revista-geotecnia-smig-numero-270 by SMIG

DICIEMBRE 2023 FEBRERO 2024

ISSN: 2594-1542

270

ÓRGANO OFICIAL DE LA SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA, A. C.

EXPERIENCIAS EN EL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PILAS EN SUELOS RÍGIDOS DESPLAZAMIENTOS HORIZONTALES EN EXCAVACIONES HECHAS EN LA CIUDAD DE MÉXICO

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Mesa Directiva 2023-2024 Presidente Ricardo Enrique Ortiz Hermosillo Vicepresidenta

La SMIG, motivo de orgullo técnico

Natalia del Pilar Parra Piedrahita

Secretario Miguel Ángel Mánica Malcom Tesorera María del Carmen Cabrera Velázquez Vocales María Elena Acevedo Valle Jorge Armando Rábago Martín Yary Yanela López Calix Giovanni A. Quintos Lima Yoleida del Valle Suárez Arellano Gerente Brenda Aguilar Silis Delegaciones regionales Baja California Michoacán Occidente Puebla Querétaro Sureste Tabasco Veracruz Representaciones Chiapas Ciudad Juárez Irapuato Monterrey

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omo miembro de la actual Mesa Directiva 2023-2024, deseo agradecer a todos los integrantes de nuestra querida sociedad técnica su apoyo a todos los proyectos de capacitación que hemos emprendido, principalmente en este año en el que se conmemoró el 66 Aniversario de la SMIG y en el que paulatinamente se regresó a los cursos presenciales. Hago un reconocimiento especial al Consejo Editorial de la revista Geotecnia, que ha sido vanguardista en la selección del contenido de nuestra publicación, hecho que ha sido ponderado por diferentes especialistas de nuestro gremio a nivel nacional e internacional. La SMIG se ha fortalecido gracias a la integración de nuevos socios y a su participación en el desarrollo de las diferentes actividades llevadas a cabo en diversas modalidades, como conferencias, cursos, seminarios y simposios, que suman más de 53 eventos técnicos a la fecha de publicación de esta edición; la organización de algunas de ellas fue compartida con otras sociedades e instituciones técnicas. Hemos modificado el boletín semanal y el sitio web de la SMIG con un diseño vanguardista y amigable, con el propósito de facilitar su consulta; en ellos se incluye información oportuna, la videoteca y la biblioteca digital, entre otros. Las ingenieras geotecnistas de nuestra sociedad técnica participamos activamente en el evento del Día Internacional de la Mujer, apoyado por el Comité Women in Deep Foundations México, con el que nos sumamos a destacar el papel de la mujer en la ingeniería geotécnica. La interacción con las nuevas generaciones de ingenieros geotecnistas ha crecido exponencialmente a través de los capítulos estudiantiles; este año, 16 capítulos, 13 de licenciatura y tres de posgrado, rindieron protesta en diferentes instituciones educativas. Otro gran logro técnico de este 2023 fue el premio “Javier Barros Sierra” al Mejor Libro de Ingeniería Civil otorgado por el Colegio de Ingenieros Civiles de México al libro Temas selectos de análisis numérico aplicados a la ingeniería geotécnica, editado por la SMIG con motivo de su 65 aniversario. La Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica es motivo de orgullo técnico, porque nos innovamos y actualizamos con las nuevas tecnologías que existen en el mercado internacional y nacional, con el objetivo de ofrecer a nuestros asociados todo el conocimiento técnico de vanguardia para desarrollar los proyectos geotécnicos con la ética y el profesionalismo que requiere nuestro país.

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María del Carmen Cabrera Velázquez Tesorera de la Mesa Directiva 2023-2024

Geotecnia, año 13, núm. 270, diciembre 2023 - febrero 2024, es una publicación trimestral editada por la Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A.C. Valle de Bravo 19, colonia Vergel de Coyoacán, alcaldía Tlalpan, CP 14340, teléfono (55) 5677 3730 · www.smig.org.mx. Editor responsable: Carlos Roberto Torres Álvarez. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo núm. 04-2017-060819470900-102, otorgada por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. ISSN: en trámite. Responsable de la última actualización de este número: Ediciones de la Sierra Madre, S.A. de C.V., 8 de Septiembre 42-2, colonia Daniel Garza, alcaldía Miguel Hidalgo, CP 11830, Ciudad de México. Fecha de última modificación: 30 de noviembre de 2023. Los artículos firmados son responsabilidad de los autores y no reflejan necesariamente la opinión de la SMIG. Los textos publicados, no así los materiales gráficos, pueden reproducirse total o parcialmente siempre y cuando se cite la revista Geotecnia como fuente. Para todo asunto relacionado con la revista Geotecnia, dirigirse a helios@heliosmx.org.

