 años. Aunado a esto, deben considerarse protocolos de emergencia para mitigar los riesgos potenciales en cada zona, ya sean terremotos, huracanes, tsunamis o plagas de flora o fauna (como el sargazo o el pez diablo en los ríos de Tabasco) y tener los recursos disponibles. Estos programas deben implementarse teniendo identificados los ejes por desarrollar: Plan integral de desarrollo turístico ➟ Integración de las diferentes dependencias municipales (desarrollo urbano, ecología…) ➟ infraestructura básica Estos planes deben llevarse del municipio a la federación pasando por el estado, partiendo del conocimiento de las necesidades básicas con el fin de promover las regiones cercanas e incluirlas en el desarrollo urbano. En su implementación pueden definirse perfectamente las etapas de ejecución, ya que los problemas normalmente no cambian con cada gestión municipal. Ejemplo en México de un plan integral de desarrollo El municipio de Benito Juárez en Quintana Roo, mejor conocido como Cancún, es uno de los destinos turísticos más importantes de América Latina y joya del turismo en México. En 2017, a esta ciudad entró el 42.7% de los extranjeros que arribaron a nuestro país (véase figura 2). Es una realidad que Cancún necesita tener condiciones para ser una ciudad sustentable para sus habitantes y para la gente que emigra para trabajar allí, y un destino turístico sustentable para los visitantes. Tanto para las autoridades como para todos los involucrados está claro que es necesario trabajar con una multiplicidad de factores para poder atender las demandas y el crecimiento que presenta dicha plaza. Por ello se ha implementado un programa integral llamado ECOnéctate, en el cual se genera sinergia con distintas secretarías y direcciones del Ayuntamiento con el objetivo principal de conectar a habitantes y visitantes con la naturaleza de Cancún, fomentando la conciencia sobre su protección y cuidado. La integración de áreas es la columna vertebral de tal visión: la Zona Federal Marítimo Terrestre (Zofemat), la Secretaría de Ecología, la Dirección General de Solución Integral de Residuos Sólidos (Siresol) y Servicios Públicos han puesto en marcha acciones que atienden las necesidades de la ciudad. Se ha fortalecido el cuidado de las playas con la prohibición del plástico en la urbe, así como englobando las certificaciones de playas limpias y Blue Flag. A su vez, se implementan campañas sociales en escuelas, se rehabilitan cenotes y se ejecutan mejoras en zonas urbanas. Algunos resultados de esta estrategia son: • 4 millones de metros cuadrados de playas limpias en el municipio de Benito Juárez • 140 mil metros cuadrados de áreas verdes

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TAMAULIPAS.GOB.MX

Planes integrales de desarrollo turístico: una necesidad para México

Las ciudades crecen al igual que las necesidades de atender el turismo mediante empleos e infraestructura.

uuAl ser México un destino valorado por su capital natural y por sus zonas urbanas, es visitado por millones de turistas al año. Sin embargo, la falta de una estrategia integral y sustentable ha traído consigo diferentes retos, uno de los cuales es el desgaste sufrido por el medio ambiente, que ha obligado a los organismos de la industria privada y a gobiernos y sociedad civil a tomar cartas en el asunto mediante la celebración de reuniones en las que se plantean directrices para su protección y conservación. • Recolección de 240 mil toneladas de chatarra (lavadoras, refrigeradores y televisiones antiguas, etc.) • Reforestación en las principales zonas, donde se plantaron 1,550 especies nativas y ornamentales • Desazolve de pozos y recolección de basura en más de 40 colonias principales • Ordenamiento territorial y recorrido de supervisión por más de 100 colonias del municipio • Análisis para el mejoramiento vial de las principales avenidas y calles del municipio • Implementación de mejores unidades y mejores rutas para la recolección de basura ¿Por qué se hace énfasis en la aplicación de este tipo de proyectos, y cuál es la relación con la infraestructura? Estos impactos nos hablan de fortalecer la atención a los principales problemas que enfrenta un destino turístico y se integran de manera perfecta con las necesidades básicas de infraestructura del municipio, ya que si existen menos problemas de este tipo, los recursos económicos pueden ser canalizados a otras mejoras, dependiendo del tipo de destino al cual sean aplicados: playa, ecoturismo, turismo sustentable, turismo médico o turismo deportivo, entre otros. ECOnéctate es lo más cercano a lo que se busca con los planes integrales de desarrollo turístico: un acercamiento entre los problemas reales y las soluciones factibles en el corto plazo.

Es un ejemplo de que Cancún –el destino de mayor captación de turistas y divisas en el país– se ocupa de atender una necesidad de la ciudad y logra resultados en el corto plazo con acciones que cuentan con los mismos ejes que los planes integrales de desarrollo turístico. Lo ideal sería repetirlo en todos los destinos turísticos, pues este municipio es el único que conoce las necesidades a 5, 10 y 30 años para enfrentarse a las necesidades de millones de visitantes, con cifras que crecen anualmente. Conclusión Los planes integrales de desarrollo turístico son herramientas de suma importancia que podrían ser un requisito para transparentar los recursos orientados a los municipios, identificando que el dinero solicitado se aplique a los proyectos concretos, con planes de corto, mediano y largo plazo y una visión clara de los objetivos. Deben contar con ejes principales que puedan reproducirse en cada destino, dependiendo de las necesidades particulares pero considerando el desarrollo en materia de infraestructura y ecología. • Servicios básicos (luz, agua drenaje, residuos sólidos urbanos) • Planes ante emergencias de acuerdo con el orden territorial del destino • Concienciación a la sociedad • Vialidades • Ordenamientos territoriales • Rehabilitación de zonas naturales • Interacción gobierno-IP Con estos planes integrales de desarrollo turístico se puede evitar que el turismo se convierta en un grave problema, al contarse con una buena planeación y un marco regulatorio. Este podría ser el principio de la planeación de proyectos estratégicos municipales a través de un organismo autónomo de planeación como el que impulsa el CICM ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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INGENIERÍA SÍSMICA TEMA DE PORTADA

Vulnerabilidad sís urbanos de con Es importante realizar estudios que permitan identificar el grado de vulnerabilidad ante sismos de gran intensidad, para con ello realizar las acciones necesarias con miras a mejorar el desempeño sísmico y reducir la vulnerabilidad de las estructuras. En particular, se debe prestar mayor atención a los puentes urbanos ubicados cerca de las fuentes sísmicas. DARÍO RIVERA-VARGAS Profesor investigador de la Facultad de Estudios Superiores Acatlán, UNAM. Presidente de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica.

Se presenta un trabajo de investigación sobre una metodología para estimar el daño en puentes urbanos de concreto reforzado, con base en la evaluación de un índice de daño sustentado en la capacidad de deformación elástica e inelástica de las columnas. Se proponen algunas ecuaciones para calcular dicha capacidad en función de las características geométricas de las columnas, así como de su refuerzo longitudinal y transversal. Se contemplan dos tipos de estructuración de puentes: en volado y en forma de marco. Este índice de daño oscila entre cero y la unidad, en donde el primero y segundo valor se asocian a daño nulo y total, respectivamente. Sin embargo, para valores intermedios de dicho índice, se ha establecido una interpretación en función del nivel de daño, tomando como referencia varios trabajos de la bibliografía sobre ensayos experimentales de columnas de puentes. Se ha calibrado el índice con puentes que han presentado daños durante sismos fuertes, y se observa una correlación aceptable. Introducción México carece de criterios eficientes de diseño sísmico de puentes, en razón de que no existe una práctica establecida para el diseño de este tipo de infraestructura, lo que se atribuye en parte a la falta de un reglamento para su diseño y construcción, además de la necesidad de desarrollar mayor investigación sobre el comportamiento sísmico de puentes. Esta situación representa un riesgo para la población, si se toma en cuenta que ante la falta de conocimiento sobre el tipo de sismos que pueden afectar el desempeño estructural de semejantes obras no se puede definir el nivel de seguridad que guardan ante la acción sísmica. Además, se debe prestar mayor atención al estudio de la vulnerabilidad sísmica de los puentes, al conside-

rar que son obras vitales para la comunicación y que su falla o mala operación generan daños colaterales a la población. Cuando un puente presenta daños en su estructura, se interrumpe el tráfico carretero por algunos días mientras se realizan reparaciones, lo que genera pérdidas indirectas debido a los costos adicionales en que incurren los transportistas al utilizar rutas alternas con pérdida de tiempo durante el lapso de interrupción (Bitrán, 2000). De acuerdo con estudios de impacto socioeconómico (Cenapred, 2004a), en algunos casos la mayoría de las afectaciones en las vías de comunicación se presentan en puentes, como sucedió durante el sismo de Tecomán (2003), en el que la destrucción de topes antisísmicos generó el 56% del costo total para la restauración de vías de comunicación. Sin embargo, durante los sismos de Chiapas (2017) y Axochiapan (2017) se observó un mayor impacto socioeconómico tras los severos daños que sufrieron los puentes –incluyendo el colapso de algunos de ellos–, que generaron problemas de comunicación en la población por cierres parciales y totales de estas estructuras. Por consiguiente, es importante realizar estudios que permitan identificar el grado de vulnerabilidad que pueden llegar a tener este tipo de obras ante sismos de gran intensidad, para con ello realizar las acciones necesarias con miras a mejorar su desempeño sísmico y reducir su vulnerabilidad. En particular, se debe prestar mayor atención a los puentes urbanos ubicados cerca de las fuentes sísmicas. Aspectos básicos de la respuesta sísmica Por sus propiedades dinámicas y en particular su periodo de vibración fundamental –que por lo regular es inferior a la unidad–, los puentes urbanos de concreto

