R-78 junio 2015 "Agua"

Modelación Hidráulica Herramienta para la Gestión Integral del Sistema Principal de Drenaje de la ZMVM

La problemática de la planeación en el sector hidríco/17

Vector

Nº 78 Junio 2015 Costo

$ 50.00

El Túnel No. 3/25

La participación de la ingeniería civil en la infraestructura del agua/31

Pont Du Gard/35

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Vector Junio 2015

Índice

En portada

AMIVTAC

•Ingeniería Civil del Siglo XXI

La Modelación Hidráulica como Herramienta para la Gestión Integral del Sistema Principal de Drenaje de la ZMVM/4

Instituto Mexicano de la Construcción en Acero

• Empresas y Empresarios

—FESTER—Grouts Fester/13

• Suplemento especial Infraestructura

—La problemática de la planeación en el sector hidríco/17

•Maravillas de la Ingeniería

—El Túnel No. 3/25

—La participación de la ingeniería civil en la infraestructura del agua/31

•Historia de la Ingeniería Civil

—Pont Du Gard/35

•Libros

— Cultura del agua/40

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Editorial Cozumel # 63-A • Col. Roma Norte C.P. 06700 México, D.F. Tel. (55) 5256 1978

Carlos Arnulfo López López Leopoldo Espinosa Benavides José Rafael Giorgana Pedrero Roberto Avelar López Manuel Linss Luján Jorge Damián Valencia Ramírez Enrique Dau Flores CONSEJO EDITORIAL Raúl Huerta Martínez DIRECTOR GENERAL Daniel Anaya González DIRECTOR EJECUTIVO Patricia Ruiz Islas DIRECTORA EDITORIAL Daniel Amando Leyva González JEFE DE INFORMACIÓN Ana Silvia Rábago Cordero COLABORACION ESPECIAL

La necesidad de una nueva visión del agua El agua es un elemento vital para garantizar la supervivencia, el bienestar y la salud de los seres humanos, para la preservación de los ecosistemas y para sostener el desarrollo económico; pero es un recurso finito, escaso y desigualmente distribuido en el tiempo y en el espacio.

Del total del agua en el mundo, sólo el 2.5% es agua dulce; luego, de toda el agua dulce existente, el 69% se encuentra en los casquetes polares y en las cumbres más altas. Otro 30% se encuentra en los acuíferos profundos y en la humedad del suelo y plantas y sólo el 1% puede ser aprovechable para el consumo porque se encuentra disponible en ríos, lagos y acuíferos económicamente explotables.

Por otra parte, la emisión desmedida de gases de efecto invernadero a la atmósfera ha alterado el ciclo hidrológico y generado otros efectos indeseables como cambios en el clima de grandes regiones, deshielos en las masas polares y cumbres altas, elevación del nivel medio del mar, sequías intensas e inundaciones devastadoras; de tal suerte, que países, regiones y ciudades de todas partes del mundo, enfrentan hoy no sólo graves problemas de escasez y contaminación de cauces y cuerpos de agua, sino también de manejo de situaciones de emergencia asociadas a fenómenos hidrometeorológicos extremos.

Historia de la ingeniería civil

CORRECCIÓN DE ESTILO Iman Publiarte Nallely Morales Luna DISEÑO

Ernesto Velázquez García DIRECTOR DE DISTRIBUCIÓN Aide Celeste Cruz Martínez WEB MASTER Carlos Hernández Sánchez DIRECTOR DE PROYECTOS ESPECIALES Herminia Piña González DIRECTORA COMERCIAL Myrna Contreras García DIRECTORA DE ADMINISTRACIÓN Publicomp/Catalina Mariles Ortega IMPRESIÓN

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Esta afectación de los ecosistemas, el desequilibrio de los sistemas hidrológicos, la deforestación y la degradación de los suelos que observamos, prueban que algunos aspectos fundamentales de nuestro desarrollo han fallado. Por ello, tenemos que replantearnos el modo de funcionamiento y organización de las instituciones del agua, de los sistemas financieros, los contenidos de las leyes, reglamentaciones y regulaciones, así como las formas en que administramos, manejamos y planificamos los usos y aprovechamientos de este recurso.

Esto es, se requiere de una nueva visión de los recursos hídricos para garantizar la satisfacción de las necesidades de las sociedades actuales y permitir que las nuevas y futuras generaciones satisfagan las propias y disfruten de un medio ambiente saludable.

“Uno de los grandes retos p ara la ingeniería hidráulica alre de dor del mundo, es lograr el control y manejo de las aguas, sobre to do en las imp ortantes concentraciones urb anas, ya que esto representa prop orcionar un ade cuado ser vicio y seguridad a las p ersonas que las habitan y sus bienes. La Ciudad de M éxico, no es una excep ción: p or su lo calización ge ográfica, mor fología y extensión, sustentarla ha re querido del incesante esfuerzo de los ingenieros mexicanos que desde su fundación, hace casi 70 0 años, han ap ortado sus cono cimientos p ara este fin” Ing. Guillermo Leal Báez

REVISTA VECTOR, Año 8, Número 78, Junio 2015, es una publicación mensual editada, diseñada y distribuida por Comunicaciones La Labor, S. A. de C.V. Cozumel 63 – A, Col. Roma Norte, Delegación Cuauhtémoc, C.P. 06700, Tel. 5256 – 1978, www.revistavector.com.mx, daniel.anaya@revistavector.com.mx •Editor responsable: Daniel Anaya González. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2011- 010512575900-102, ISSN: (En trámite) Licitud de Título y contenido: Certificado No. 15819 Expediente CCPRI/3/TC/13/19755, ambos otorgados por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Permiso SEPOMEX No. IM09- 0754. Impresa por Publicomp/Catalina Mariles Ortega, Calz. de la Viga 577 Col. Nueva Santa Anita, Iztacalco, C.P. 08210, Tel.5579 3675. Este número se terminó de imprimir el 5 de Junio 2015 con un tiraje de 8,000 ejemplares. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Editor.

3 Punto de Origen

Alfredo Ruiz Islas

Ingeniería civil del siglo XXI

4

La Modelación Hidráulica como Herramienta para la Gestión Integral del Sistema Principal de Drenaje de la

ZMVM Introducción

El crecimiento acelerado de las grandes ciudades alrededor del mundo lleva implícito un incremento continuo de la demanda de más y mejores servicios, cuya eficiencia depende de diferentes factores, entre los que destacan: el tipo de infraestructura existente; la planeación del crecimiento a corto, mediano y largo plazo; la expansión física; la operación; la conservación y el mantenimiento.

Las sociedades en general, a menudo se preocupan mucho más por los servicios y la infraestructura que les proporciona un beneficio inmediato, que facilita su vida cotidiana o simplemente por aquella que es utilizada con mayor frecuencia, como puede ser el caso de las comunicaciones. Difícilmente las personas atienden o se interesan por la infraestructura que, aun siendo vital para la vida de una ciudad, les genera un sentimiento de riesgo para sí o sus bienes, tal es el caso de los sistemas de drenaje. Este tipo de infraestructura, normalmente oculta en las grandes ciudades, sólo es observada por la población cuando sufre daños, es rebasada en su capacidad de diseño o cuando provoca afectaciones importantes.

FOTOGRAFÍA CORTESÍA DE CONAGUA

Refiriéndonos a los sistemas de drenaje, cuando las poblaciones alcanzan cierta extensión, un número importante de habitantes o simplemente se localizan en zonas que por su topografía requieren del diseño de complejos sistemas, las soluciones reclaman mayor nivel técnico, de conocimiento de la ciencia y de la aplicación de nueva tecnología que se desarrolla inclusive en otros países.

Para proporcionar un adecuado servicio, no sólo se debe analizar el estado físico y el crecimiento de la infraestructura con el fin de alcanzar mayor co-

bertura, sino también la operación de los subsistemas que la conforman bajo cualquier horizonte de análisis; es decir, para resolver el adecuado desalojo de las aguas, se debe pensar en tres etapas fundamentales: la primera, consiste en realizar un adecuado diagnóstico del estado y funcionamiento hidráulico de la infraestructura existente; en la segunda, se deben realizar estudios detallados de los que se desprendan propuestas de mejoramiento, mismas que pueden incluir el diseño y la construcción de nuevas estructuras y conductos; por último, en la tercera, es necesario conocer el funcionamiento hidráulico bajo diferentes políticas de operación que permitan optimizar su manejo, vigilando siempre disminuir los riesgos de fallas y daños a la población.

Ninguna de las tres etapas antes descritas resulta fácil de resolver cuando se estudian grandes y complejos sistemas de drenaje, por lo que desde hace años, algunas universidades, institutos técnicos especializados y empresas privadas alrededor del planeta, se han dedicado al desarrollo de programas de cómputo que resuelven este tipo de análisis.

Hoy en día, la implementación de modelos de simulación matemática permite que los profesionales encargados de esta tarea logren, a través de proponer un número importante de alternativas de solución, encontrar aquella combinación de crecimiento de la infraestructura y operación de los subsistemas y estructuras especiales que proporciona un mejor servicio, con bajos costos y altos factores de seguridad.

El caso de la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM), es tal vez uno de los mejores ejemplos que puedan mostrarse a nivel global, ya que desde su fundación, los técnicos encargados de sanear la ciudad y mantenerla a salvo ante las amenazantes inundaciones, han trabajado constantemente a través de casi setecientos años (1325 – 2015) con el fin de darle viabilidad y seguridad al desarrollo y crecimiento de la metrópoli, y son actualmente estos técnicos quienes, apoyados en modelos de simulación matemática, han logrado analizar el funcionamiento hidráulico, mejorar la operación, proponer su expansión y diseñar los nuevos conductos y estructuras que conforman el complejo Sistema de Drenaje de la ZMVM.

5 Ingeniería civil del siglo XXI

Prácticamente, en todos los centros de población alrededor del mundo, no importando su tamaño, existen Organismos Operadores gubernamentales o privados, que se encargan de la planeación, operación, construcción y mantenimiento de los sistemas de agua potable y alcantarillado; son estos organismos los que día con día enfrentan los grandes retos que representan servir a la población con oportunidad y calidad y, sobre todo, el crecimiento incesante que demanda mayor cobertura, el ajuste de capacidad y la garantía de su funcionalidad.

6 Ingeniería civil del siglo XXI

Origen del Sistema de Drenaje de la ZMVM Por tratarse de una cuenca de tipo endorreica, en las zonas de baja elevación del Valle de México antiguamente se encontraba un extenso sistema de canales y lagos, mismo que era alimentado por los grandes volúmenes escurridos que generan las precipitaciones torrenciales que inciden en las zonas montañosas y que alcanzan un promedio anual de 800 mm.