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CONVOCATORIA Además de comentarios y sugerencias de sus lectores sobre los contenidos, Geotecnia está abierta a las colaboraciones de los profesionales vinculados a la especialidad. De igual forma se invita a presentar artículos que permitan inaugurar una nueva sección en la que se haga prospectiva o se aborden casos insólitos en el ejercicio de la especialidad. Quien desee proponer trabajos debe comunicarse a través de helios@heliosmx.org para ser informado de los requisitos para el envio de materiales. Los textos serán puestos a consideración del Consejo Editorial para su eventual publicación. Dirección general Ricardo Enrique Ortiz Hermosillo

Contenido con… 3 Conversando Planeación, control y medición: claves para el desarrollo de infraestructura

Próspero Rigoberto Antonio Ortega Moreno

9 Semblanza Ulrich Fritz Otto

Hungsberg Engelmann La huella de un ingeniero geólogo en México Paul Alfaro Nava

Dirección ejecutiva Natalia del Pilar Parra Piedrahita

38 Pruebas de integridad en pilas 39 Modelado físico y numérico 40 Serie sobre flujo de agua y de calor en medios porosos

41 Efecto de la lubricación

de cabezales y de las no uniformidades de relaciones de vacíos en la respuesta no drenada de una arena

42 6º Simposio de Cimentaciones Profundas y Mejoramiento de Suelos

42 Fotografía en la Construcción Geotécnica

técnico 12 Artículo Desplazamientos horizontales en

excavaciones hechas en la Ciudad de México

Comercialización Brenda Aguilar Silis

Felipe de Jesús Jiménez y Walter Paniagua

Tema de portada / Artículo técnico Experiencias en el diseño y construcción de pilas en suelos rígidos Bardomiano Soria y cols.

Realización

43 El ITESO recibe el premio

en la V Olimpiada de Geotecnia

HELIOS comunicación +52 (55) 29 76 12 22

43 Noticias de la Vicepresidencia

por Norteamérica de la ISSMGE

44 CAPÍTULOS ESTUDIANTILES

Octavo Coloquio de Jóvenes Geotecnistas y Primer Encuentro de Capítulos Estudiantiles

46 Hablan los Capítulos Estudiantiles 31 CALENDARIO

46 Hablan los jóvenes geotecnistas

47 Licenciatura de la FES Aragón,

Tecnología e innovación Equipos eléctricos para la construcción de cimentaciones profundas Walter I. Paniagua

de macizos rocosos

UNAM

Delegación Regional SMIG Sureste

PORTADA: EXCAVACIÓN CONTENIDA CON PILAS Y MUROS EN ARCO DE CONCRETO LANZADO EN SUELOS RÍGIDOS. FOTO DE PORTADA: JAIME ARAGÓN ARAGÓN, INTEGRACIÓN DE PROCESOS DE INGENIERÍA SA DE CV

Dirección editorial Alicia Martínez Bravo Contenidos Ángeles González Guerra

Dirección comercial Daniel N. Moser da Silva

47 DELEGACIONES REGIONALES

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Dirección ejecutiva Daniel N. Moser da Silva

Diseño Diego Meza Segura

48 RESEÑAS - Tesis 38 Caracterización avanzada

Consejo Editorial Juan de Dios Alemán Velásquez Gabriel Yves Armand Auvinet Guichard Roberto Avelar Cajiga María del Carmen Cabrera Velázquez Jorge E. Castilla Camacho Francisco Alonso Flores López Moisés Juárez Camarena Germán López Rincón Raúl López Roldán Miguel Ángel Mánica Malcom Héctor Moreno Alfaro Rodrigo Murillo Fernández Ricardo Enrique Ortiz Hermosillo Alexandra Ossa López Walter Iván Paniagua Zavala Margarita Puebla Cadena Luis Bernardo Rodríguez González Juan Jacobo Schmitter M. del C. Guillermo Springall Cáram † Carlos Roberto Torres Álvarez

Comercialización Laura Torres Cobos Difusión Bruno Moser Martínez Dirección operativa Alicia Martínez Bravo

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CONVERSANDO CON... Próspero Rigoberto Antonio Ortega Moreno