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Vulnerabilidad sísmica de puentes urbanos de concreto reforzado

mica de puentes creto reforzado Chichi (1999) Kobe (1995)

Aceleración (g)

2.0

Loma Prieta (1989) Northridge (1994)

1.5 1.0 0.5 0.0 0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

Periodo (s) Figura 1. Espectros de respuesta de sismos que han afectado a puentes urbanos.

reforzado se ven sometidos a demandas sísmicas importantes ante sismos de fuente cercana, más aun cuando se trata de movimientos tectónicos de tipo intraplaca y cortical. Esto se atribuye a que los espectros de respuesta de estos eventos se caracterizan por tener las mayores demandas de aceleración en la región espectral de periodos de vibración inferiores a 0.5 s, que son los periodos típicos de este tipo de puentes. Esta situación se ha observado claramente en terremotos como los de Loma Prieta (1989), Northridge (1994), Kobe (1995) y Chichi (1999), entre otros (véase figura 1). En consecuencia, los puentes urbanos se han visto afectados en los componentes que conforman la subestructura (elementos de soporte) y superestructura (sistema de cubierta). En el caso de la subestructura, influye el tipo de suelo y cimentación ante la posible amplificación, principalmente en dirección lateral, de movimiento en su base; en la respuesta dinámica de las columnas inciden las características geométricas, propiedades mecánicas de los materiales, así como el detallado del acero de refuerzo; en tanto en los terraplenes de acceso desempeña un papel importante su altura, los espesores y armados de muros, o bien las características de la malla y el ángulo de fricción interna del suelo para el caso

de tierra mecánicamente estabilizada. En este sentido, algunos de los daños que se han apreciado son falla por hundimiento y rotación de la cimentación y colapso de los terraplenes de acceso por el incremento de la presión del suelo debida a la aceleración sísmica, mientras que en las columnas se han presentado fallas por cortante aunadas a una deficiente resistencia a flexocompresión y una ductilidad limitada (véase figura 2a). En cuanto a la superestructura, lo que influye en la respuesta dinámica ante un sismo es la geometría en planta de la cubierta, de tal forma que los tramos curvos y esviajados propician modos de vibrar de torsión; también los tipos de apoyos y juntas entre los tableros repercuten en su comportamiento sísmico, con posible golpeteo entre tableros o pérdida de longitud de apoyo de éstos. En consecuencia, los daños que se han presentado son colapsos de la superestructura debido a la limitada longitud de apoyo, más notorios en puentes con cubiertas curvas y esviajadas, además de observarse conexiones deficientes de los tableros y fallas en los topes sísmicos (véase figura 2b). Criterios para evaluar la vulnerabilidad sísmica La vulnerabilidad se define como la susceptibilidad o propensión de los sistemas expuestos (construcciones) a

FUENTE: KAWASHIMA, 2000.

2.5

Figura 2. Daños en la subestructura y superestructura de puentes ante sismos de gran intensidad. a) Columnas, sismo de Kobe (1995); b) topes sísmicos, sismo de Axochiapan (2017).

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Vulnerabilidad sísmica de puentes urbanos de concreto reforzado

Daño 1

Di 0

Aceleración demandada en el puente

Figura 3. Función de vulnerabilidad sísmica de un puente urbano de concreto reforzado.

a ser afectados o dañados por el efecto de un fenómeno perturbador (sismo); es decir, el grado de pérdidas esperadas (Cenapred, 2004b). Para evaluar la vulnerabilidad se pueden utilizar métodos cuantitativos que requieren el empleo de expresiones matemáticas llamadas funciones de vulnerabilidad, que relacionan las consecuencias probables de un sismo sobre un puente con la intensidad (demanda sísmica en términos de la aceleración) que podría generarlas. El cálculo de las funciones de vulnerabilidad se realiza mediante un indicador de daño. Puesto que no se cuenta con bases suficientemente amplias de datos estadísticos sobre daños ocurridos en puentes, con intervalos amplios de valores de los parámetros que definan sus propiedades básicas (rigideces y resistencias) ante la acción de temblores de diversas intensidades, las estimaciones son tomadas de modelos teóricos sobre respuestas dinámicas de prototipos de puentes, en las que se relacionan los niveles de daño y las características de dichas respuestas. En este artículo se hace mención de la falla o daño físico que sufren las columnas de los puentes, debido a que han evidenciado mayor vulnerabilidad sísmica y por considerarlas importantes en el comportamiento global de este tipo de infraestructura. Así, un aspecto importante en la construcción de las funciones de vulnerabilidad es la predicción de la capacidad de deformación de las columnas para diferentes niveles de daño. Para establecer una relación clara entre la distorsión que da lugar a un nivel de daño y los parámetros que repercuten en su desempeño, se puede recurrir a simulaciones numéricas que traten de reproducir la respuesta observada en ensayos de columnas sometidas a carga axial constante y carga lateral alternada, para obtener una base de datos suficientemente amplia y con ello determinar expresiones para evaluar la capacidad de deformación en función de diversos parámetros. Con esta concepción, se obtuvieron (Rivera, 2005a) expresiones para estimar las deformaciones laterales de las columnas cuando alcanzan la fluencia y su capacidad de deformación última. Otro parámetro relevante en la evaluación de la vulnerabilidad sísmica es el que se refiere al cálculo de

las demandas sísmicas en los puentes. Debido a que este tipo de construcciones se pueden idealizar como sistemas de un grado de libertad, es factible emplear algún método simplificado para predecir con buena aproximación las demandas sísmicas de desplazamiento inelástico, tal como se describe en Rivera (2005b). La simplicidad radica en que, en función de las demandas de desplazamiento elástico y de la ductilidad esperada del sistema, se obtienen las demandas de desplazamiento lateral inelástico sin la necesidad de realizar un análisis no lineal paso a paso. Metodología En la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de este tipo de puentes, usando funciones de vulnerabilidad sobre el posible daño físico que pueden tener ante sismos futuros de diferente intensidad, se sigue una metodología simple propuesta en Rivera (2007), la cual se describe a continuación. Se parte de información básica obtenible de una inspección de campo sobre las variables que influyen en el comportamiento sísmico de los puentes, tales como ubicación, tipo de estructuración (puente con columnas en volado o columnas que forman marco en la dirección transversal), gálibo, dimensiones de la sección de las columnas y año de construcción (preguntando a la comunidad del sitio). Con la información anterior se procede a calcular la capacidad de deformación de las columnas ante diferentes niveles de daño (a la fluencia y última), así como la ductilidad esperada en el sistema, para que con base en ello se pueda tener una estimación sobre la intensidad sísmica, en términos de la aceleración, que pueda llevar al colapso del puente. Todo ello permite deducir funciones de vulnerabilidad, que abarcan todas las variables recopiladas de la inspección de campo, cuya ecuación es: IDF (Sai)= 1 – e–au u=

Sai Sau

donde IDF (Sai) es el índice de daño físico que puede variar entre cero y 1, valores que se interpretan como daño nulo y colapso, respectivamente; Sai es la aceleración Tabla 1. Interpretación del índice de daño físico en columnas de puentes (IDF) IDF

Nivel de daño

Vulnerabilidad

0 < IDF < 0.05

Nulo

Muy bajo

0.05 ≤ IDF ≤ 0.15

Ligero

Bajo

0.15 < IDF ≤ 0.40

Moderado

Medio

0.40 < IDF < 0.95

Severo

Alto

0.95 ≤ IDF

Completo

Muy alto

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Vulnerabilidad sísmica de puentes urbanos de concreto reforzado

demandada en el puente cuyo grado de vulnerabilidad se quiere saber; Sau representa la intensidad máxima que lleva al colapso del puente; a y m son variables que dependen de las características de estructuración del puente. La representación gráfica de esta ecuación se muestra en la figura 3. Al evaluar la vulnerabilidad sísmica y el nivel de daño de los puentes por la afectación física en sus columnas, la interpretación de los valores intermedios entre cero y 1 son los que se reflejan en la tabla 1, de acuerdo con Rivera (2007). Esta metodología ha sido calibrada con puentes que han sufrido daños durante la ocurrencia de sismos de gran intensidad, tal como se comenta ampliamente en el trabajo de García (2008). A continuación, se describen un par de casos reales para apreciar el grado de aproximación que tiene esta metodología en la evaluación del nivel de vulnerabilidad sísmica que pueden experimentar los puentes. El primer caso se refiere al viaducto Hanshin Expressway de Kobe, Japón, que tuvo colapsos masivos durante el sismo de 1995. Este puente tenía columnas de sección circular cuyo diámetro era de 3 m, aproximadamente, con una altura de 12 m. La resistencia a la compresión del concreto (f’c) que se tenía registrada era

Predicción IDF = 1.00 Nivel de daño: completo Vulnerabilidad: muy alta IDF 1

0.5

Ai 0.5

1.0 1.5 Aceleración (a/g)

2.0

Tcr = 0.88 s a/g = 1.62

Fuente: García, 2008

Figura 4. Evaluación de la vulnerabilidad sísmica del viaducto Hanshin Expressway.