Como consecuencia de carecer de una descarga natural de la cuenca, entre los años 1325 y 1900, las acciones por mantener la ciudad a salvo de inundaciones se centraron en la regulación y control de los niveles de los lagos, siempre procurando que el nivel en el lago de México, donde se localizaba el centro de la ciudad, registrara la menor elevación del agua; para ello se implementaron bordos o diques construidos con pilotes de madera, roca y tierra que contaban con sistemas de compuertas, a través de los cuales era posible aislar el centro de población y dirigir los escurrimientos hacia los cuerpos de agua que permitían regularlos. La principal estructura tenía una longitud aproximada de 16 km y 7 m de ancho, y su trazo unía Iztapalapa con Atzacoalco, separando así el lago de México del de Texcoco, este dique fue la obra más importante de la ingeniería hidráulica prehispánica y se conoció como “Dique de Nezahualcóyotl”. Sin embargo, ante la incidencia de fuertes precipitaciones, el control de los niveles de los lagos no siempre resultaba suficiente para evitar inundaciones que incluso llegaban a durar varios meses y provocaban fuertes daños a la población y su

salud, ya que aún con estas obras, no se lograba el saneamiento de la zona.

Debido a lo anterior, se realizaron diferentes proyectos enfocados a construir una salida artificial de la cuenca que permitiera drenarla y desecar los lagos, y con ello obtener la suficiente capacidad de desalojo para sanear la ciudad, así como la de regulación para hacerle frente a las grandes avenidas. Como resultado de estas acciones, el 17 de marzo de 1900 se puso en operación una gran obra hidráulica que consistía en un canal de 47.5 km de longitud, un túnel de aproximadamente 10 km que cruza la Sierra de Tequisquiac, y un Tajo a cielo abierto de 2.5 km que desemboca en el río Tula, conducto que se conoce como “Gran Canal del Desagüe” y que representa la primera salida artificial de la cuenca (ver Figura 1).

Al lograr el control y desalojo de las aguas, así como la desecación de los lagos, se propició la consolidación, desarrollo y crecimiento de la ciudad, esta situación dio origen a la construcción de uno de los más grandes y complejos sistemas de drenaje del mundo, mismo que, a la fecha, está integrado por presas y lagunas de regulación, ríos, canales, conductos superficiales, sistemas de colectores, túneles semiprofundos y profundos y estaciones de bombeo, entre otras importantes obras hidráulicas.

Por otra parte, el suelo sobre el cual se localiza la Ciudad de México se constituye principalmente de sedimentos heterogéneos, volcánicos y lacus-

tres. En general, el subsuelo tiene un contenido de agua mayor al 400%, un índice de plasticidad superior al 300% y un índice de compresión que alcanza valores de 10, lo que lo clasifica como un suelo altamente compresible y deformable de baja resistencia.

Aunado a lo anterior, la sobreexplotación de los mantos acuíferos que yacen bajo la ciudad (para suministro de agua potable a la propia población), provoca hundimientos regionales que registran altas velocidades, las cuales llegan a ser de hasta 30 cm por año en las zonas oriente y suroriente.

Los hundimientos regionales han ocasionado que la capacidad de conducción y desalojo del sistema de drenaje superficial año con año se vea gravemente disminuida, lo que ha obligado la construcción de túneles semiprofundos y profundos que garantizan una mayor vida útil, dado que éstos sufren menor pérdida de capacidad por el hecho de alojarse a profundidades que son menormente afectadas por los hundimientos superficiales del suelo. Debido a este fenómeno y al explosivo crecimiento de la ciudad, entre los años 1900 y 1950, el Gran Canal del Desagüe resultó insuficiente para el desalojo de las aguas de lluvia, por lo que fue necesario proyectar y construir el Segundo Túnel del Gran Canal del Desagüe en 1954, como apoyo para la primera salida artificial.

No obstante, la demanda de desalojo siguió creciendo y resultó necesario construir el Emisor del Poniente en 1964 (segunda salida artificial), y el Túnel Emisor Central en 1975 (tercera salida artificial). Ver Figura 1.

Para lograr que los escurrimientos sigan su curso hacia el norte, donde se encuentra la salida del Gran Canal del Desagüe, adicionalmente ha sido necesario construir estaciones de bombeo de gran capacidad, que traspalean y dirigen los caudales hasta el sitio de mayor elevación del cauce, permitiendo finalmente el desalojo de las aguas por gravedad.

Lógicamente, mantener en operación un sistema superficial de drenaje que pierde continuamente su capacidad con un costo sumamente alto para la ciudad, inevitablemente sugiere abandonar esta infraestructura; sin embargo, la política de operación para estiaje y lluvias es absolutamente necesaria, dado que se requiere sacar de operación los túneles profundos durante la época de estiaje de cada año, con el fin de darles el correspondiente mantenimiento preventivo y/o correctivo para que se encuentren en óptimas condiciones de operación durante la siguiente temporada de lluvias.

Por otro lado, desde el año 2010, se iniciaron los trabajos relacionados con el estudio, proyecto y construcción de la cuarta salida artificial de la cuenca (ver Figura 1), conformada por un conducto de 7.0 m de diámetro y aproximadamente 62 km de longitud, denominado Túnel Emisor Oriente (TEO).

Después de la puesta en marcha del Sistema de Drenaje Profundo en 1975, la política de operación del Sistema Principal de Drenaje de la ZMVM se dividió en dos condiciones: la primera para la época de estiaje, en la que se utilizan conductos y canales del sistema superficial; mientras que la segunda se aplica en época de lluvias y emplea el sistema profundo, apoyado por el sistema superficial que incrementa la capacidad de regulación y desalojo cuando se saturan los túneles y su funcionamiento hidráulico se ve comprometido.

7 Ingeniería civil del siglo XXI

Figura 1. Salidas artificiales del drenaje de la cuenca del Valle de México.

Debido a la interconexión existente, cualquier gran conducto o estructura hidráulica que modifique su operación o se sume al Sistema de Drenaje de la ZMVM, afecta el funcionamiento integral del mismo; es por esta razón que, desde hace muchos años, para definir la capacidad, funcionamiento y operación de las grandes obras hidráulicas se han utilizado, diferentes modelos de simulación matemática, que proporcionan datos relevantes para definir las características principales que deben ser tomadas en cuenta en el diseño ejecutivo de dichos conductos o estructuras, así como en su correspondiente operación.

Ingeniería civil del siglo XXI

8 Modelo Unidimensional para la Simulación Matemática del Sistema Principal de Drenaje de la ZMVM En el sector privado, se ha implementado el modelo completo del Sistema Principal de Drenaje de la ZMVM, empleando un software desarrollado por el Danish Hydraulic Institute (DHI). Este modelo fue construido a partir de la información disponible relacionada con la ubicación, trazo y geometría de los principales conductos y estructuras con que cuenta el sistema. Su origen data de 1999, su primera versión fue terminada en el año 2000 y con ella se analizó el funcionamiento hidráulico del Gran Canal del Desagüe bajo la implementación de la Estación de Bombeo 18+500, planta de bombeo que fue construida para recuperar parte de la capacidad de desalojo perdida en el Gran Canal del Desagüe.

El modelo ha sido continuamente detallado, ampliado y utilizado a lo largo de estos 15 años; incluso, contiene el armado completo del proyecto del TEO y de canales, conductos, túneles, lagunas de regulación y estructuras que están consideradas proyectarse y construirse para manejar las aguas y proteger la zona del lago de Texcoco, donde se construirá el Nuevo Aeropuerto Internacional de la Ciudad de México (NAICM). Ver figura 2.

Además de la topografía y las características geométricas de los elementos que componen el sistema de drenaje, entre los datos fundamentales, el modelo de simulación matemática requiere de información hidrológica para que éste realice el cálculo integral del funcionamiento. Para obtener los hidrogramas de entrada del modelo, fue necesario subdividir la cuenca del Valle de México en 291 subcuencas que fueron determinadas considerando los escurrimientos naturales y la infraestructura hidráulica que compone el sistema principal de drenaje.

Poder calcular y asociar un cierto hidrograma a su correspondiente subcuenca, permite realizar el análisis del funcionamiento hidráulico del sistema bajo diferentes características de lluvia, es decir, considerando una tormenta regionalizada asociada a una duración y periodo de retorno determinado, o bien, utilizar los datos de las alturas de precipitación de una tormenta real registrados en las estaciones pluviográficas que se encuentran en la ZMVM. El primer tipo de tormenta, generalmente, se utiliza para conocer el funcionamiento hidráulico bajo una condición de diseño y una política de operación predeterminada. La segunda forma, suele emplearse para representar una lluvia real que causó problemas en el funcionamiento del sistema en su conjunto o en una zona o estructura específica, con el propósito de identificar, primero, qué efectos negativos provocó esa lluvia bajo la política de operación implementada y, posteriormente, cómo mejorar ese funcionamiento hidráulico a través de modificar el diseño o la política de operación, lo anterior, con el fin de aprovechar la experiencia y a futuro disminuir los riesgos de saturación o desbordamiento de una estructura o conducto específico.

El modelo es capaz de representar con un alto grado de confiabilidad las políticas de operación, puesto que es posible indicar la apertura o cierre de compuertas, así como el arranque o paro individual de los equipos de bombeo contenidos en cada una de las estaciones, asociando estas condiciones de operación a determinados niveles del agua en un conducto o estructura específicos.

El uso del modelo también ha permitido calcular y observar de una manera gráfica y animada efectos tales como la variación de los niveles del agua dentro de conductos, lumbreras, lagunas de regulación y demás estructuras conforme transcurre el tiempo de simulación, así como los remansos que afectan el funcionamiento hidráulico de conductos o estructuras que se encuentran aguas arriba del tramo o punto que en un inicio se estaba analizando. Lo anterior justifica que un sistema de drenaje tan complejo como el de la ZMVM requiera de herramientas especializadas que faciliten su estudio y análisis integral.

Figura 2. Armado del Sistema Principal de Drenaje de la ZMVM.

Ingeniería civil del siglo XXI

10 Gracias a la implementación de este modelo, ha sido posible estudiar un gran número de alternativas de solución que han dado origen al diseño hidráulico, geométrico y ejecutivo de las más importantes obras hidráulicas que se han construido en los últimos años en la cuenca del Valle de México (como ejemplo, ver figura 3), basta mencionar las siguientes: Planta de Bombeo Gran Canal km 18+500, Planta de Bombeo Río Hondo, Planta de Bombeo Casa Co-

lorada Superficial, Planta de Bombeo Casa Colorada Profunda, Entubamiento del Gran Canal del Desagüe (Tramo del km 0+000 al 2+881), Conducto de Estiaje Río de La Compañía, Captaciones del Túnel Interceptor Río de Los Remedios, Entubamiento del Río de Los Remedios (tramo Gran Canal-Dren General del Valle), Rehabilitación del Río Cuautitlán, Emisor del Poniente; así como un gran número de estudios realizados en los túneles que conforman el Sistema de Drenaje Profundo y Semiprofundo.

Figura 3. Resultados de la modelación de las plantas de bombeo Casa Colorada Superficial y Profunda.