Planeación, control y medición: claves para el desarrollo de infraestructura El ingeniero debe actualizarse continuamente y renovar su conocimiento, pero la teoría sola no es suficiente: es importante que posea la práctica. Por otra parte, hay que ser creativo y tratar de innovar para enfrentar el desafío de los proyectos hidroeléctricos, así como saber atender las circunstancias de ajustes a la ingeniería de diseño. Hay que recordar que no hay ingeniería única ni definitiva: siempre es susceptible de ajustes, tanto durante el mismo proceso de diseño como durante la construcción e incluso ya con la infraestructura en operación. La ingeniería, como la planeación, son dinámicas.

l ingeniero Próspero Rigoberto Antonio Ortega Moreno nació en la ciudad de Teziutlán, Puebla, en el norte de la Sierra Madre Oriental, una de las regiones donde se reciben los efectos de los frentes fríos y las condiciones climáticas influyen en la característica de la naturaleza y, obviamente, en el desarrollo y comportamiento de la infraestructura. “Llegué a este mundo a finales del decenio de 1930 –apunta nuestro interlocutor–; recientemente alcancé los 86 años de existencia. Tengo algunos recuerdos que son imposibles de perder –responde a pregunta expresa– por lo que han representado en mi vida personal y posteriormente como estudiante y profesionista.

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En la construcción del proyecto Santa Rosa en Jalisco, 1963.

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Visita al vertedor de la presa derivadora del Río Chiquito, aportador de la hidroeléctrica Chicoasén. 1981.

”Cursé la educación primaria, secundaria y preparatoria en Teziutlán, Puebla. Mi niñez fue común a la de los niños de esa época; corrían los años de principios de la década de 1940 y parte de los cincuenta; en mi familia éramos 12 hermanos, yo el cuarto en orden de edad: seis mujeres y seis varones, lo que demandó un enorme esfuerzo para mis padres, considerando que contaban con una preparación escolar muy limitada. Mi padre, Próspero, cursó sólo la escuela primaria, y mi madre, María de la Paz, solamente sabía leer y escribir. Ambos eran bilingües, pues hablaban con fluidez español y náhuatl, lo que para sus hijos era un orgullo”. De niño, Próspero Ortega enfrentó algunas circunstancias de salud por deficiencia hepática y de la vista, que afortunadamente no trascendieron, aunque afectaron un poco la asistencia regular a la escuela. Estos inconvenientes de sa-

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lud fueron superados gracias a la atención de sus padres, particularmente de su madre, que siempre tuvo un ejemplar comportamiento con sus hijos y en especial con él. Su padre –nos cuenta– fue maestro rural por vocación, sin preparación académica. Después trabajó en una pequeña tienda de abarrotes, granos y semillas como despachador ganándose en poco tiempo la confianza del dueño, al grado de que le traspasó la tienda y de dependiente se convirtió en comerciante. “Con el anhelo de crecer en preparación y desarrollo, mi padre tomó cursos básicos por correspondencia sobre contabilidad y comercio que le fueron muy útiles. Eso le permitió desarrollarse en el comercio y en la administración de bienes y servicios, entre ellos baños públicos, que en esa época eran muy populares porque no era común que las casas tuvieran un baño privado. Siempre quiso diversificar sus actividades. Con el tiempo también administró servicios para el transporte de pasajeros en la región; tuvo así un reconocido desarrollo como persona honesta y esforzada en progresar”. Lamentablemente, la falta de atención oportuna a su salud provocó que su padre falleciera a la edad de 77 años. “En cambio mi madre –apunta Próspero Ortega– fue una persona de una gran fortaleza física considerando todo lo que tuvo que enfrentar para llevar adelante una familia con 12 hijos y apoyar a mi padre en la atención de los negocios. Ella nos dejó a los 89 años”. Eran comunes las familias numerosas, y una vez que los hijos crecían se daba por hecho que debían aportar a la economía familiar. Consultamos a nuestro interlocutor cuál fue el desarrollo de todos ellos. “De los 12 hermanos solamente seis logramos una preparación académica profesional, cinco con carreras de contaduría, educación, idiomas y confección de ropa. Solamente yo tuve la oportunidad de estudiar una carrera universitaria a nivel licenciatura y, muy posteriormente, una maestría”. Lo consulté respecto de la infancia y continuó: “Además de asistir a la escuela, los fines de semana yo aseaba calzado en los baños públicos que administraba mi padre, era bolero pues, para decirlo de forma coloquial. Eso me permitió obtener recursos económicos para comprarme mis primeros zapatos de futbol y mi balón. ”En mi temporal oficio de bolero, me tocó vivir un momento especial de esa época. En