270 kg/cm2. El refuerzo longitudinal constaba de 180 barras del número 11 en la base, 120 barras a 2.5 m de altura y 60 barras en la parte superior de la columna, mientras que el refuerzo transversal estaba constituido por barras del número 5 cada 30 cm (Kawashima, 2000).

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Vulnerabilidad sísmica de puentes urbanos de concreto reforzado

concreto reforzado o fibra de carbono. En ambos casos se logra buen confinamiento, que contribuye a su capacidad de ductilidad y mejora su desempeño sísmico. Asimismo, se pueden incorporar tecnologías de control de la respuesta sísmica, como son aisladores de base y amortiguadores, que contribuyen a reducir las demandas sísmicas y el nivel de vulnerabilidad de los puentes.

Predicción IDF = 0.07 Nivel de daño: ligero Vulnerabilidad: baja IDF 0.5

Tcr = 0.45 s a/g = 0.73 Ai 0.5

Fuente: García, 2008

1.0 1.5 Aceleración (a/g)

2.0

Figura 5. Evaluación de la vulnerabilidad sísmica del puente de la avenida PIV SR 118 Ruffer.

La demanda de aceleración en la estructura del puente fue de 1.62 de la gravedad, tomando como referencia el espectro de respuesta de la estación KJMA (PEERC, 2005), por lo que el resultado de la evaluación con esta metodología predijo una vulnerabilidad muy alta, con nivel de daño completo, lo cual coincide con lo que realmente ocurrió (véase figura 4). Otro caso de aplicación es el del puente vehicular en la avenida PIV SR 118 Ruffer de Los Ángeles, Estados Unidos, que sufrió daños durante el sismo de Northdrige (1994). Las columnas tenían una sección octagonal con diámetro del orden de 1.88 m, cuya altura alcanzaba los 7.2 m. La resistencia a la compresión del concreto (f’c) era de 250 kg/cm2. El refuerzo longitudinal constaba de 45 barras del número 11, mientras que el refuerzo transversal estaba constituido por barras del número 5 cada 9 cm (Todd, 1994). En la figura 5 se ilustra el resultado de la estimación de la vulnerabilidad sísmica del puente, en donde la metodología predijo una vulnerabilidad baja, con nivel de daño ligero, al ser demandada de la estructura una aceleración de 0.73 de la gravedad, tomando como referencia el espectro de respuesta de la estación B. Hill (PEERC, 2005). Este hecho coincide con el nivel de daño que se aprecia en dicha figura, una pérdida de recubrimiento que no pone en riesgo la seguridad de la estructura. Reducción de la vulnerabilidad sísmica Después de aplicar esta metodología, se pueden identificar puentes urbanos con grados de vulnerabilidad de media a alta. En estos escenarios, es conveniente llevar a cabo una serie de estrategias de rehabilitación a efecto de reducir la vulnerabilidad para que la infraestructura no tenga problemas de operación o de supervivencia. Una de estas estrategias consiste en el refuerzo de las columnas con diferentes técnicas de encamisado:

Conclusiones En este artículo se comentaron los criterios para evaluar la vulnerabilidad sísmica de puentes urbanos de concreto reforzado, así como una metodología simplificada para estimar su grado de vulnerabilidad, poniendo especial atención en el daño físico de las columnas. La metodología se considera adecuada para evaluar el nivel de daño y vulnerabilidad que pueden experimentar este tipo de obras ante la acción de sismos futuros, en razón de que se han hecho calibraciones con puentes que han sufrido daños por terremotos de diferentes intensidades. Se recomienda incorporar tecnologías para el control de la respuesta sísmica, aisladores o amortiguadores, a fin de reducir las demandas sísmicas de zonas en donde se tienen incertidumbres sobre la estimación de dichas demandas, por ejemplo donde se presentan sismos de tipo cortical, para con ello llevar la infraestructura a una menor vulnerabilidad sísmica

Referencias Bitrán, D. (2000). Evaluación del impacto socioeconómico de los principales desastres naturales ocurridos en la República mexicana durante 1999. Cuaderno de Investigación 50. México: Centro Nacional de Prevención de Desastres. Centro Nacional de Prevención de Desastres, Cenapred (2004a). Impacto socioeconómico de los principales desastres ocurridos en la República mexicana en el año 2003. Serie Impacto Socioeconómico de los Desastres en México 5. México. Cenapred (2004b). Guía básica para la elaboración de atlas estatales y municipales de peligros y riesgos. Serie Atlas Nacional de Riesgos. México. García, H. (2008). Evaluación de la vulnerabilidad sísmica de pasos vehiculares urbanos con énfasis en el índice de daño físico en columnas de concreto reforzado. Tesis de especialización en Puentes. México: FES Aragón, UNAM. Kawashima, K. (2000). Impact to Hanshin/Awaji, Japan, earthquake on seismic design and seismic strengtheninig of highway bridges. Instituto Tecnológico de Tokio. Pacific Earthquake Engineering Research Center, PEERC (2005). NGA data base. Universidad de California. Rivera, D. (2005a). Diseño sísmico de columnas de puentes urbanos de concreto reforzado en la Ciudad de México. Tesis de doctorado. México: Coordinación del Posgrado en Ingeniería, UNAM. Rivera, D. (2005b). Revisión de los métodos aproximados para calcular demandas de desplazamiento inelástico en suelos blandos. Memorias del XV Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica. México: SMIS. Rivera, D. (2007). Evaluación simplificada de la vulnerabilidad sísmica de puentes urbanos. Cuaderno Investigación 51. México: Centro Nacional de Prevención de Desastres, Secretaría de Gobernación. Todd, D. (1994). 1994 Northridge earthquake performance of structures, life lines and protection systems. National Institute of Standards and Technology Special Publication 862.

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PLANEACIÓN

Desarrollo de la infraestructura hidráulica en México El CICM ha estado trabajando en lo que podría ser un Plan del Desarrollo de la Infraestructura Hidráulica. Como cualquier plan sectorial de desarrollo, éste debe partir de un diagnóstico de la situación actual y de un marco socioeconómico y una visión a futuro en los que se prevean y analicen los principales problemas del agua por resolver en el corto, mediano y largo plazos para alcanzar mayores niveles de desarrollo social y económico en todas y cada una de las regiones del país. LUIS FRANCISCO ROBLEDO CABELLO Coordinador del Comité de Gerencia de Proyectos del CICM.

El Colegio de Ingenieros Civiles de México ha promovido el establecimiento de un proceso que conduzca a un Plan Nacional para el Desarrollo de la Infraestructura con un horizonte de planeación de 20 años (2021-2040) y una visión de desarrollo nacional, sectorial y regional. Para establecer ese proceso, el gobierno federal dio a conocer su intención de crear un Instituto Autónomo de Planeación de la Infraestructura. En lo que se refiere al agua, el CICM ha estado formulando lo que podría ser un Plan del Desarrollo de la Infraestructura Hidráulica (PNDIH). Como cualquier plan sectorial de desarrollo, el PNDIH debe partir de un diagnóstico de la situación actual y de un marco socioeconómico y una visión a futuro en los que se prevean y analicen los principales problemas del agua por resolver en el corto, mediano y largo plazos para alcanzar mayores niveles de desarrollo social y económico en todas y cada una de las regiones del país. El PNDIH deberá ser congruente con los planes nacionales de otros sectores, tales como el agropecuario, el urbano, el rural y el industrial, los cuales deben formar parte del Plan Nacional de Desarrollo (PND), todos ellos con un horizonte de planeación no menor de 20 años, porque el país no podrá desarrollarse económica y socialmente en la medida necesaria si la visión se limita a programas sexenales. El nuevo PNDIH debe reorientar las políticas y estrategias de desarrollo adoptadas durante los últimos 30 años, tomando en cuenta los factores internacionales que influyen en nuestro desarrollo (globalización de la economía). Debe considerar el marco socioeconómico futuro analizando por lo menos tres escenarios, el histórico, el factible y el deseable, y debe incluir un capítulo