Cabe aclarar que el modelo con que se han resuelto los proyectos antes mencionados es de tipo unidimensional y calcula la velocidad, el gasto y el tirante (además de otras variables) a través de la solución de las ecuaciones de Saint-Venant, lo que permite conocer distintos parámetros en cualquier instante de la simulación e, incluso, los hidrogramas que se presentan en cualquier punto del sistema bajo las condiciones simuladas. Mediante los resultados obtenidos se puede revisar si los conductos existentes o de proyecto, están funcionando dentro de los límites de velocidades mínimas y máximas que marcan las normas y, de no ser así, es posible modi-

ficar la geometría de los mismos tantas veces como sea necesario hasta lograr que su funcionamiento hidráulico sea el adecuado.

Los hidrogramas que calcula el modelo, son esenciales en el análisis del sistema en su conjunto, ya que al estar directamente asociados a los niveles del agua en los conductos, es posible identificar en qué momento los caudales rebasan la capacidad o cambian de dirección, además de conocer los gastos instantáneos o máximos que se presentan durante la simulación, y su influencia hacia otros sistemas o estructuras del propio sistema.

Modelo Bidimensional para la Simulación de Zonas de Inundación en la ZMVM El desarrollo de los métodos numéricos y la capacidad computacional han permitido la creación de software para analizar fenómenos de mayor complejidad; por ejemplo, los modelos bidimensionales simulan el comportamiento del flujo en planicies de inundación, en la confluencia de cauces, en estructuras hidráulicas como vertedores laterales, etc. Es por ello que se ha implementado un modelo de este tipo, mediante el cual se analiza el flujo en las áreas de inundación que pueden resultar afectadas por la falla o el desbordamiento de conductos, ríos o lagunas en la ZMVM (ver Figura 4).

Figura 4. Resultados de la modelación bidimensional del desbordamiento del Canal General (diferentes instantes de la simulación).

La simulación unidimensional del Sistema Principal de Drenaje de la ZMVM ha permitido entonces, no sólo analizar el comportamiento del flujo en conductos o estructuras, sino también entender la magnitud de su complejidad y lo que esto implica, pues el modelo ha contribuido a detectar la causa de algunos fenómenos que ocurren en el sistema, con lo que se ha logrado obtener los parámetros para el diseño de nuevos elementos y mejorar su operación.

11

La reciente aplicación de la simulación bidimensional en la ZMVM, está contribuyendo a conocer la magnitud del riesgo por inundación en el que se encuentran ciertas zonas de la ciudad donde la infraestructura es susceptible de falla y, por lo tanto, a tomar las medidas necesarias para su mitigación.

La implementación de modelos matemáticos para la simulación del funcionamiento hidráulico de grandes sistemas de drenaje, resulta de suma importancia para proporcionar viabilidad y seguridad en el desarrollo y crecimiento ordenado de la infraestructura. Es por ello que este tipo de herramientas debe ser empleado cuando menos en las más importantes ciudades de nuestro país, de tal manera que sea posible utilizarla con el propósito de maximizar los beneficios y minimizar las inversiones en infraestructura hidráulica.

11 Ingeniería civil del siglo XXI

El empleo de estos modelos es de gran utilidad para estimar la magnitud de los daños que provocaría una o varias fallas en el sistema; además de facilitar la visualización de la extensión del área de inundación, lo que permite justificar la ejecución de las obras que resuelven o mejoran las condiciones de seguridad de un conducto o estructura específicos, y con ello proteger a la población y mitigar el riesgo por inundación al que esté expuesta ella misma o la infraestructura ubicada en la zona.

Conclusiones

Infraestructura

Los modelos bidimensionales permiten representar mejor la realidad cuando se emplea información detallada y de buena calidad que describe el área en estudio. Precisamente, uno de los insumos principales es el modelo digital de elevaciones, que debe representar a detalle la topografía con un valor de elevación asignado a cada celda. De la misma manera, otros datos, como la rugosidad y la precipitación, también pueden introducirse al modelo asignando valores diferentes para cada celda que constituya el modelo digital.

12 Ingeniería civil del siglo XXI

“Uno de los grandes retos para la ingeniería hidráulica alrededor del mundo es lograr el control y manejo de las aguas”

Guillermo Leal Báez Ingeniero Civil, egresado de la Facultad de Ingeniería de la UNAM.

E

n 1992 tomó el cargo de Jefe de Proyecto en la empresa DEMM Consultores S.A. de C.V., donde realizó proyectos relacionados con el Agua Potable y Drenaje de la Ciudad de México. Entre 1993 y 1996, desempeñó el cargo de Gerente en la empresa EFE Asesores, S.A. de C.V., para la cual realizó en el Laboratorio de Ingeniería Experimental de la DGCOH, el diseño, construcción y experimentación de Modelos a Escala Reducida de obras hidráulicas pertenecientes al Sistema de Drenaje Profundo de la Ciudad de México. Desde 1996 hasta la fecha, desempeña el cargo de Director General de la empresa INESPROC, S.A. de C.V., en donde ha desarrollado Estudios de Planeación, Proyectos Ejecutivos y Supervisiones, relacionados con Obras Hidráulicas para la DGCOH, SACMEX, CONAGUA, CAEM, SAPAC, e IMTA; así como para organizaciones internacionales como la Food and Agriculture Organization (FAO), y la Japan International Cooperation Agency (JICA).

Con respecto a los estudios más importantes, ha desarrollado el armado e implementación de un Modelo de Simulación Matemática, que ha sido utilizado para la planeación, diseño y

determinación de políticas de operación del Sistema Principal de Drenaje de la Zona Metropolitana de la Ciudad de México. Entre los Proyectos Ejecutivos destacan los Entubamientos del Gran Canal del Desagüe, del Río de La Compañía y del Río de Los Remedios; las captaciones del Túnel Interceptor Río de Los Remedios; el Análisis Hidráulico y Diseño Geométrico de las Plantas de Bombeo Gran Canal 18+500; Río Hondo; Casa Colorada Superficial y Casa Colorada Profunda.

En el año 2010 obtuvo la Certificación del Colegio de Ingenieros Civiles de México, como Perito Profesional en Ingeniería Hidráulica.

Es autor y ponente de 27 Artículos Técnicos que han sido presentados en Congresos Nacionales y Latinoamericanos de Hidráulica. Así también, autor de 6 Artículos publicados en Revistas Técnicas de Ingeniería y del Capítulo 9 del libro “Las Ciencias del Agua en Morelia, Aplicaciones Frente a los Retos del Siglo XXI”, publicado por el IMTA. En el año 2012 fue distinguido por la Asociación Mexicana de Hidráulica (AMH), como autor de uno de los mejores artículos técnicos en el XXII

Congreso Nacional de Hidráulica; en 2013, reconocido por el CICM con el Premio Nacional “MIGUEL A. URQUIJO 2012”; y en 2015, reconocido por su “Trayectoria en el Uso de Modelos de Simulación Matemática”, por el Danish Hydraulic Institute (DHI).

Ha sido invitado como conferencista por universidades privadas del país como el Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey, la Universidad Autónoma de Querétaro y la Universidad del Valle de México; así también, por el Colegio de Ingenieros Civiles de Querétaro y por el Danish Hydraulic Institute.

Actualmente, por invitación de la UNESCO, desarrolla un documento para la Serie Técnica del Programa Hidrológico Internacional para América Latina y el Caribe (PHI-LAC).

Es miembro de la Asociación Mexicana de Hidráulica; del Colegio de Ingenieros Civiles de México y de la International Asociación For HydroEnviroment Engineering and Research.

Asimismo, es miembro activo del Comité del Agua, así como del Subcomité del Agua de la Cuenca del Valle de México, del CICM.

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La problemática de la planeación en el sector hidríco Dr. Gustavo Adolfo Paz Soldán Córdova (+) Mtra. Yliana Selene Hernández Hernández

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éxico enfrenta grandes rezagos en el sector hídrico, no sólo en disponibilidad, sino en servicios a la población y calidad. Estos rezagos, aunados a la poca disponibilidad e ineficiente aplicación de los recursos financieros, contribuyen a que dichos rezagos sean mitigados de manera lenta y que no sean aplicados en los sitios críticos, desprotegiendo así a gran parte de la población necesitada de los recursos hídricos.

Con este trabajo, se pretende dar un diagnóstico de la problemática que ha enfrentado el país debido a la falta de planeación a través de los años y de la importancia de transformar el comportamiento inercial y así contribuir al manejo integral de los recursos hídricos enfocados en las metas, estrategias y prioridades a largo plazo para garantizar el aprovechamiento racional de los recursos naturales.

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La perspectiva de la problemática hídrica, así como la planeación al corto, mediano y largo plazos, contribuyen a identificar los sectores de la población más vulnerables y los sitios críticos del país en donde es necesario aplicar las medidas preventivas y correctivas a través de la correcta distribución de los recursos materiales, humanos y naturales en función de las prioridades en beneficio de la población. La falta de esta planeación a través de los años ha contribuido al incremento exponencial en el rezago en el sector, siendo cada vez más grande la brecha a cubrir en función de los servicios y calidad del agua, pero sobre todo en disponibilidad por lo que, disponer del recurso y abastecer las necesidades del país resulta una tarea cada día más difícil.

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Evolución de la política hídrica en México Desde la época precolombina, México ha enfrentado grandes retos hidráulicos, desde su abastecimiento, hasta su disposición sanitaria y pluvial. Ya en la antigua Tenochtitlán, cuando la ciudad se encontraba en su apogeo económico y político, esta gran metrópoli sufría de problemas de abastecimiento de agua de primer uso, de disposición de las aguas residuales que contaminaban su fuente de abastecimiento, así como de las inundaciones que se presentaban frecuentemente por encontrarse hacinados en una zona inundable. A este mismo problema, se enfrentaron los españoles tras la conquista, utilizando todo tipo de tecnologías para llevar agua a las grandes ciudades a través de kilómetros de acueductos y túneles para desalojar el agua pluvial.

Tras la independencia, México aún no contaba con obras adecuadas que pudieran alejar las aguas pluviales y de desecho de las zonas urbanas, y era poco o casi nulo el abastecimiento de agua en la mayor parte del país, sobre todo, en las comunidades rurales.

El Porfiriato, marca la pauta del desarrollo de los servicios públicos del país, contribuyendo a la creación de una infraestructura que se requería para el desarrollo de las actividades sociales, políticas y económicas en el país. La construcción de las obras hidráulicas en esta época, implicaron cuantiosos recursos humanos y económicos, pero sobre todo, la utilización de la técnica más avanzada en ingeniería al nivel de los países más desarrollados en el mundo.

Tras la culminación de la revolución mexicana, el 13 de diciembre de 1910, fue publicada la Ley sobre Aprovechamiento de Aguas de Jurisdicción Federal y un año después, su Reglamento que declaraba que los mares territoriales, las de los esteros, lagos y lagunas que comunican con el mar; las de los ríos, lagos y cauces en general y otras corrientes cuyos lechos

en su totalidad o en parte sirvan de límites entre los estados o territorios o países vecinos, y cuando se extiendan o pasen de un estado a otro; las de los afluentes directos o indirectos de estas corrientes; las de los lagos y lagunas que comunique con los ríos y lagos ya mencionados; las de los ríos, lagunas y cauces en general situados en el distrito y territorios Federales.

lítica hidráulica de riego a través de la Ley sobre Irrigación, beneficiando en un periodo de 20 años 816,000 hectáreas, y anticipando la planeación de las obras hidráulicas a partir de los estudios de los afluentes mexicanos.

Las reformas a la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos de 1917 surge la propiedad de la nación sobre las aguas de tipo nacional, así como los recursos naturales de la plataforma continental y los zócalos submarinos de las islas, dando la primicia de una nueva legislación hidráulica para el manejo de los recursos.

El 12 de julio de 1930 se publica en el Diario Oficial de la Federación la Ley sobre Planificación General de la República, en la cual se consideraba que toda medida administrativa obedeciera a un programa definido basado en el estudio previo del desarrollo ordenado y armónico del país; es en este mismo año cuando surge la Comisión Nacional de Planeación con la cual cobran fuerza en el medio político mexicano los conceptos relativos a la programación económica.

Posteriormente, en 1926 surge la Ley sobre Irrigación con Aguas Federales y se crea la Comisión Nacional de Irrigación, estableciéndose así un apo-

Por otro lado, con la publicación de la Ley de Secretarías y Departamentos de Estado, el 7 de diciembre de 1946, se crea la Secretaría de Recursos Hidráu-

Otro dato importante y que es necesario resaltar es el Acuerdo por el cual se crea el mecanismo de programación de las inversiones el 29 de mayo de 1974, en el cual se establecían los términos por medio de los cuales las dependencias del sector público federal emitirían anualmente sus programas de inversiones federales para la asignación de los recursos, dando la pauta a lo que hoy conocemos como Presupuesto de Egresos de la Federación como mecanismo de planeación a corto plazo. Es también con la aparición del Plan Nacional Hidráulico de 1975, que se ve reflejado el resultado del primer proceso sistemático de planeación hidráulica, en donde se da a conocer que México dispone de agua suficiente para su desarrollo futuro, siempre y cuando se utilice eficientemente y se conserve la calidad de los cuerpos de agua superficiales y subterráneos.

Durante la administración del Presidente Díaz Ordaz surge en 1965 el Plan Nacional de Pequeña Irrigación concebido para el desarrollo agrícola de riego en las regiones donde las condiciones naturales no podían contar con grandes áreas de riego. A partir de este plan surgieron los planes regionales enfocados a cubrir las necesidades propias de cada región, como fueron el Plan Hidráulico del Noroeste, Centro y el Chontalpa, ubicado en la región tropical del país.

En 1933 se elabora el primer Plan Sexenal en donde los rubros de mayor relevancia eran: el riego, la educación y la nacionalización de los recursos en manos extranjeras; sin embargo, careció de cuantificación de prioridades, metas y recursos financieros para alcanzarlas. En los años posteriores, continuó la sinergia en la elaboración de los planes sexenales con cada uno de los mandatarios del país.

En 1972 entró en vigor la Ley Federal de Aguas cuyo objeto era reforzar el marco legal para la administración del recurso, principalmente mediante la introducción de mecanismos para regular su uso, incluido el establecimiento de prioridades para su asignación. Se especificaron las funciones y responsabilidades de las dependencias del Gobierno Federal, particularmente las de la Secretaría de Recursos Hidráulicos.

El 19 de mayo de 1978 se publicó en el Diario Oficial de la Federación el decreto presidencial en donde se aprueba el Plan Nacional de Desarrollo Urbano, en el cual se plantearon cuatro grandes objetivos y dividió el país en 10 zonas prioritarias para propiciar las condiciones más favorables a la población del país.

1983 constituye un año muy importante en función de reformas a la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos. Por una parte, la reforma del artículo 115, el cual formalizó la atribución a los municipios de otorgar los servicios de abastecimiento de agua potable y alcantarillado.

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licos, pero es partir de 1947, cuando se inicia con la labor de investigación, estudios y construcción, los cuales fueron de mayor importancia y se realizaron un mayor número de obras de riego, agua potable y alcantarillado, así como de drenaje, presas de almacenamiento y obras de protección a centros de ciudades y áreas productivas, y sobre todo, con un enfoque de planeación estratégica a largo plazo para dotar de agua a todo lo largo y ancho del país.

Por decreto presidencial de fecha 26 de marzo de 1976 se crea la Comisión del Plan Nacional Hidráulico como un organismo técnico administrativo, con el objeto de formular y mantener actualizado el Plan Hidráulico Nacional de la República Mexicana. En diciembre de este año, la Secretaría de Recursos Hidráulicos se fusiona con la Secretaría de Agricultura para dar paso a la creación de la Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos – SARH -.

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Por otra parte, las reformas a los artículos constitucionales 25, 26 y 73, fracción XXIX – D relativos a la planeación del desarrollo, así como la Ley de Planeación, que derogó a la Ley sobre la Planificación General de la República de 1930, y la cual define a la planeación como la ordenación racional y sistemática de acciones tiene como finalidad transformar la realidad del país de acuerdo con las normas, principios y objetivos de la propia Constitución.

En este mismo año surge el Primer Plan Nacional de Desarrollo 1983 – 1988 emitido por la Secretaría de Programación y Presupuesto, cuyo propósito fundamental, en materia de planeación, el de iniciar los cambios cualitativos que requiere el país en sus estructuras económicas, políticas y sociales para garantizar las libertades individuales y colectivas en un sistema integral de democracia, y desde entonces cada 6 años se emiten los Planes Nacionales de Desarrollo, con fundamento en lo establecido en la propia Ley de Planeación.

El 7 de agosto de 1986 se publicó el Decreto mediante el cual la Comisión del Plan Nacional Hidráulico se transformó en el Insituto Mexicano de Tecnología del Agua – IMTA-, como un mecanismo para avanzar con los objetivos de uso eficiente del agua y la preservación de su calidad. A la par se dio apoyo, de manera importante, a las obras de pequeña irrigación, sin abandonar las de grande irrigación.

En 1987, se facultó al Congreso de la Unión para legislar en términos de la concurrencia a los tres órdenes de gobierno, en materia de protección al ambiente. Con base en esa reforma y con base en las leyes anteriores, en 1988 fue publicada la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente – LEGEEPA -, misma que hasta la fecha, ha sido la base de la política ambiental del país.

Otro cambio importante surge en 1989 con la creación de la Comisión Nacional del Agua – CNA -, como autoridad federal en materia de administración del agua, protección de cuencas hidrológicas y vigilancia en el cumplimiento de las normas sobre descargas y tratamientos del agua. Dentro de su estructura aparece la Subdirección General de Programación, la cual a través de sus gerencias de planeación y estudios, continúan con las actividades de planificación hídrica planteando escenarios a través del análisis prospectivo en las 13 regiones hidrológico – administrativas en que se dividió el país.

En 1992, se transformó la SEDUE en la Secretaría de Desarrollo Social – SEDESOL – y se crearon el Instituto Nacional de Ecología – INE – y la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente – PROFEPA -. Es en este mismo año, cuando se publica la Ley de Aguas Nacionales y su Reglamento entra en vigor en 10 de diciembre de 1997. Esta Ley ha sufrido varias reformas hasta encontrarse la de 2004 vigente a esta fecha.

En diciembre de 1994, se creó la Secretaría de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca – SEMARNAP -, dicha institución nace de la necesidad de planear el manejo de recursos naturales y políticas ambientales en nuestro país desde un punto de vista integral, articulando los objetivos económicos, sociales y ambientales. Un año después, publica el Programa Nacional del Medio Ambiente y Recursos Naturales 1995 – 2000 cuyo objetivo general era frenar las tendencias de deterioro del medio ambiente y promover el desarrollo económico y social con criterios de sustentabilidad.

Se planteaba hacer operativo y viable este Programa a partir de un conjunto de instrumentos de política ambiental.

El 30 de noviembre de año 2000, se cambió la Ley de la Administración Pública Federal dando origen a la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT).

El cambio de nombre, va más allá de pasar el subsector pesca a la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación – SAGARPA – pues, de lo que se trata es de hacer una gestión funcional que permita impulsar una política nacional de protección ambiental que de respuesta a la creciente expectativa nacional para proteger los recursos naturales y que logre incidir en las causas de la contaminación y de la pérdida de ecosistemas y de biodiversidad.

Un instrumento que marca la pauta en la planeación del sector hídrico a largo plazo al interior de la CONAGUA fue el Programa Nacional Hidráulico 2001 – 2006 con una visión prospectiva enfocada en la visión del sector hidráulico en México en 2025, un esfuerzo coordinado con la CONAGUA para determinar las estrategias para alcanzar la visión propuesta para el sector agua se han evaluado posibles escenarios en los usos del agua en el horizonte 2025. Se analizaron escenarios de oferta – demanda a lo largo del periodo 2001 – 2025 para determinar la infraestructura necesaria, en los que se incluirían las obras y acciones específicas para el control de inundaciones.

En el transcurso de la ejecución de las metas del Programa Nacional Hídrico 2007 - 2012, fue necesario realizar otro análisis técnico – prospectivo de la problemática a la que se enfrentará nuestro país en los próximos años. Es por esto que surge la Agenda del Agua 2030, en donde el escenario ideal para el territorio mexicano es el de contar con ríos limpios, acuíferos en equilibrio, cobertura universal de agua potable y alcantarillado, así como los asentamientos seguros ante inundaciones catastróficas.

Falta mucho por hacer y el retomar la planeación en nuestro país no sólo representa el esfuerzo del sector, sino que es necesario contar con la participación de los tres órdenes de gobierno, del sector público y de la sociedad en general, para mantener un México sustentable y ofrecerlo a las generaciones futuras.

Como se ha presentado, históricamente los grandes avances en el sector hídrico se han logrado cuando se han planeado con visión de largo plazo; sin embargo, la falta de seguimiento y continuidad ha ocasionado que este proceso quede incompleto y persistan los grandes rezagos en el campo y las ciudades, además de los crecimientos caóticos y no sustentables, con la sobreexplotación de los acuíferos y la sobre-concesión de las aguas superficiales y una creciente contaminación de los cuerpos de agua.

Es hasta finales de la década de los noventas cuando en la Gerencia de Estudios para el Desarrollo Hidráulico Integral de la Comisión Nacional del Agua, se retoma el análisis prospectivo realizándose varios estudios para el planteamiento de escenarios para el uso del agua en los diferentes sectores; en la producción de alimentos, en el uso doméstico y en la industria, incluyendo la generación de electricidad.

Para el planteamiento de estos escenarios de uso de agua, se realizaron las posibles variaciones en el horizonte de tiempo establecido de los sectores de la economía nacional, considerando el entorno mundial, así como los pronósticos de crecimiento de la población establecidos por el Consejo Nacional de Población – CONAPO -.

En una primera etapa se estudiaron por separado los escenarios de uso por sectores, para después de una segunda etapa conjuntar y analizar integralmente a todos los usos.