de análisis estadístico de indicadores socioeconómicos sectoriales, regionales, nacionales e internacionales que fundamenten los tres escenarios de desarrollo por su estrecha vinculación con el uso y aprovechamiento futuro del agua, el cual tiene un significado económico, social, ambiental e incluso psicológico que los mexicanos otorgamos a este vital recurso. Agua para el riego y la producción de alimentos Durante más de 35 años se ha marginado la política de desarrollo de la infraestructura del agua para el desarrollo agrícola, lo que ha conducido a una creciente importación de granos agrícolas –10 millones de toneladas anuales, aproximadamente–. Las necesidades alimentarias de la población en los siguientes 20 años aumentarán en forma muy importante, tanto por el crecimiento demográfico como por el mejoramiento en el ingreso per cápita. Adicionalmente, deben considerarse las tendencias internacionales de crecimiento de la demanda de todo tipo de alimentos, debido al rápido desarrollo de la capacidad de consumo de los países emergentes como China e India, así como por el destino de algunos granos básicos hacia usos industriales, como la producción de biocombustibles. Por ello es indispensable el establecimiento de una política nacional de largo plazo (20 años) para la ampliación de la infraestructura agrícola de riego y drenaje en cuatro millones de hectáreas. En los últimos 35 años, como consecuencia de la entrega de los distritos y unidades de riego a las asociaciones de usuarios, la infraestructura de riego y drenaje se ha ido deteriorando por conservación insuficiente, y

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ello ha conducido a la existencia de una superficie de riego que ronda los 2 millones de hectáreas que no se siembra. Es necesario establecer una política de recuperación de superficies de riego, considerando que mediante inversiones relativamente pequeñas se pueden poner en producción en el corto plazo esas superficies con una rentabilidad significativa, tanto social como económica. Los programas y acciones para la ampliación de la infraestructura de riego y drenaje deben iniciarse inmediatamente, empezando por la Se ha marginado la política de desarrollo de la infraestructura del agua para el identificación de dichas superficies, desarrollo agrícola. la elaboración de estudios básicos en todas las especialidades de la ingeniería y los condejado de cultivarse en los últimos años. Esto requiere secuentes e indispensables proyectos ejecutivos. Se planeación, estudios y proyectos ejecutivos. recomienda destinar a partir del año 2020 presupuestos suficientes para estas acciones. Agua para los usos urbanos y rurales A partir del año 2021 continuaría el desarrollo de En el año 2040 el número de localidades urbanas crenuevas obras de infraestructura de riego y drenaje y la cerá, para ser más de 3,000, las cuales alojarán más rehabilitación de las existentes. De esa manera podrá de 100 millones de habitantes; aumentará también el nuestra población evitar el riesgo de depender para su número de poblaciones rurales, que albergarán a 20 misupervivencia de la disponibilidad de granos importallones de habitantes. Por ello es necesario contar con dos. Sería peligroso ignorar esta situación, ya que tal un PNDIH Urbano y Rural que prevea la atención de sus dependencia puede tener connotaciones políticas y necesidades futuras de agua. sociales importantes en el plano internacional, y propiciar El valor que le damos al agua es mayor en las zopresiones políticas y económicas para que México ceda nas áridas y semiáridas, así como donde el desarrollo ante intereses externos. económico y social se encuentra todavía en sus etapas La eficiencia actual en el uso del agua en el sector iniciales, es decir, donde existe un nivel importante de agrícola es muy baja, del orden del 36%. Deben tomarse subdesarrollo y pobreza. las medidas correctivas necesarias; existe el anteceEn las zonas en donde las actividades económicas dente de que, con el propósito de abrir rápidamente reportan mayores beneficios a las comunidades, el agua nuevas superficies de riego al cultivo, la infraestructura empieza a tener una connotación de carácter comercial y que formó parte de los distritos y unidades de riego no de consumo, por lo que es diferente la interpretación de fue suficiente ni adecuada para reducir las pérdidas, lo su importancia; se le otorga un menor valor intrínseco, cual no es imputable a los agricultores. El mejoramiento y se visualiza como un elemento más que puede comde la eficiencia permitirá liberar volúmenes de agua para prarse o venderse, como pueden ser los alimentos, la dobles cultivos, con el consiguiente beneficio económico energía eléctrica o el transporte urbano. para los agricultores y el incremento de la producción; El valor psicológico del agua en el medio rural proen algunos casos incluso para el abastecimiento de viene del hecho de que se interpreta que el recurso es algunas ciudades. un bien de propiedad local, no nacional, el cual es vital Una parte de los canales de riego se dejó sin repara la supervivencia y generador de vida y bienestar. vestimiento; los trabajos de nivelación de las parcelas El valor ambiental del agua es menos claro que el fueron insuficientes y no se construyó la infraestructura valor de su disponibilidad, debido a que el impacto ecopara entregar el agua medida en las parcelas; todo ello lógico es casi imperceptible para el que la contamina, propicia la aplicación de láminas de riego excesivas y el porque su repercusión se da en grupos ajenos a quienes desperdicio del agua. la usan; resulta imprescindible tomar medidas para prePor lo anterior, es indispensable que el nuevo PNDIH servar la calidad del líquido y no impactar negativamente prevea a 20 años las necesidades de agua orientada la sustentabilidad del desarrollo social y económico al desarrollo de la infraestructura para ampliar nuestra aguas abajo de los sitios de descarga. Por ello, el PNDIH frontera agrícola en aproximadamente 4 millones de Urbano y Rural debe considerar el incremento gradual hectáreas, así como la necesaria para el riego de 2 midel tratamiento de las aguas residuales como un objetivo llones de hectáreas que por falta de conservación han insoslayable.

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Desarrollo de la infraestructura hidráulica en México

Existen diferencias regionales de disponibilidad de agua, y también son diferentes las características sociales y económicas de los habitantes de cada región. En algunas áreas son preponderantes las actividades agropecuarias, mientras que en otras el grado de industrialización, de urbanización y de diversificación de las actividades económicas es mucho mayor y no depende de las agropecuarias. Esto determina diferencias en cuanto al valor que el agua tiene para cada una de dichas regiones. Así pues, la planeación del agua no puede omitir el análisis de estas diferencias sociales y regionales; el PNDIH Urbano y Rural debe considerar estas particularidades. Es probable que en los siguientes 20 años la población nacional supere los 140 millones de habitantes, por lo que la demanda de agua aumentará en forma muy importante no sólo para mantener los niveles de bienestar de la población, sino para mejorarlos e incrementar el desarrollo económico. Sin agua no habrá desarrollo ni tranquilidad social. Pero los diferentes escenarios de planeación deben considerar, además del incremento de la población, la estrecha relación que existe entre el crecimiento del producto interno bruto y las demandas de agua. Es conveniente analizar incrementos que vayan del 2 al 7% anual del PIB. Para cada nivel de crecimiento la demanda de agua será diferente en cada uno de los distintos usos del agua y en las diversas regiones del país. Será indispensable formular escenarios para el crecimiento del producto en cada una de las regiones del país y establecer su correlación con el crecimiento de la demanda de agua. La tendencia histórica es hacia mayores crecimientos del PIB en el norte y en el altiplano, en comparación con el sur y el sureste. Para evitar esta indeseable asimetría entre regiones, las políticas económicas del país han de dar mayor impulso al desarrollo económico y al de la infraestructura en las regiones menos favorecidas, para prevenir posibles problemas sociales. Entre esas políticas, programas y acciones tienen una gran importancia las relacionadas con el desarrollo de la infraestructura del agua para usos urbanos y rurales. Sería deseable tomar en cuenta lo siguiente relacionado con los usos del agua urbanos y rurales: • Contar en el plazo más corto posible con un Plan Nacional de Desarrollo Urbano y Rural para basar en él el PNDIH Urbano y Rural, con una visión nacional y regional y para un horizonte de planeación de 20 años. • El PNDIH Urbano y Rural debe ser congruente y reflejarse en el Plan Nacional de Desarrollo. • Es PNDIH Urbano y Rural debe considerar tres escenarios socioeconómicos, tomando en cuenta crecimientos anuales del PIB del 2, 5 y 7 por ciento. • Para cada valor del PIB, la demanda de agua urbana y rural será diferente, así como entre las diferentes regiones del país.

Vinculación del PNDIH con el Plan Nacional de Desarrollo Urbano y Rural Factores determinantes para alcanzar los objetivos de un indispensable Plan Nacional de Desarrollo Urbano y Rural serán la disponibilidad de agua potable para los centros de población, el control de inundaciones y el manejo, tratamiento y eliminación de las aguas residuales. Es probable que el proceso de urbanización del país se acelere por una mayor migración del campo hacia las ciudades y por las políticas migratorias de Estados Unidos. Habrá una mayor concentración de la población en los centros urbanos y menor en las localidades rurales, y este escenario presionará a la infraestructura hidráulica de las ciudades para los usos domésticos, públicos, comerciales e industriales dentro de ellas. Más del 75% de esas ciudades están ubicadas arriba de los 500 metros sobre el nivel del mar, y sólo el 25% abajo. Además, la mayor parte de la población y de las industrias estarán en la parte norte y central del país, donde no existe agua disponible en las cantidades necesarias en la cercanía de las ciudades. Por lo anterior, es indispensable que el Plan Nacional de Desarrollo Urbano establezca entre sus objetivos el racionalizar la distribución de la población y de las actividades económicas hacia otras regiones del país con mayor potencial hidráulico y económico, especialmente si dichas actividades están relacionadas con altas demandas de agua. Las políticas urbanas nacionales y regionales deberán considerar estrategias para inducir la distribución de la población hacia donde sea más conveniente, tales como la facilitación del suelo urbano e industrial, vivienda, transporte público, energía a precios regionales, infraestructura, equipamiento urbano, estímulos fiscales, etcétera. Las ciudades podrían clasificarse en tres tipos. Las primeras serían aquellas cuyo desarrollo es recomendable impulsar, destinando recursos presupuestales federales y locales y las estrategias de inducción antes mencionadas para estimular su crecimiento. El segundo tipo de ciudades serían aquellas que ya tienen una dinámica de desarrollo económico propio que debe respetarse, pero los recursos presupuestales y las estrategias se orientarían a un mejor ordenamiento de sus actividades, sin estimular su crecimiento. Las terceras son las ciudades cuyo ritmo de crecimiento es conveniente disminuir, sin que decrezcan, para amortiguar los crecientes problemas de congestión y su pérdida de calidad de vida por la situación social en proceso de deterioro, incluyendo la escasez de agua potable. No habría que alentar su crecimiento. En los tres casos debe analizarse cuidadosamente la disponibilidad de agua superficial y subterránea para el diseño de las políticas y estrategias. Lo anterior implica concertar planes y programas entre los tres niveles de gobierno, con fundamento en un Plan Nacional de

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Desarrollo Urbano y Rural y en el PNDIH, estableciendo escenarios y metas concertados, y considerando entre otros factores la disponibilidad y la accesibilidad a los recursos hidráulicos y su manejo. El PNDIH y sus correlativos regionales deben analizar las necesidades de cada ciudad y determinar las posibles fuentes de abastecimiento de agua potable a largo plazo, considerando los conflictos actuales y potenciales entre los diferentes usuarios del agua y planteando soluciones sociales, técnicas, económicas y políticas. Es indispensable que el PNDIH establezca los pronósticos de las necesidades de agua en escala nacional y por lo menos a 20 años, pero lo primordial será la determinación de las fuentes de abastecimiento específicas en el plano regional y para cada una de las ciudades, incluyendo las fuentes de abastecimiento para las industrias que se ubiquen lejos de las ciudades. Para determinar la factibilidad de suministrar a las ciudades y localidades rurales los volúmenes de agua necesarios, es indispensable realizar balances hidráulicos para la zona de influencia de cada ciudad. La comparación de los balances hidráulicos con las demandas de agua permitirá precisar las fuentes de abastecimiento potenciales e identificar los posibles conflictos actuales

y futuros entre los diversos usuarios de cada región, analizando y planteando las posibles soluciones. Se estima que no menos de 50 ciudades, entre las de mayor importancia, ya tienen conflictos actuales o los tendrán en los próximos años derivados del cambio de uso del agua, principalmente de agrícola a urbanoindustrial, como ya sucedió entre los usos agrícolas del río Yaqui y los urbano-industriales de la ciudad de Hermosillo. El PNDIH deberá analizar la factibilidad de cubrir las demandas futuras de cada ciudad e industria urbana considerando diferentes escenarios de crecimiento del PIB, por ejemplo, de 3, 5 y 7 por ciento. No sólo será necesario fijar metas en la cobertura de agua potable nacional, sino también planear el desarrollo de infraestructura para garantizar la continuidad y la presión del agua, además de su calidad. Cualquiera de los escenarios de crecimiento de las ciudades implica la aplicación de importantes inversiones en el futuro. El financiamiento de las inversiones en los centros urbanos deberá ser a través o con la garantía de los ingresos provenientes de las tarifas por la prestación de los servicios. Se estima que aproximadamente 60% de las ciudades apenas cubren los costos de operación y manteni-

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miento, y nada de las necesidades de inversión. Un 30% ni siquiera cubre la operación y el mantenimiento; sólo menos del 10% tienen capacidad para cubrir todos los costos de operación y mantenimiento y los montos de inversión a través de endeudamientos con garantía en los ingresos provenientes de las tarifas. Una política diferente y con sentido social debe establecerse dentro del PNDIH Urbano y Rural para destinar mayores recursos a fondo perdido para las poblaciones del medio rural, así como para aquéllas en condiciones de pobreza y menor desarrollo, como las de la región SurSureste. El PNDIH debe incorporar políticas y estrategias para resolver el problema de las decisiones de los congresos locales que frecuentemente impiden las actualizaciones tarifarias a los niveles necesarios, apoyándose en que las tarifas tienen una connotación social y política muy importante; debido a ello, a menudo se fomenta la resistencia social y política para no aceptar niveles tarifarios orientados a lograr la autosuficiencia financiera de los sistemas, y ello continúa deteriorando la situación financiera de los sistemas de agua potable en todo tipo de localidades, desde las megalópolis hasta las del medio rural, lo que agravará los problemas de abastecimiento. Agua para los usos industriales La generación anual de empleos que necesitará el país en el horizonte de planeación al año 2040 sólo podrá lograrse parcialmente en el sector agropecuario; dependerá en mayor medida de los nuevos empleos en el desarrollo industrial. La industria del futuro estará vinculada parcialmente a las medianas y grandes ciudades del país, por lo que el abastecimiento de agua dependerá de la disponibilidad en ellas y las industrias consumirán aproximadamente el 10% de los volúmenes aprovechables. Sin embargo, una parte importante del desarrollo industrial estará ubicado lejos de las ciudades, por ejemplo las industrias minera, forestal, petrolífera, eléctrica, etc., por lo que su abastecimiento de agua no dependerá de las ciudades, sino de fuentes independientes de ellas. Vinculación del PNDIH Industrial con el Plan Nacional de Desarrollo Industrial El PNDIH dependerá en esta parte de la existencia de un Plan Nacional de Desarrollo Industrial, con un escenario de planeación al año 2040 actualizable anualmente. Este segundo plan tiene como objetivo determinar el tipo de industria, el lugar donde se ubicará, su tamaño y las necesidades y calidad del agua para los procesos industriales. El Plan Nacional de Desarrollo Industrial deberá inducir, en la medida de lo posible, la ubicación de las futuras industrias en aquellas regiones donde exista disponibilidad de agua superficial o subterránea para sus procesos, información disponible en los balances hidráulicos por cuencas y acuíferos de la Comisión Nacional del Agua.

El PNDIH Industrial tiene como objetivo, además de inducir la instalación de las industrias en donde haya disponibilidad de agua, el constituir reservas de aguas superficiales y subterráneas para asegurar el desarrollo futuro, y con ello la generación de empleos. Debe tenerse presente que las inversiones en el desarrollo de la infraestructura hidráulica derivada del PNDIH Industrial se harán con cargo principalmente a las empresas privadas, excepto las industrias paraestatales. Es indispensable que nuestro país cuente con un Plan Nacional de Desarrollo Industrial apoyado en planes regionales y estatales similares. Es conveniente que las entidades federativas cuenten con planes estatales industriales congruentes con el plan nacional. El PNDIH Industrial y el Plan Nacional de Desarrollo Industrial deben ser congruentes. Las industrias más importantes del país tienen y tendrán en el futuro sus propias fuentes de abastecimiento independientes de las redes municipales, con aguas subterráneas o superficiales concesionadas por el gobierno federal. El 85% del agua industrial procede de fuentes subterráneas, y los 104 acuíferos principales del país en donde se ubica la industria más importante están sobreexplotados y su estado continúa deteriorándose. Un problema que agrava la situación del abastecimiento de agua a las industrias es que el 80% de la producción industrial está en las zonas norte y central del país, y en la mayoría de sus regiones ya no existe suficiente disponibilidad. El concesionamiento de aguas a la industria conlleva el pago de derechos de los usuarios industriales por las extracciones que realizan, recursos que el gobierno federal podría destinar a cubrir las necesidades de los servicios de agua potable, drenaje y saneamiento en los centros urbanos y rurales de todo el país. Se considera que el monto de estos derechos puede aumentarse sustancialmente, sin que represente un incremento significativo del costo para la producción industrial. Conclusiones Es importante para el país contar con un Plan Nacional de Desarrollo de la Infraestructura elaborado con la intervención de un Instituto Autónomo de Planeación de la Infraestructura, en el cual participaría el CICM con sus expertos de los diversos comités técnicos. Como parte del Plan Nacional de Desarrollo de la Infraestructura, es necesario implementar un Plan Nacional del Desarrollo de la Infraestructura Hidráulica (PNDIH) por regiones y usos del agua. El PNDIH deberá fundamentarse en un Plan Nacional del Desarrollo Agrícola, en un Plan Nacional de Desarrollo Urbano y Rural y en un Plan Nacional de Desarrollo Industrial, entre otros

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HIDRÁULICA

Equipamiento de infraestructura hidroagrícola para generación hidroeléctrica Existen diversos esquemas de aprovechamiento con posibilidades de desarrollo y expectativas de rentabilidad y bajos impactos sociales y ambientales: centrales de almacenamiento de energía por bombeo, equipamiento de infraestructura y modernización/ repotenciación de centrales; centrales socialmente aceptables y ambientalmente amigables a través de micro, mini y pequeña generación, con un enfoque multipropósito, con nuevos esquemas de planeación, diseño y explotación fundamentados en el trinomio agua-energía-alimentos.