Conjuntamente con los análisis de los escenarios del uso del agua, se realizaron varios estudios para determinar las diferentes acciones y proyectos de uso eficiente del agua y oferta del recursos.

Es así, con el Programa Nacional Hidráulico 2001 – 2006, plantea sus objetivos y metas con visión de largo plazo al año 2025, buscando el crecimiento de las coberturas y el uso eficiente del agua en el riego y en las ciudades, reduciendo a valores económicamente factibles las pérdidas de agua.

Planeación democrática, participativa e integral Tanto a largo, mediano y corto plazo, la planeación deberá ser democrática, participativa e integral.

Debe entenderse como Planeación Democrática, aquella en que se toma en cuenta a toda la población, exponiendo por parte de las autoridades responsables, los beneficios, ventajas y desventajas de las diversas opciones de acciones, programas y proyectos, para que de esta forma los usuarios del agua tengan elementos para opinar.

Los Consejos de Cuenca representan el foro de participación de la sociedad, donde se reúnen tanto las instancias gubernamentales; municipal, estatal y federal, como la representación de los diferentes sectores usuarios del agua en la cuenca respectiva.

Sin embargo, a pesar de tener varios Consejos de Cuenca instalados desde hace varios años, ocurre similarmente que con la participación de los electores en los sufragios gubernamentales, ocurre apatía y falta de conciencia y responsabilidad ciudadana de la población.

La planeación participativa e integral, requiere el involucramiento asumiendo responsabilidades de los diversos actores que directa o indirectamente deben colaborar para lograr los objetivos y metas establecidos.

No es lo mismo conocer, opinar y votar, que participar desarrollando los trabajos correspondientes, ello implica la Planeación Participativa, mientras que la Planeación Integral requiere que se analicen conjuntamente todos los temas que interactúan, no sólo del mismo sector hídrico, sino de todos los sectores, ya sea el de energía, turismo, carreteras, vivienda, etc.

La falta de compromisos obligatorios en la participación desde la planeación y en el seguimiento de los planes y programas es una de las principales causas de los rezagos existentes.

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Planeación de largo plazo o prospectiva

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Agenda del Agua 2030 Es hasta mediados del sexenio 2006 - 2012 que nuevamente se retoma la planeación de largo plazo en el sector hídrico estableciéndose la Agenda del Agua 2030 – AA2030 -, basada en un análisis técnico prospectivo, postulando una estrategia cuyo objetivo es el de superar y desplegar soluciones para lograr en 2030 un país con ríos limpios, cuencas y acuíferos en equilibrio, cobertura universal de agua potable y alcantarillado y asentamientos seguros frentes a inundaciones catastróficas, para poder entregar a la siguiente generación un país con más fortalezas y oportunidades de las existentes.

En este esfuerzo por contar con un mecanismo para lograr las metas de sustentabilidad al 2030, se tomó en cuenta la participación de los actores involucrados, buscando una planeación participativa y democrática, para lo cual se realizaron 13 foros regionales, 10 foros de temas transversales y un foro virtual que estuvo abierto por 7 meses y que posibilitó que cualquier persona interesada pudiera hacer llegar sus consideraciones y propuestas; además, se realizó un foro nacional en que participaron gobernadores,

alcaldes, directores de organismos operadores del agua, funcionarios federales, líderes de asociaciones de riego agrícola, académicos, industriales y representantes de organizaciones promotoras del cuidado del medio ambiente para discutir el resultado de los foros antes mencionados.

Como resultado de lo anterior, se captaron más de 1100 propuestas e iniciativas generales y específicas sobre los diversos temas relacionados con la gestión del agua, surgiendo así, en marzo de 2011 la AA2030. Quedó así establecida la propuesta para la sustentabilidad del sector hídrico, que para hacerlo realidad se requiere: Inversiones y financiamiento. La AA2030 contempla inversiones anuales promedio superiores a los 50,000 millones de pesos para actuar principalmente en medidas de incremento de eficiencias del uso agrícola y del público urbano. Esto implica que se requiere intensificar y ampliar las medidas de bajo costo. Así mismo, es necesario recalcar que estas inversiones no consideran el mantenimiento de la infraestructura existente, por lo que el costo aumentará significativamente.

Programas hídricos de largo plazo. Se han editado los 13 Programas Hídricos Regionales correspondientes a las regiones hidrológico – administrativas en que el país se ha dividido para su gestión hídrica. Estos programas contienen una primera propuesta que se ha puesto a consideración de todos los actores involucrados para el desarrollo y ejecución de los mismos, tanto en las diferentes instancias de gobierno, municipal, estatal y federal, así como la iniciativa privada y todos los usuarios; contemplan un catálogo de proyectos por encima de las 10,000 acciones y medidas para lograr la sustentabilidad al 2030.

Desarrollo de capacidades. La existencia de las capacidades técnicas necesarias para contar anticipadamente con el suficiente número de iniciativas que permitan su programación en el tiempo, con previsión necesaria de las fases previas a la ejecución de las inversiones es un factor clave para alcanzar los objetivos de mediano y largo plazo.

La participación de toda la sociedad. Al planear de manera democrática, participativa e integral, se pueden elaborar los planes y programas a largo y mediano plazo para consolidar los mecanismos de coordinación entre los actores involucrados para lograr las metas y objetivos planteados.

La continuidad de los flujos de inversión. Es un factor relevante para el desarrollo de los proyectos estratégicos y prioritarios es importante fomentar, ya que al hacer frente a las restricciones que imponen la normativa existente, el “fraccionamiento de proyectos” que redunda en soluciones muchas veces inadecuadas y casi siempre en mayores costos o bien no realizar los estudios necesarios que soportan la viabilidad técnica, ambiental, económica, financiera y social de los proyectos.

Catálogo de Proyectos. La gestión del catálogo de proyectos del sector hídrico no sólo representa un menú de posibilidades para mitigar una necesidad al corto, mediano o largo plazo sino que se trata de llevar a cabo integralmente el proceso de planeación – programación – presupuestación para cada uno de los proyectos considerando el mayor beneficio técnico, político, económico y social para lograr la sustentabilidad del agua en el país.

Con el planteamiento de los grandes objetivos rectores de la Agenda del Agua y la determinación de las metas estimadas en el análisis técnico prospectivo, se procedió a la elaboración de los Programas Hídricos Regionales, en los cuales en una primera versión que tiene el nivel de un Programa de Gran Visión se proponen programas de inversiones, de acciones y proyectos de inversión que se soportan con catálogos de proyectos y propuestas de prioridades.

Sin lugar a dudas, en esta gran iniciativa de la AA2030, representa un gran esfuerzo para hacer una planeación democrática, participativa e integral. Sin embargo, aunque hubo participación de expertos en las diferentes especialidades de la hidráulica, no todos los que en mucho podrían contribuir estuvieron presentes y nuevamente la falta de compromiso de varios de los actores fue evidente.

Además, no todos los sectores del país tienen establecida la planeación de largo plazo, por lo que resulta difícil tener una planeación integral que tome en cuenta los programas de todos los sectores.

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El cumplimiento en la implementación de las iniciativas. Si se continua con la tendencia actual, en años posteriores se podrá lograr un aumento considerable en la sustentabilidad a través de la planeación y programación de las acciones alineada a las metas planteadas a largo plazo, pero sigue siendo insuficiente para mantener la infraestructura nueva y existente en condiciones óptimas para su operación adecuada, por lo que se necesita un cambio en la política de planeación para lograr los objetivos planteados a largo plazo, a través de las iniciativas establecidas en el propio documento.

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Conclusiones Las grandes obras que sustentan la infraestructura hidráulica de México se han soportado con procesos de planeación que han tenido una visión de largo plazo.

Los cambios políticos han detenido los programas producto de la planeación, retrasando el desarrollo hidráulico del país.

La planeación de largo, mediano y corto plazo deberá ser democrática, participativa e integral, estableciendo compromisos obligatorios de todos los involucrados.

La Agenda del Agua 2030 representa un instrumento de planeación de largo plazo, que deberá actualizarse y consultarse continuamente con todos los usuarios del agua e instancias de gobierno y para poder cumplir con sus objetivos, deberá integrar de manera obligatoria a todos los involucrados, los Consejos de Cuenca pueden ser los foros de consulta y trabajo, para ello deberán tener mayores atribuciones y obligaciones.

Es posible lograr un México sustentable con todas sus aguas limpias y con toda su población segura ante los fenómenos extremos y con la cobertura total de los servicios de agua potable y alcantarillado.

El Túnel

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No.

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sta obra para el suministro de agua a la ciudad de Nueva York se realiza desde hace casi 50 años y es uno de los más complejos e intrincados proyectos de ingeniería hidráulica en el mundo.

Maravillas de la Ingeniería

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Maravillas de la Ingeniería

26 Desde la fundación de la ciudad, los habitantes de Nueva York han tenido razón para sentirse orgullosos de la calidad del agua que consumen; y es que el suministro que reciben tiene la pureza y calidad de un manantial de montaña, sin contar los sistemas de filtración y los convenios firmados en los últimos años para garantizar el mantenimiento de las corrientes en la cuenca donde se abastecen a salvo de problemas de contaminación y para la correcta administración de los bosques.

Y aunque la construcción del tercer túnel hidráulico de su sistema de abastecimiento apenas ha merecido alguna mención en los medios de comunicación, es uno de los proyectos de ingeniería más grandes jamás emprendidos en los Estados Unidos. Cuando se concluya, en el año 2021, tendrá una longitud de 96.5 kilómetros – casi el doble de la longitud del túnel bajo el Canal de la Mancha -, habrá costado más de 5,000 millones de dólares y habrá tardado más de medio siglo en llevarse a cabo.

El tamaño y la longitud del túnel de conducción de agua No. 3, su sofisticado sistema de control, la implementación de válvulas en cámaras especiales y la profundidad de la excavación, representan la aplicación de los últimos avances en ingeniería. El nuevo túnel no reemplazará a los ya existentes túneles No. 1 y No. 2, pero permitirá su cierre, inspección y reparación por primera vez desde su activación en 1917 y 1936, respectivamente, mejorando también la adecuación y la fiabilidad de todo el sistema de suministro de agua, lo mismo que su distribución y la presión con que llega el líquido a las zonas periféricas de la ciudad.

La Gran Manzana consume hoy aproximadamente 1,100 millones de litros de agua al día, equivalentes a 618 litros por residente; pero es claro que no siempre fue así. El primer depósito se construyó en 1776, al oriente

de Broadway, utilizando troncos huecos como tubos para hacer llegar el agua a las casas. En 1842 se construyó el viejo acueducto con capacidad para suministrar 405 millones de litros diarios extraídos del río Croton en el condado de Westchester, donde en 1890 se inauguró un segundo depósito. El sistema Catskill y Delaware que actualmente representa el 90% del suministro fue creado ya en la primera mitad del siglo XX. Hoy día, la ciudad cuenta con un total de 19 depósitos con capacidad para proveerle 127 300 millones de litros y grandes porciones de la población del Bronx, Brooklyn, Queens y Staten Island reciben agua del Túnel No. 2, que ha estado funcionando de manera continua desde hace casi ochenta años.