30º00’N

25º00’N

20º00’N

LUIS RENDÓN PIMENTEL Ingeniero agrónomo con especialidad en Irrigación, maestría en Riego y drenaje y doctorado en Mecánica de fluidos. Fue coordinador de Riego y Drenaje en el IMTA y gerente de Distritos de Riego de la Conagua. Consultor independiente.

La planeación del sistema eléctrico nacional indica Entre las posibilidades de desarrollo de infraestrucque se requieren 66,912 MW de capacidad adicional tura hidráulica mediante el equipamiento de generación para satisfacer la demanda de energía eléctrica en el se identificó que de las 4,913 estructuras hidráulicas periodo 2018-2032 (Sener, 2017), lo que representa una existentes –entre bordos, presas, etc.– 2,917 tienen poinversión del 7.8% del PIB en los siguientes 15 años. sibilidad de equipamiento (véase figura 1); ya no tienen Se espera una expansión de 36,705 MW instalados al un impacto ambiental, y el impacto social es menor, año 2032 en energías limpias, de los cuales 14,000 MW sólo tiene que agregarse el equipo de generación. En serán eólicos y 11,000 MW, fotovoltaicos. En cambio, se las presas de almacenamiento y en muchos canales estima un crecimiento moderado en la generación hidroeléctrica, de 2% 110°0’0’’ W 100°0’0’’ W 90°0’0’’ W Norte anual en promedio, que corresponde Estados Unidos de América a 2,213 megawatts. Es importante destacar que existen diversos esquemas de aprovechamiento con posibilidades de desarrollo y expectativas de rentabilidad y bajos impactos sociales y ambientales: Golfo centrales de almacenamiento de de México energía por bombeo, equipamiento de infraestructura y modernización/ Proyección Océano Pacífico universal repotenciación de centrales; centrales transversal socialmente aceptables y ambientalde Mercator. mente amigables a través de micro, 0 240 Centroamérica 720 2,917 estructuras hidráulicas mini y pequeña generación, con un 120 480 susceptibles de generación Kilómetros enfoque multipropósito, con nuevos esquemas de planeación, diseño y Fuente: Cenapred. explotación fundamentados en el trinomio agua-energía-alimentos. Figura 1. Infraestructura hidráulica existente con uso para riego y derivadoras. 15º00’N

ANA A. PALACIOS FONSECA Ingeniera civil con maestría en Ingeniería hidráulica. Especialista en hidráulica del IMTA. Sus líneas de investigación son: energías limpias, generación hidroeléctrica, obras hidráulicas, hidrometría y modelación aplicada.

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Equipamiento de infraestructura hidroagrícola para generación hidroeléctrica

20º00’N 15º00’N

90°0’0’’ W

Norte

3 13 19

23 6

25º00’N

30º00’N

110°0’0’’ W 100°0’0’’ W Estados Unidos de América

10 5

Océano Pacífico

12 8

9 14

Golfo de México

1 15

22 4 7 17 25 16 18 21 11

279.85 MW de capacidad y 981.1 GWh de generación 25 estructuras potenciales de 5 a 30 MW

1. Cajón de Peñas 2. Francisco Zarco 3. Lázaro Cárdenas 4. Solís 5. Amata 6. Josefa Ortiz de Domínguez 7. Corazón de María 8. Internacional Anzaldúas 9. Ing. Aurelio Benassini Vizcaíno

10. Francisco I. Madero 11. Presidente Benito Juárez 12. Venustiano Carranza 13. Laguna Colorada 14. Picachos 15. Basilio Badillo 16. Valle de Bravo 17. Javier Rojo Gómez 18. Guadalupe

Proyección universal transversal de Mercator. Centroamérica 0 240 720 120 480 Kilómetros 19. Ing. Rodolfo Félix Valdés 20. Villa Hidalgo 21. Manuel Ávila Camacho 22. El Centenario 23. Ing. Luis L. León 24. Der. Jocoqui 25. Endhó

Fuente: Cenapred.

110°0’0’’ W 100°0’0’’ W Estados Unidos de América

90°0’0’’ W

Norte

15º00’N

20º00’N

25º00’N

30º00’N

Figura 2. Infraestructura existente con potencial de 5 a 30 MW (pequeñas centrales).

Océano Pacífico

Golfo de México

162.25 MW de capacidad y 568.52 GWh de generación 81 estructuras potenciales 1 a 5 MW (minigeneración)

Proyección universal transversal de Mercator. 720 Centroamérica 0 240 120 480 Kilómetros

Fuente: Cenapred.

Figura 3. Infraestructura existente con potencial de 1 a 5 MW (minicentrales).

se tiene carga hidráulica en donde es posible generar energía hidroeléctrica. Potencial en presas existentes Al revisar el volumen de almacenamiento en las presas existentes con posibilidad se ha identificado que 49 de ellas tienen un volumen entre 100 y 3,900 hm3, 115 poseen de 15 a 100 hm3, y 706 tienen de 1 a 100 hm3.

A partir de lo anterior, se recomienda analizar el potencial para estructuras mayores de 15 hm3, pues las menores de este volumen representan un potencial de 0.001 megawatts. Así pues, fueron identificadas 362 estructuras viables que poseen obra de toma y caudal de riego para los rangos de pequeña a microgeneración. La suma del potencial identificado es de 484.41 MW y 1,697 GWh de generación anual: • En pequeña generación se identifican 25 presas que suman 279.85 MW y una generación media anual de 981.10 GWh (véase figura 2). • En minigeneración, se registran 81 estructuras que suman 162.25 MW y una generación de 568.52 GWh (véase figura 3). • En microgeneración, 256 estructuras suman una capacidad de 42.30 MW o 148.24 GWh (véase figura 4). Caudal de riego para generación Se deberá considerar el caudal de operación para riego y los tiempos que se calendaricen en esa actividad (véase tabla 1), y a partir de ello programar la generación hidroeléctrica. Dicho caudal o gasto se calcula en función de la superficie física regada, en hectáreas, y del volumen distribuido, en miles de metros cúbicos (véase figura 5). La información se puede consultar en el sistema de Estadísticas Agrícolas de los Distritos de Riego, de la Conagua (2018), que proporciona información de los 86 distritos de riego que existen en el país (véase figura 6).

Equipamiento en canales de riego para generación hidroeléctrica y como solución a los usuarios del agua De acuerdo con datos 2016-2017 de las estadísticas de riego en México, existen 86 distritos de riego (DR), los cuales manejan un volumen de agua de 30,913.612 Mm³, extraído de diversas fuentes, como son las presas de almacenamiento, las derivaciones de corrientes su-

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Equipamiento de infraestructura hidroagrícola para generación hidroeléctrica

90°0’0’’ W

Norte

15º00’N

20º00’N

25º00’N

30º00’N

mada de acuerdo con los planes de riego. De igual manera, se puede aprovechar la conexión a líneas de distribución y adoptar los esquemas de generación distribuida para alta concentración de centros de carga. Existe la ventaja de que los usuarios de los distritos de Golfo de México riego tienen concesionada el agua Océano Pacífico y la infraestructura. Proyección universal Los actores son las pequetransversal de ñas empresas o microindustrias, Mercator. posiblemente a través de coo720 Centroamérica 0 240 perativas de usuarios; junto con 42.30 MW de capacidad y 148.24 GWh de generación 120 480 inversionistas privados y una em256 estructuras potenciales < 1 MW (microgeneración) Kilómetros presa de operación de la energía Fuente: Cenapred y el mercado podría impulsarse el Figura 4. Infraestructura existente con potencial menor que 1 MW (microcentrales). autoabastecimiento. Es enteramente posible el fomento del trinomio agua-energíaTabla 1. Ciclos de cultivo de los distritos de riego alimentos, en la medida en que Ciclo Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep se cuenta con la infraestructura, Otoño-invierno los permisos, la concesión, los Primavera-verano usuarios, los consumidores o cenPerennes tros de carga, la interconexión a la Segundos cultivos red de distribución o transmisión, etc. Se requiere un análisis de rentabilidad de ese tipo de proyectos. El reto es respetar uuEl reto es respetar los lineamientos de concesión los lineamientos de concesión de agua para riego y no de agua para riego y no violentar la necesidad de violentar la necesidad de agua del distrito. agua del distrito. Es importante también actualizar Es importante también actualizar el censo de conel censo de concesiones y buscar el desarrollo cesiones y buscar el desarrollo de esos proyectos hide esos proyectos hidroeléctricos; establecer una droeléctricos; establecer una metodología que permita utilizar la infraestructura existente, gestionar convenios metodología que permita utilizar la infraestructura con los usuarios de los DR y dar certeza al inversionista existente, gestionar convenios con los usuarios de y protección a quien otorgue autorización, mediante un los DR y dar certeza al inversionista y protección a contrato de arrendamiento de estas estructuras a utilizar, quien otorgue autorización, mediante un contrato para que todas las partes obtengan beneficios. 110°0’0’’ W 100°0’0’’ W Estados Unidos de América

de arrendamiento de estas estructuras a utilizar, para que todas las partes obtengan beneficios.

perficiales, los acuíferos y las plantas de bombeo de aguas superficiales. La fuente principal son las presas de almacenamiento, que en el año agrícola 2016-2017 aportaron el 70.7% del volumen total extraído. El agua para riego se extrae desde las fuentes de abastecimiento y es conducida hasta las parcelas por una red de canales, principalmente. En las presas de almacenamiento y en muchos canales existe carga hidráulica donde es posible generar energía hidroeléctrica con el movimiento del agua. Están identificados 54 distritos de riego en los que existe al menos un punto para generar energía hidroeléctrica (véase figura 7). El tema social se puede gestionar mediante una asociación, debido a que el canal está concesionado a los usuarios y la generación está progra-

Conclusiones Una alternativa de desarrollo hidroeléctrico es el aprovechamiento de la infraestructura hidráulica existente, con lo cual la inversión es pequeña, ya que sólo tiene que agregarse la infraestructura de generación. Se trata de proyectos socialmente aceptables y ambientalmente amigables, fundamentados en el trinomio agua-energíaalimentación. Existen presas de almacenamiento y canales de riego donde resulta posible generar energía. En presas de almacenamiento se identifican 362 estructuras viables que cuentan con obra de toma y caudal de riego. Asimismo, en los 86 distritos de riego se identifican 54 con al menos un punto en los canales donde se puede generar energía. El tema social puede gestionarse como una asociación, donde los usuarios participen para el autoabastecimiento y la venta de la energía me-

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Equipamiento de infraestructura hidroagrícola para generación hidroeléctrica

Primeros cultivos 2,365,141

2011-2012

2,350,448

2012-2013 2,146,246

28,000,000

Segundos cultivos

133,877 179,061

2,300,399

2013-2014 2014-2015

26,000,000

20,000,000

Total volumen distribuido (miles de metros cúbicos)

24,000,000

Total superficie física regada (ha) Primeros cultivos Segundos cultivos 2011-2012 23,784,152 1,892,171 2012-2013 22,937,820 2,672,816 2013-2014 22,508,332 3,987,515 3,935,565 22,883,485 2014-2015

470,000

450,000

390,000

370,000

2011-2012 2012-2013 2013-2014 2014-2015

430,000

Segundos cultivos 443,742 27,865 434,125 39,263 428,485 40,844 410,582 40,366 410,000

Primeros cultivos

22,000,000

Total usuarios

237,926 239,451

1,900,000 2,000,000 2,100,000 2,200,000 2,300,000 2,400,000 2,500,000 2,600,000 Figura 5. Estadísticas Agrícolas de los Distritos de Riego 2011-2015. 110°0’0’’ W

100°0’0’’ W

90°0’0’’ W

Norte

25º00’N

30º00’N

Estados Unidos de América

Simbología Infraestructura hidráulica existente

Océano Pacífico

15º00’N

20º00’N

Golfo de México

Distritos de riego

Centroamérica

Proyección universal transversal de Mercator. 720 0 240 120 480 Kilómetros

Fuente: Cenapred.

Figura 6. Infraestructura existente y distritos de riego.

diante pequeñas empresas o sociedades de usuarios y se respeten los lineamientos de concesión del agua para riego Referencias Conagua (2018). Estadísticas Agrícolas de los Distritos de Riego. Disponible en: https://www.gob.mx/conagua/documentos/estadisticasagricolas-de-los-distritos-de-riego Secretaría de Energía, Sener (2017). Programa de Desarrollo del Sector Eléctrico Nacional, Prodesen 2017-2031.

Figura 7. DR 014, Río Colorado, Baja California y Sonora.

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ALREDEDOR DEL MUNDO

Bajo los fiordos de Noruega: el túnel Rogfast Noruega es calificada como un país pequeño –su población no rebasa los 5 millones de personas– con grandes ambiciones en materia de vías terrestres, especialmente carreteras. Muestra de ello son las grandes obras de infraestructura vial que cada tantos años llaman la atención mundial. La más reciente es el proyecto del túnel Rogfast, que con 27 km será el más largo de su tipo en ese país y uno de los más profundos del mundo.

Construcción de los túneles Se están usando una gama de técnicas de perforación de túneles para hacer frente al reto de excavar por debajo de los fiordos. El túnel Ryfast, cuya conclusión tendrá lugar en este 2019, alcanza una profundidad de 292 metros. Se encuentra al este de Stavanger, la cuarta ciudad más grande de Noruega.

Vestre Bokn

Rogfast Kvitsøy Stavanger

Figura 1. Trazo del túnel Rogfast.

Al igual que en Laerdal, en toda la longitud del túnel se trabajó instalando una iluminación especial cuya función es mantener alertas a los conductores durante el largo trayecto subterráneo y contribuir así a la seguridad en la vía. Los 27 km de los túneles gemelos Rogfast, al oeste de Stavanger, se encuentran en construcción. Esta obra constituirá un enlace fundamental en un enorme proyecto de vía costera, conocido como carretera E39, el cual está planeado para un periodo de 30 años en total e incluye cruces de numerosos fiordos a lo largo de sus 1,100 km de longitud. Rogfast será solamente un poco más largo que Laerdal, pero mucho más profundo: a 392 metros bajo tierra. Establecerá un nuevo récord de longitud y profundidad para un túnel carretero de su tipo, y todo un reto incluso tratándose de un proyecto con metodología de perforación que podría calificarse como convencional.

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La costa occidental de Noruega es famosa en todo el mundo por la gran cantidad de fiordos que penetran en la tierra firme hasta una distancia considerable. Algunos constituyen obstáculos muy difíciles de salvar, pues llegan a alcanzar hasta 5 km de anchura y más de 1 km de profundidad; los menos profundos alcanzan por lo menos 400 metros. Se conoce como fiordo a un golfo estrecho y profundo ubicado entre laderas escarpadas. La palabra, del nórdico antiguo fjorðr, designaba también a cualquier cuerpo de agua similar a un lago, y, en su acepción más primitiva, el indoeuropeo pertu significa “lugar de cruce”. En Noruega hay ya una considerable experiencia con la construcción de túneles en roca dura. Uno de los ejemplos más notables en décadas recientes es el túnel Laerdal entre Oslo y Bergen (véase IC 537, enero de 2014), de 24.5 km, que se inauguró en el año 2000. Destaca que en aquel país no sólo se trata de construcciones de ingeniería eficientes: en Laerdal se hizo también un gran esfuerzo para minimizar la monotonía que enfrentaban los conductores al tener que transitar durante al menos 20 minutos por el túnel; por ello se añadieron tres grandes espacios de descanso a intervalos de 6 km, además de un manejo de la iluminación que busca evitar el aburrimiento sin atrapar demasiada atención del usuario.