Etapa 1

Etapa 2

El Túnel No. 3 fue propuesto inicialmente en 1954 y fue diseñado para construirse en etapas. Tras largos años de una meticulosa planeación, los trabajos del ambicioso proyecto finalmente comenzaron en 1970. Un problema de falta de fondos durante varios años desaceleró el avance y para los años ochentas se empezaron a construir los 16 conductos que conectarían la primera etapa del túnel con el sistema de distribución local.

La construcción del túnel de la etapa 2 se realizó en dos secciones separadas, empezando las obras en 1993. La sección de Brooklyn – la primera – tiene una longitud de 8.8 kilómetros con un diámetro de 4.8 metros y va desde Red Hook, Brooklyn hasta Maspeth, Queens, conectando con el túnel de Richmond previamente construido, el cual presta servicio a Staten Island. La sección de Queens – la segunda – se extiende por 8 kilómetros con un diámetro de 6 metros desde Maspeth, a través de las comunidades de Woodside y Astoria.

Las cuadrillas de trabajadores soportaron terribles condiciones y pese a las medidas de seguridad adoptadas, se habían perdido 24 vidas cuando esta primera etapa se concluyó en 1994.

La sección inició sus operaciones en julio de 1998, proporcionando agua a una parte de los residentes de Queens, Manhattan y el Bronx. Al viajar a lo largo de esta ruta, el agua va aumentando su nivel a través del túnel mediante 14 pozos de abastecimiento, conectándose al sistema de distribución.

Al entrar en servicio, esta segunda etapa proporcionará agua a la parte baja oeste de Manhattan y zonas de Queens, Brooklyn y Staten Island; pero más importante aún, las etapas 1 y 2 proporcionarán la capacidad de derivación de los túneles No. 1 y No. 2 que es esencial para el mantenimiento de todo el sistema de suministro evitando posibles problemas. Por lo tanto, las dos primeras etapas del proyecto se orientaron únicamente a la mejora de la capacidad de distribución del sistema, sin proporcionar ningún suministro adicional de agua.

Etapa 3 La tercera etapa consiste en la construcción de un túnel con una longitud de 25.7 kilómetros, desde la cámara de válvula de Van Cortlandt Park en el Bronx, al Embalse Kensico en el condado de Westchester. Desde ésta cámara de válvula, el agua puede ser entregada al túnel No. 3 o al Embalse Hillview para el suministro a los túneles No. 1 o No. 2. Cuando esta etapa sea completada, el túnel No. 3 funcionará a una mayor presión, inducida por la mayor elevación del Embalse Kensico. Además, proporcionará un acueducto adicional para el abasto de agua a la ciudad, paralelo a los acueductos de Delaware y Catskill.

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Al igual que los túneles No. 1 y No. 2, la primera etapa del nuevo túnel No. 3, con una extensión de 20.9 kilómetros, se inició en el Embalse de Hillview en Yonkers. Específicamente, está constituida por un túnel de presión revestido de concreto de un diámetro de entre 6 y 7.3 metros, que fue construido entre 137 y 244 metros bajo la superficie, siguiendo una ruta hacia el sur a través del Bronx y Manhattan pasando bajo Central Park; luego, en un área cercana entre la Quinta Avenida y la Calle 78, extendiéndose hasta el East River y la Isla de Roosevelt en Astoria, Queens.

Una excavadora de túneles empezó en 2003 un segundo tramo en Manhattan. Para 2006 había excavado un túnel de 4 metros de diámetro a más de 150 metros bajo el nivel de la calle. También se excavó un ramal hacia el este y hacia el norte y para 2010, el túnel había sido forrado con casi un millón de metros cúbicos de concreto. Además se construyeron 10 conductos a unas 20 cuadras de distancia para llevar el agua hacia arriba hasta el sistema de distribución local. Cabe señalar que como parte del proyecto se han instalado más de 10 kilómetros de tuberías principales y más de 18 kilómetros de tuberías más pequeñas a fin de llevar el líquido hasta las residencias y negocios en el área de servicio.

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Etapa 4 En la cuarta y última etapa del proyecto, el agua será suministrada a la parte oriental del Bronx y Queens mediante un tramo de 14 kilómetros de longitud que se extienda desde la cámara de válvula de Van Cortlandt Park al sureste a través del Bronx y siguiendo bajo el East River hasta el área de Flushing en Queens.

Cámaras de Válvula Las válvulas de los túneles No. 1 y No. 2 son inaccesibles cuando están en servicio y la innovación más grande de esta obra monumental ha consistido en introducir cuatro grandes cámaras de válvulas subterráneas que unen el túnel al sistema anterior. En las cámaras el flujo de agua se desvía mediante conductos que pueden controlarse de manera individual, lo que permite cerrar las secciones de la red alimentadas por gravedad, a fin de hacer las reparaciones necesarias sin interrumpir el suministro de agua.

Tres de las cuatro cámaras de válvula del subsuelo fueron construidas específicamente para permitir la conexión de las futuras etapas del túnel sin necesidad de retirar el agua o de requerir la utilización de otras áreas del túnel fuera de servicio. Estas tres cámaras de válvula se localizan en el Bronx bajo el Van Cortland Park, en Manhattan bajo el Central Park y en la Isla de Roosevelt. Cada cámara de válvula contiene una serie de conductos de un diámetro de 2.4 metros con válvulas y medidores de flujo para dirigir, controlar y medir el paso de agua en las secciones del túnel.

La mayor de las cámaras de válvula se sitúa en el complejo de Van Cortlandt Park construido a 76.2 metros bajo la superficie, desde el cual se controla el flujo diario de agua de los sistemas de abastecimiento de Delaware y Catskill, que proporcionan el 90% del agua potable de la ciudad. La cáma-

ra de válvula de Van Cortlandt Park, tiene una longitud de 188.9 metros – el equivalente de casi dos campos de futbol colocados uno tras otro -, 42.5 metros de ancho y 41 metros de alto. El complejo también contiene 9 pozos verticales, dos colectores – cada uno con 170 metros de largo y 12.4 metros de diámetro -, así como 34 túneles laterales – cada uno con más de 30 metros de longitudcuya presión y flujo es controlada a través de una serie de válvulas y medidores.

La tecnología en la construcción de los túneles La construcción de las etapas dos, tres y cuatro del sistema se aceleraron enormemente gracias al empleo de tecnología de excavación mecánica de roca nunca utilizada antes del túnel No. 3. Ante la imposibilidad de introducirla directamente desde la superficie, una imponente tuneladora ensamblada bajo tierra por secciones, ejecutó las operaciones de extracción de roca a través de la rotación continua de una serie de herramientas de corte, montadas sobre una cabeza de acero soldado de gran diámetro y completamente circular.

La tuneladora sustituyó los métodos de perforación y voladura convencionales utilizados en la construcción de la primera etapa; y su cuerpo, que alcanza una longitud de 15.2 metros, contiene los motores de accionamiento y otros equipos eléctricos, mecánicos e hidráulicos que proporcionan el empuje y el par de torsión necesario para que se transmita a las cuchillas a través de la cabeza de corte.

El uso de este tipo de perforadora, conocido como TBM permite excavar al día un túnel de 7 metros de diámetro y casi 16 metros de longitud, lo que representa el doble de la tasa anterior, con la ventaja de que se producen menos daños en el punto de excavación y no se genera ruido en la superficie que perturbe a las comunidades vecinas.

Cifras impresionantes Por cada milla de túnel, se extrajeron 67,000 metros cúbicos de roca y tierra. La construcción del Túnel No. 3 ha significado la excavación de material suficiente para llenar el Madison Square Garden más de 200 veces. Además se han vaciado unos 30 millones de pies cúbicos de concreto para forrar los túneles.

Desde ingenieros hasta obreros, muchos trabajadores han pasado sus carreras enteras planeando y construyendo el Túnel No. 3. Muchos de los cientos de obreros que han tomado parte en la construcción tienen padres, tíos y abuelos que trabajaron en los Túneles No. 1 y No. 2, así como en otros proyectos de túneles de suministro de agua a la ciudad.

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Una obra para el futuro

Desinfección y tratamiento.

El 16 de octubre de 2013, el alcalde de la ciudad de Nueva York, Michel R. Bloomberg anunció en el centro de distribución de Central Park la finalización y activación de la sección del Túnel No. 3 que permitió que por primera vez abastezca de agua a todo el condado. La porción del túnel que fue activada tiene 8.5 millas de longitud y puede proveer los casi 350 millones de galones que el condado consume cada día.

La realización del túnel No. 3 es parte de los más de 10 mil millones de dólares que la administración Bloomberg ha invertido en el sistema de abastecimiento de agua desde 2002. Estas inversiones incluyen el Centro de Desinfección Ultravioleta de Catskill/ Delaware. La luz ultravioleta es un método relativamente nuevo y revolucionario para tratar el agua potable y proporciona un nivel de protección adicional contra patógenos otros microorganismos nocivos.

El alcalde señaló que el Túnel No. 3 asegurará que casi 9 millones de neoyorquinos y un millón más de residentes en condados del norte del estado sigan contando con un suministro confiable y de alta calidad ahora y en el futuro y destacó la labor de planificadores, ingenieros, excavadores, contratistas y muchos otros hombres y mujeres que han trabajado durante más de dos generaciones en este proyecto que ha sido uno de los motores de crecimiento más significativos para la ciudad, ya que los grandes proyectos de infraestructura generan buenos empleos.

Con su capacidad para dar tratamiento a más de 2 mil millones de galones de agua potable cada día, el Centro de Catskill/Delaware es la planta de tratamiento con luz ultravioleta más grande del mundo, con una capacidad tres veces mayor que la del siguiente centro de tratamiento UV municipal que se ubica en Los Ángeles.

Se explicó que ahora se trabaja en los 14 proyectos necesarios para conectar el túnel con las tuberías principales y desde ahí a los hogares y los negocios, y que en el proceso se mejora la infraestructura con nuevas cañerías y alcantarillado, superficies de vías y luces de calles entre otras acciones.

Adicionalmente, con la nueva planta de filtración de agua de Croton en el Bronx se podrán suministrar hasta 300 millones de galones de agua potable cada día desde la cuenca fluvial de Croton por primera vez en más de una década, brindando protección contra la sequía y asegurando el abasto adecuado para el futuro crecimiento de la población.

La participación de la ingeniería civil en la infraestructura del agua Luis F. Robledo Cabello Ingeniero Civil

un problema generalizado en el país, tanto para las aguas superficiales como para las subterráneas. En gran parte de las cuencas, pero sobre todo en el centro y norte del país, las aguas superficiales se han concesionado más allá de los escurrimientos disponibles en los ríos. Por la misma razón, un gran número de acuíferos están sobreexplotados.

Considero que para hacer un aprovechamiento eficiente del agua y una distribución equitativa entre todo tipo de regiones y de usuarios, es indispensable contar con información suficiente sobre su disponibilidad. Este ha sido

En aguas subterráneas los ejemplos son patéticos. Por mencionar sólo uno, a pesar de que desde hace más de 60 años se conoce el problema de los hundimientos e la ciudad de México como consecuencia de la sobreexplotación de los acuíferos y la consolidación de las arcillas del subsuelo, todavía en la década de los años setenta se perforaron pozos en el norte del Valle, aumentando la sobreexplotación en un 50% - 13 metros cúbicos /

Ejemplos preocupantes son la concesión de las aguas de río San Juan para abastecer a la ciudad de Monterrey, sabiendo que ya estaban sobreconcesionadas y que sistemáticamente se les habían negado caudales adicionales a los agricultores, sobre todo a los de Tamaulipas. Este conflicto será más grave en los años en que las precipitaciones pluviales sean escasas.

31 Maravillas de la Ingeniería

S

e ha establecido con precisión que los problemas del agua en nuestro país se han venido agravando con el tiempo y que, en este momento, existen serios conflictos por su aprovechamiento entre las diversas regiones y dentro de cada región entre los aspirantes a aprovecharla para diferentes usos, como el agrícola, urbano industrial y generación de energía, entre otros.

Maravillas de la Ingeniería

32 segundo -, con el argumento de que en cuanto entraran las aguas del sistema Cutzamala, se suspendería la operación de los pozos. Esto nunca sucedió y las consecuencias se irán agravando con el tiempo, tanto en lo que se refiere al comportamiento de los suelos como en lo relacionado con el deterioro de la calidad de las aguas subterráneas.

Esta sobreexplotación, que no es otra cosa que un sobreconcesionamiento de las aguas subterráneas, es alarmante en todo el Bajío - Aguascalientes, Celaya, León, Salamanca, Irapuato, Querétaro – y en un plazo no muy lejano hará crisis.

Este es un campo de acción importante en el futuro para los ingenieros civiles, ya sea para los que se dediquen a la hidrología superficial como a la geohidrología.

Quiero destacar que la administración del agua es una tarea para ingenieros civiles, no para contadores, licenciados en derecho o en economía, porque su principal componente es técnico y científico.

Actualmente parece importarle más al gobierno el que los usuarios del agua paguen al fisco por cada metro cúbico de agua que aprovechen, más que el cuidado de los bancos hídricos de las cuencas, visión de una miopía extrema. Es claro y justo que se pague por el uso del agua, pero no es el objetivo fundamental de su administración.

Una vez que se tenga información sobre la disponibilidad real del agua en cada cuenca y en cada acuífero, la siguiente y fundamental etapa en el proceso es la planeación del aprovechamiento de los recursos disponibles.

Haré algunos comentarios sobre el uso del agua en la agricultura de riego. A partir de los acuerdos de Washington y de los Tratados de Libre Comercio, se han elaborado documentos en los

bancos internacionales de desarrollo, que cuestionan la aplicación de recursos para la construcción de presas y sus zonas de riego, lo que ha conducido a que el gobierno adopte una política de no ampliar la superficie agrícola de riego.

Esto ha conducido a que importemos granos para el consumo humano y animal en cantidades crecientes. Desde que se adoptó esta política, la importación de alimentos aumentó en los últimos 10 años de 1,700 millones de dólares a 11,500 millones de dólares, es decir, una salida adicional de divisas de 9, 800 millones de dólares. Es ampliamente conocido que los granos que vienen de Estados Unidos de América tienen gigantescos subsidios gubernamentales a sus agricultores y que con ello mantienen su independencia alimentaria y además, logran una balanza comercial en granos muy favorable a ese país.

Si una parte importante del ingreso de divisas al país proviene de la exportación del petróleo y de las remesas de los trabajadores legales o ilegales en Estados Unidos, puede afirmarse que estamos comprando granos importados con petróleo y con dichas remesas.

Ante una insuficiencia de divisas, estaríamos en riesgo de no poder importar los alimentos indispensables para nuestra población. Ello me conduce alas siguientes preguntas: ¿cuántas hectáreas de riego podríamos abrir con esos casi 10,000 millones de dólares anuales que pagamos por la importación de alimentos? ¿Cuántos mexicanos tendrían trabajo productivo en el campo sin tener que venir a sumarse a los cinturones de pobreza y de inseguridad de nuestras ciudades?¿Cuántos agricultores dejarían de emigrar a Estados Unidos en busca del más elemental sustento, manteniendo así la mayor riqueza de nuestro país que son sus hombres?

Ojalá me convencieran los argumentos de baja rentabilidad que esgrimen los bancos de desarrollo para negarse a financiar proyectos hidroagrícolas, pero

cumplir los compromisos internacionales para que los agricultores estadounidenses cuenten con los volúmenes comprometidos. Creo que es correcto, pero sólo parcialmente. El ahorro del agua debe tener ese objetivo, pero de igual o mayor importancia es el abastecimiento de la ciudad de Chihuahua, ya que utiliza fundamentalmente para el consumo humano, que en la legislación derogada hace algunos años tenía prioridad sobre cualquier otro uso. Creo que debe aparecer nuevamente un orden de prelaciones de los usos del agua en la Nueva Ley de Aguas Nacionales.

Igual situación se presenta en el caso del abastecimiento de la ciudad de Tijuana, que tendrá que acudir a los volúmenes de agua que actualmente se utilizan para riego en el Distrito de Mexicali.

Creo que en un futuro no muy lejano tendremos que retomar el crecimiento de la superficie agrícola bajo riego en el país y rehabilitar la que actualmente se está deteriorando en forma acelerada. Éste fue, y a mi juicio lo será nuevamente, un campo de gran atractivo profesional para los ingenieros civiles, que gozan de un gran prestigio a nivel nacional e internacional.

Es cierto que en algunas zonas de riego cercanas a las grandes ciudades que tienen necesidad creciente de suministro de agua potable, ya no es posible incrementar las superficies de riego e inclusive será necesario hacer un uso más eficiente del agua en el riego para liberar volúmenes para las ciudades. Pero esta situación no es general.

Permítanme comentarles el caso de la ciudad de Chihuahua. Se abastece fundamentalmente de agua subterránea de acuíferos ya no tan cercanos a la ciudad que se encuentran sobreexplotados. Por ello, tendrá que acudir a las aguas superficiales del río Conchos, las cuales son aprovechadas básicamente para la agricultura. Éste es un caso clásico, sin discusión. Es necesario hacer un uso eficiente del agua en el riego para liberar volúmenes para la ciudad.

Pero simultáneamente apareció la prolongada sequía en el río Bravo, cuyos escurrimientos están incluidos en el Tratado Internacional de Límites y Aguas con los Estados Unidos de América.

El gobierno está aplicando inversiones para lograr la reducción de las láminas de riego en la agricultura en el estado de Chihuahua, pero el objetivo es poder

Hermosillo tendrá que buscar las aguas subterráneas actualmente utilizadas en riego en el Distrito de la Costa de Hermosillo o acudir a la desalación de aguas de mar o de acuíferos salobres.

Saltillo no tiene ningún Distrito de Riego cercano. Ahí el gran reto será el uso eficiente del agua dentro de la ciudad y eventualmente, el aprovechamiento de acuíferos a mayor distancia, o finalmente la recarga de acuíferos con aguas residuales con un tratamiento muy completo para su aprovechamiento en el consumo humano. Técnicamente es factible, económicamente no es barato, social y culturalmente es un gran reto.

Pero puede afirmarse, por ejemplo, que Culiacán, Ciudad Obregón, Mochis, etc., no tienen una competencia feroz con los Distritos de Riego cercanos. Las demandas urbanas son relativamente pequeñas en comparación con los escurrimientos de los ríos. El mismo caso se presenta en las localidades urbanas de la planicie costera de Nayarit, Veracruz, Tabasco, Cam-

33 Maravillas de la Ingeniería

más bien me parece que atienden intereses de políticas económicas inteligentes de los países exportadores. Por ello hace muchos años que prácticamente no se construyen presas importantes para almacenamiento y control de avenidas y sus distritos de riego anexos.

Maravillas de la Ingeniería

34 peche, Guerrero, Oaxaca y Chiapas. En algunos de estos lugares, entre otros, la frontera agrícola de riego y de temporal puede crecer en forma importante.

Quiero vincular ahora mis comentarios sobre la disponibilidad o escasez de las fuentes de abastecimiento y los usos urbanos del agua. Serán pocos los grandes y medianos centros urbanos que tengan fuentes de abastecimiento cercanas.

Esto significa que significa que será necesario planear, estudiar, diseñar, construir

y operar nuevos sistemas de abastecimiento de agua potable, con grandes acueductos y eventualmente grandes plantas de bombeo, como son, entre otros muchos, los casos de México, Monterrey, Tijuana, León y Guadalajara.

Si se aprovechan aguas superficiales se necesitarán importantes presas de almacenamiento y plantas potabilizadoras, además del crecimiento acelerado de las redes de distribución y los sistemas de regulación y almacenamiento – tanques- dentro de las urbes.

Esto ya está demandando un número creciente de ingenieros civiles que participen en las diferentes etapas de planeación, aunque no sólo de las obras de infraestructura, sino también de sus costos y financiamientos, los estudios básicos de ingeniería como son los topográficos, geotécnicos. Hidráulicos, geofísicos, geohidrológicos, ambientales, electromecánicos, de tenencia de la tierra, etc.; los diseños de las obras tales como cimentaciones, estructuras metálicas y de concreto, acueductos, presas de almacenamiento, presas derivadoras, obras de toma en los ríos, pozos profundos, plantas de bombeo, plantas potabilizadoras, etc.; la programación y presupuestación de las obras, la celebración de licitaciones públicas, la consecución de financiamientos nacionales e internacionales, la supervisión de la construcción, la gerencia de proyectos, la operación, la conservación y el mantenimiento.

Del libro “¿Creceremos sin ingeniería civil” Universidad Iberoamericana. Ciudad de México

Pont Du Gard La maravilla romana del sur de Francia

Durante mucho tiempo, se creyó que esta extraordinaria obra de doble propósito se había realizado alrededor del año 19 A.C., pero las excavaciones más recientes han sugerido que se llevó a cabo ya en el siglo I de nuestra era.

Su construcción se atribuye al yerno del César Augusto, Marco Vipsanio Agripa.

El puente, de 275 metros de longitud y 49 metros de altura, se levantó para que las personas, los caballos y los carruajes pudiesen cruzar el cauce del río, pero se hizo con una estructura de arcos superpuestos en tres niveles: el nivel bajo, tiene 6 arcos y mide 142 metros de longitud, 6 de grosor y 22 de altura; el nivel medio tiene 11 arcos y mide 242 metros de longitud, 4 de grosor y 20 de altura y finalmente, el nivel superior tiene 35 arcos y mide 275 metros de longitud, 3 de grosor y 7 de altura. Sobre el tercer nivel, discurre un camino y un conducto de agua de

1.8 metros de altura, 1.2 metros de grosor y una pendiente de 0.4% de grado.