Su construcción fue autorizada por el gobierno noruego en 2017, y las obras en el sitio comenzaron en enero de 2018 con la excavación de un túnel en el extremo sur; la estación de trabajo en el portal norte comenzó a operar en marzo del mismo año. El acceso sur, a poca distancia de Stavanger, tiene una longitud de 700 m, lo que hizo relativamente sencillo el trabajo en él; en contraste, en el portal norte, que cuenta con 1,900 m de extensión, tuvieron que hacerse dos perforaciones, una para el acceso al sitio y otra para ventilación durante la construcción. Ambos accesos quedaron terminados a principios de 2019. Es en la parte norte del túnel donde se alcanzará la profundidad de 392 metros, mientras que en el lado sur se llega a un máximo de 290 m. Los túneles gemelos tendrán un diámetro de 10.5 m y dos carriles transitables cada uno. Habrá también tres enlaces entre ambos túneles gemelos, dos de ellos cerca de la superficie, en los extremos del túnel, y uno aproximadamente a mitad del trazo, desde donde la obra se conectará con las islas Kvitsøy que alojan a una comunidad de apenas unos 500 habitantes (véase figura 1). Esta conexión se hará mediante un acceso en forma de espiral de 4 km de largo. Esta “rampa” será al mismo tiempo la principal forma de acceso para el equipo de construcción durante los siete años que durarán los trabajos, a la vez que fungirá como vía de emergencia tanto para la etapa de excavaciones como para cuando el túnel esté terminado y en operación. El recubrimiento interior de los túneles será a base de tableros de concreto prefabricado sujetados a las paredes de roca. Al igual que mucho del suelo de Noruega, en el trazo del túnel se encuentra un granito extremadamente duro, a lo que se suma la complejidad geológica en las cercanías del fiordo, con rocas sedimentarias y en general más suaves. Por seguridad, se mantendrá una capa de un mínimo de 50 metros de roca entre el túnel y el lecho marino en todo el trazo. También como medida de seguridad se establecerán conexiones de entre 8 y 12 metros de diámetro entre los túneles paralelos cada 250 metros (véase figura 2); por último, en intervalos de 125 m habrá acotamientos para paradas de emergencia. Puesto que la ventilación es de suma importancia en obras subterráneas, en especial ante el flujo automovilístico esperado, el punto central en Kvitsøy contará con dos enormes pozos de ventilación de 10 metros de diámetro que irán desde la superficie, cerca del acceso a la rampa, hasta un complejo de maquinaria de servicios y bombeo 250 metros más abajo, el nivel que en ese punto tiene el túnel principal; estos conductos verticales se harán con la misma tecnología utilizada en minas como las de Sudáfrica –que llegan a alcanzar un kilómetro de profundidad– y en el Alptransit –la red de profundos túneles ferroviarios en Suiza–. Uno de los conductos inyectará aire fresco a los espacios subterráneos, mientras que el otro expulsará los gases emitidos por los automóviles. IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 598 junio de 2019

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Bajo los fiordos de Noruega: el túnel Rogfast

Figura 2. Conexión entre los túneles gemelos como medida de seguridad.

También habrá un sistema similar de ventilación cerca de cada portal del túnel, con conductos de diámetros ligeramente menores: entre 7 y 8 metros, y profundidad de 150 metros. Se prevé que éstos se excaven utilizando barrenadoras de elevación (método conocido como raise boring). A diferencia de muchos otros túneles en la Península Escandinava, en este caso la protección ante el hielo y temperaturas muy frías no está entre las principales

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Bajo los fiordos de Noruega: el túnel Rogfast

Las obras de excavación en Rogfast comenzaron en enero de 2018.

uuEs en la parte norte del túnel donde se alcanzará la profundidad de 392 metros, mientras que en el lado sur se llega a un máximo de 290 m. Los túneles gemelos tendrán un diámetro de 10.5 m y dos carriles transitables cada uno. Habrá también tres enlaces entre ambos túneles gemelos, dos de ellos cerca de la superficie, en los extremos del túnel, y uno aproximadamente a mitad del trazo. preocupaciones. La costa occidental de Noruega aún recibe calor de la Corriente del Golfo –que va desde el Golfo de México hasta el Atlántico norte–; de esta forma, las nevadas y temperaturas de muchos grados bajo cero son sólo ocasionales. Destaca la enorme cantidad de material que se extraerá: alrededor de 8.5 millones de metros cúbicos de roca que se usarán, en su mayoría, para ganar terrenos al mar en otros puntos de la costa. Con respecto a la seguridad, se instalarán equipos de videovigilancia a lo largo de la estructura en combinación con sistemas de detección con radar, con los cuales se identificarán rápidamente congestionamientos y accidentes en el interior. El centro de control de seguridad se ubicará en la cercana ciudad de Bergen. Se está considerando también un sistema electrónico de detección de incendios con cables termosensibles. Aunque tal tecnología aún no es común en este tipo de obras, la alternativa se toma en cuenta debido a que este túnel se encuentra en la más alta de las cinco categorías en Noruega; esta clasificación se basa en la carga vehicular, y en el caso del Rogfast se espera un flujo que rebasará las 30 mil unidades diarias desde su inauguración en el año 2026. Ryfast, el otro túnel, servirá como aprendizaje para la toma de decisiones puntuales sobre la seguridad en Rogfast. Carretera costera El túnel Rogfast es parte de un proyecto de infraestructura cuya construcción se prolongará por algunas déca-

das: la renovación, mejora y unificación de la carretera costera E39. Si bien la ruta ya existe, hoy en día recorrerla totalmente en automóvil toma 21 horas en el mejor de los casos, puesto que deben abordarse 11 transbordadores (ferrys). Con la construcción de cruces automovilísticos fijos, para el año 2035 se pretende reducir ese tiempo de recorrido a 11 horas, en un trazo que prescindirá de dichos transbordadores en los 1,100 km entre Trondheim y Kristiansand, ambas importantes ciudades costeras. Actualmente, además del túnel Rogfast, se construye un ramal o vía auxiliar también subterránea de 4 km al norte de Ryfast, que pasa por debajo de la ciudad de Stavanger y constituye una primera etapa en la mejora y ampliación de la carretera. Otras cuatro secciones viales importantes de la E39 serán: • Fiordo Romdals. Se construirá un túnel convencional de 16 km de longitud, el cual cruzará por debajo de un conjunto de ensenadas y de la ladera montañosa. Emergerá en un canal, donde se requerirá construir un puente colgante de 2 km de longitud, con un vano central de 1,625 metros (estará entre los cinco más largos del mundo). • Fiordo Bjørn. Se está pensando en un túnel flotante (puede consultarse más información sobre esta tecnología en IC 569, octubre de 2016) para este estrecho de 5 km de anchura y 600 m de profundidad. • Fiordo Sula. Para cruzar sus 4 km de anchura se están considerando las opciones de un puente colgante o un túnel flotante que estaría 20 m bajo la superficie, anclado con cables sujetos a bases de concreto incrustadas en el lecho marino. • Fiordo Sogne. Se ubica aproximadamente a la mitad de la carretera E39 y es el más grande de Noruega, por lo que también alberga una importante actividad marítima. El punto más viable para un cruce carretero tiene una distancia de 3.7 km de orilla a orilla y una profundidad de 1.3 km. Las cuatro opciones que se consideran son: a) un puente colgante más largo que los que existen hoy en día, lo cual requeriría torres de unos 450 m de altura; b) un túnel flotante; c) otro puente colgante pero con varios vanos principales, con torres de acero construidas utilizando las técnicas de las plataformas petroleras del Mar del Norte, y d) un puente atirantado flotante sobre grandes pontones

Elaborado por Helios con información de: https://www.norwegianamerican.com/norsk/loanword-fjord-is-one-offew-in-english-with-rare-consonant-combo/ https://www.newcivilengineer.com/future-of-tunnelling-norways-ro gfast-tunnel/10038898.article https://www.worldhighways.com/categories/road-highway-structures/ features/norways-massive-rogfast-tunnel-project/ https://www.vegvesen.no/Europaveg/e39rogfast/In+English ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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Octubre 28 al 30 4˚Congreso de Ingeniería, Ciencia y Gestión Ambiental y 5th International Conference of Greening of the Industry Network Asociación Mexicana de Ingeniería, Ciencia y Gestión Ambiental, A. C. Ciudad de México www.congresoamica2019.com

Los sueños de la serpiente Alberto Ruy Sánchez Alfaguara, 2017 Para recuperar la memoria, un hombre centenario, encerrado en un psiquiátrico, escribe y dibuja sobre los muros de su celda los recuerdos que va recuperando. Esto lo lanza a una aventura por las grandes ilusiones y desilusiones de su siglo, y a descubrir las múltiples vidas que lo habitan. Tiene que inventar a sus ancestros y dejar que destile una verdad más profunda. Tiene que inventarse a sí mismo a partir de unos cuantos jirones de recuerdos o delirios. Su misterio se va desentrañando con sobresaltos, silencios y desbordamientos: aparentemente es un mexicano emigrado a Estados Unidos, convertido en trabajador automotriz, enamorado frustrado de la mujer que sería seducida utilitariamente por el asesino de Trotsky. Emigrado de nuevo a la Unión Soviética, se vuelve obrero en la planta armadora que Henry Ford le vendió a Stalin para crear una utópica Detroit en ese país. Fue tutor de inglés de Sergo Beria, hijo del jefe de la Policía Secreta rusa, de la que fue más de una vez peón y víctima. Finalmente será el calígrafo y constructor de este peculiar laberinto. En el centenario de la Revolución Soviética, su testimonio es una cámara de ecos tan entusiastas como adoloridos. Su catatonia y su despertar son los del siglo

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Noviembre 20 al 23 XXII Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica “Resiliencia de las construcciones ante fenómenos naturales: viento y sismo” Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica, A. C., Monterrey, México www.smis.org.mx Noviembre 26 al 28 30 Congreso Nacional de Ingeniería Civil Colegio de Ingenieros Civiles de México, A. C. Ciudad de México cicm.org.mx

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