Puente del Gard, años 1850

El puente fue diseñado, como ya se mencionó, para salvar el río, pero también para llevar el agua a través del pequeño valle en el que éste se ubica, como parte de un acueducto de unos 50 kilómetros de longitud, que transportaba diariamente el recurso desde los nacimientos cercanos a Uzés, hasta la ciudad romana de Nemausus – la actual Nimes -. El acueducto completo tenía una pendiente de 34 centímetros por kilómetro (1/3000) y solo descendía 17 metros en todo su trayecto.

35 Historia de la Ingeniería Civil

E

l Puente del Gard – Pont Du Gard, en idioma francés – es un puente y parte de un acueducto construido por el imperio romano, que se localiza junto al pueblo de Remoulins, en el sur de Francia; el cual, debe su nombre al río que cruza, aunque cabe señalar, que el río Gard, al que debe su nombre también el Departamento en que se ubica, no existe realmente con ese nombre. Este río, formado por muchos afluentes, muchos de los cuales son llamados Gardon, recibe también el nombre de Gardon.

Historia de la Ingeniería Civil

38 Fue construido por completo sin emplear argamasa: Las piedras del acueducto- algunas de las cuales pesaban hasta 6 toneladas- se mantienen unidas por grapas de hierro. La mampostería fue elevada hasta su sitio mediante poleas accionadas por muchos hombres. Se construyó un complejo andamio para soportar el acueducto mientras se construía.

La fachada todavía tiene marcas de su construcción en forma de protuberancias por las que se unía al andamio y caballetes en los pilares que sostenían los marcos semicirculares o cimbras sobre los que se construyeron los arcos. Se cree que se tardó unos tres años en construirlo y que en las obras participaron de 800 a 1000 trabajadores.

acueducto de Nimes que tiene casi 50 kilómetros de largo cruzara el río Gard. Los arquitectos e ingenieros hidráulicos romanos que diseñaron este puente, que se alza hasta casi los 50 metros y está a tres niveles, el más largo de los cuales mide 275 metros, crearon una obra maestra técnica así como artística”.

En 1988 el Pont du Gard se vio afectado por una inundación que causó graves daños a la región. La carretera que lleva al puente y las instalaciones cercanas sufrieron importantes afectaciones, aunque el acueducto en sí no se deterioró seriamente.

A partir del siglo IV su mantenimiento fue descuidado y los sedimentos empezaron a obstruir el conducto. En el siglo IX quedó inservible y la gente empezó a usar sus piedras para sus propios propósitos. Sin embargo, la mayor parte del Puente del Gard permanece intacta.

Hasta el siglo XVIII el acueducto fue usado como puente que facilitaba el tráfico a pie atravesando el río. Los pilares del segundo nivel vieron reducido su grosor para hacer más espacio para el tráfico, pero esto hacía peligrar la estabilidad de la estructura. En 1702 los pilares fueron restaurados a su grosor original para salvaguardar el acueducto. En 1743 se construyó un nuevo puente junto a los arcos del nivel inferior, de tal forma que el tráfico rodado pudiese cruzar por ahí. El acueducto fue restaurado en el siglo XVIII, pues para entonces era un reclamo turístico y fue restaurado de nuevo durante el reinado de Napoleón III a mediados del siglo XIX. La extraordinaria calidad de la albañilería del puente lo convirtió en una parada obligatoria para los viajeros mamposteros en su gira tradicional alrededor del país, muchos de los cuales dejaron sus nombres inscritos en la piedra.

Las marcas realizadas por los trabajadores originales, en las que se indican donde se debían situar las piedras, también se conservan: por ejemplo, FRS II – significa frons sinistra II -.

Desde 1985 el Pont du Gard está registrado como Patrimonio de la Humanidad.

La UNESCO ha señalado que “El Pont de Gard fue construido poco antes de la era cristiana para permitir que el

Interior del conducto del Puente del Gard, en la actualidad cerrado al público.

El gobierno francés patrocinó un proyecto de rediseño en cooperación con las autoridades locales, la UNESCO y la Unión Europea que concluyó en 2000. Se hizo peatonal el área alrededor del acueducto y se mejoraron las instalaciones destinadas a los visitantes, lo que incluyó la construcción de un museo. Este proyecto fue criticado por su costo y por la pérdida del paisaje circundante.

Otra consecuencia fue que ya no se permite caminar a través del conducto. Sin embargo, el nuevo plan asegura que el área cercana al Puente sea ahora mucho más silenciosa debido a la prohibición del tráfico motorizado y el nuevo museo proporciona al visitante un contexto histórico más rico.

Con 1.4 millones de visitantes en 2001, el Puente del Gard es una de las cinco atracciones turísticas más visitadas de Francia y esta incluido en la lista de Grand Site National.

Libros Ingeniería

32 40 Para que México enfrente con éxito los riesgos derivadas del cambio climático, se recomienda cumplir los acuerdos de la COP 16 de Cancún (referencia 13), para lo cual deben participar conjunta y activamente los gobiernos, sector privado, organizaciones civiles, academias y legisladores; entre ellos:

Referencias Biblioteca Mexiquense del Bicentenario

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3. La comunidad académica puede contribuir en el diseño studiar la formación de nuestro planeta y el origen mis5. Bitrán Bitrán, D. “Características del impacto socioeconómico de los de estrategias de mitigación y adaptación, proporciomo de ladesastres vida, nos conduce necesaria e inevitablemenprincipales ocurridos en México en el período 1980–99”. nando evidencia científica sobre los riesgos, tecnologías te al tema del agua; lo mismo ocurre si del Secretaría de Gobernación, CENAPRED y CEPALhablásemos (2000).

6. Romo Ma. del Lourdes, de desastres cultural en México”, y acciones para apoyar el proceso de decisiones, inclu- inicio deAguilar, la civilización y el “Prevención posterior desarrollo de Revista Consultoría, CNEC, (febrero, 2014)., yendo las de inversión. los pueblos de la Tierra; así mismo, si nos pidiesen proyectar 7. Rascón Chávez, Octavio A. “Impacto y mitigación ambiental de los 4. Frenar, detener y revertir la pérdida de bosques, tenien- el destino de la humanidad, de nuestros refetransportes”, Documentos sobre uno el “Estado del arte ygrandes prospectiva de do en cuenta los derechos de los indígenas y de las rentes tendría que ser el agua; así de íntima e indisoluble la ingeniería en México y el mundo”, Academia de Ingeniería es de México ydel CONACYT comunidades. la relación hombre(2012) con el(www.ai.org.mx). líquido vital.

5. Fortalecer la formación de recursos humanos, el 8. Rascón Chávez, Octavio A., Ruiz Lang, Tristán y Backhoff Pohls, Miguel A, “Gestión de desastres, una perspectiva geográfica para desarrollo tecnológico y la innovación.

Y si labien es cierto agua nacional”, ha permitido el florecimiento seguridad de laque red el carretera Congreso Nacional de 6. El sector académico puede proporcionar solidez técni- de la vida y la cultura, así como ha coadyuvado Ingeniería, Academia de Ingeniería, agosto de 2005. a elevar los 9. “Propuesta de programa nacional detambién infraestructura ca para desarrollar mecanismos para evitar la defores- índices de bienestar y de progreso, se ha2013-2018”, convertido Colegio de Ingenieros Civiles de México (2011). tación y diseñar sistemas de monitoreo del clima y de en una fuente de desigualdad social, en limitante del creci10. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). “Climate Chansus efectos. miento de losSynthesis asentamientos humanos,Cambridge ya que University la diferencia ge 2007: Report”. Cambridge: Press.

7. Adoptar medidas de mitigación para reducir las emisio- entre contar o no contar con acceso a ella, define desde la 11. National Research Council. Advancing the Science of Climate Change.,Washington, DC: Thede National Academies Press, 2010; nes para el año 2020, ya que ofrecen una buena opor- supervivencia hasta el destino sociedades enteras. http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=12782. tunidad para atraer financiamiento y, a su vez, propicia12. Rascón Chávez, Octavio A. “Desafíos y perspectivas de la energía rán el desarrollohoy deestas tecnologías y creación empleos.

Afortunadamente, reflexiones son un de lugar común graciaseléctrica a quepara nuestra generación ha recapacitado acercasobre de lograr la sustentabilidad global”, Documentos 8. finito Incluirdel la recurso capturahídrico; y almacenamiento delacarbono. lo ha entendido necesidad de crear una cultura del agua, de diseñar estrategias para hacer el “Estado del arte y prospectiva de la ingeniería en México y el mundo”, Academia Ingeniería de México y CONACYT 9. Desarrollar estrategias parasurecopilación datos, invenmás eficiente su distribución, tratamiento de y posterior reutilización.

En suma , haderazonado que el futuro mediato(2012). de la 13. Los Acuerdos de Cancún y el camino hacia adelante. Diálogo Intertarios de GEI, proyecciones y análisisde macroeconómicos. humanidad, depende en gran medida las acciones que hoy tomemos para garantizar muestro acceso al líquido vital. nacional “Implementando los Acuerdos de Cancún”, Secretaría de 10.

Armar un marco metodológico y financiero para el Relaciones Exteriores (2011). rápido deconciencia acciones de mitigación Estaarranque nueva y necesaria global acerca ydeladaptaagua, ha 14.” encontrado eco en el Gobierno delAnEstado México que, Building Resilience in Supply Chains.

Initiativede of the Risk Response Network In collaboration with libro, Accenture”, World Forum ción, diseñocon delaportar Fondo acciones Verde Climático comprometido concretasy amecanismos la difusión de la cultura del agua, edita este Cultura delEconomic Agua, hacia (enero, 2013). de tecnología innovación. un uso eficiente dele recurso vital; documento que concentra información, análisis, cifras, indicadores, imágenes y propuestas 15. Rascón Chávez, Octavio A.,”Desafíos de investigación para la susque permitirán al lector obtener un conocimiento muy completo acerca del tema. tentabilidad global y de México”, Revista Ingeniería Civil, Colegio La prevención de desastres está prevista en el PND 2013de Ingenieros Civiles de México, No.525 (enero, 2013).

16. Rascón Chávez, Octavio A., “Análisis y gestión de riesgos y desas2018, Objetivo 1.6.loSalvaguardar a material El rigorparticularmente que ha seguidoenlaelinvestigación, convierte en un serio de consulta para investigadores, académicos, tres en México”, Documentos sobre el “Estado del arte y prospectiva la población, a sus bienes a su entorno ante dimensionar un desastre los retos estudiantes y población en ygeneral que quiera del agua que enfrenta nuestra generación. de la ingeniería en México y el mundo”, Academia de Ingeniería de de origen natural o humano, a lo cual ayudará la creación México y CONACYT (2012).

CULTURA DEL AGUA Hacia un uso eficiente del recurso vital

E

del la Consejo Nacional de Protección Civil.

De Presentación del libro.