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Planeación, control y medición: claves para el desarrollo de infraestructura una feria regional a finales de los cuarenta, a la edad de 10 años, me tocó bolear las botas del grupo militar del general Humberto Mariles, que seguramente algunos lo recordarán como medalla de oro en la justa hípica de los Juegos Olímpicos de Londres 1948. ¡Por cada par de botas me pagaron un peso!”. La vida familiar, igual que la de todos los niños en esa época y en ese lugar, transcurría asistiendo a la escuela y haciendo deporte. “Los deportes más comunes –nos comenta– eran voleibol, basquetbol, futbol y beisbol. Yo fui un adicto del futbol y del basquetbol; eso me llevó a desarrollar algunas virtudes y habilidades en el deporte, que además fueron parte de mi formación disciplinaria”. Quisimos saber cómo repartía su tiempo, considerando la escuela y su “adicción” al futbol y al básquet. Nos dice: “La escuela era absoluta prioridad. El trabajo era en época de vacaciones, también sábados y domingos; como no había escuela, había que apoyar a mis padres en la atención a los baños públicos. A mis 12 años, los sábados en la madrugada salía en autobús hacia Altotonga, donde estaban otros baños públicos construidos por mi padre, para atenderlos en su representación”. A esa edad, Próspero Ortega estaba pendiente de que todo operara correctamente. Por supuesto, no obtenía una remuneración de su padre, pero con dos, tres, cinco o diez pesos que obtenía de asear el calzado tenía siempre para pagarse golosinas y regresar el domingo entrada la tarde a su casa. La noche del sábado dormía en un hotel económico del pueblo e incluso en un catre en el local de los baños públicos. No estaba solo, había adultos, empleados de su padre. Con ellos, relata nuestro interlocutor, existía un respeto mutuo. “Al terminar la primaria laboré en una imprenta y en una oficina que publicaba un periódico semanal que se distribuía en el pueblo”. Su adicción al deporte y circunstancias de salud propiciaron que hiciera la primaria en siete años. “En la secundaria ya era una disciplina más diferente y los compañeros también –continúa Próspero Ortega–. Ya tuve un poco más de conciencia de la asignación de tiempo para el deporte y la escuela. En cuanto a las amistades, reconozco que tuve algunas nada recomendables. Gracias a mi formación familiar finalmente no influyeron en mi desarrollo escolar. ”Al terminar la preparatoria, me inscribí en la Universidad de Puebla; siempre acudí a institu-

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”Al terminar la preparatoria, me inscribí en la Universidad de Puebla; siempre acudí a instituciones educativas públicas. Elegí la Facultad de Ingeniería Civil porque me gustaban las matemáticas. Siempre competía, desde la secundaria y preparatoria, con otros compañeros respecto a las actividades y a las tareas de matemáticas; no quiero decir que otras materias no fueran atractivas, para mí todas lo fueron, pero en particular las matemáticas me divertían”.

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ciones educativas públicas. Elegí la Facultad de Ingeniería Civil porque me gustaban las matemáticas. Siempre competía, desde la secundaria y preparatoria, con otros compañeros respecto a las actividades y a las tareas de matemáticas; no quiero decir que otras materias no fueran atractivas, para mí todas lo fueron, pero en particular las matemáticas me divertían”. Eso lo motivó a querer estudiar ciencias químicas o ingeniería. “En esa época –recuerda– se estaba desarrollando el proyecto hidroeléctrico Mazatepec, cercano a mi lugar de origen, muy importante para la CFE, y era común que mucha gente de la región trabajara ahí; eso influyó para que yo ingresara a la Facultad de Ingeniería Civil y que, una vez concluyendo, hiciera lo posible para incorporarme a la construcción de infraestructura pesada de los proyectos hidroeléctricos”. En la universidad no perdió su “adicción” al deporte: “Aunque mi estatura era baja, formé parte del equipo de basquetbol de la universidad en torneos municipales.” Cuando iniciaba el quinto año, circunstancias político-religiosas condujeron a una huelga escolar que duró más de cuatro meses, y eso hizo que Próspero Ortega regresara a su lugar de origen para buscar donde trabajar. Así, ingresó en 1961 como dibujante en una oficina de la CFE en Teziutlán que realizaba estudios de anteproyectos hidroeléctricos; regresó a la universidad al final de ese año y en los primeros meses del siguiente concluyó su licenciatura. “Al obtener la carta de pasante –cuenta nuestro interlocutor– estuve apoyando a un arqui-

Visita de obra al proyecto Peñitas, 1984.

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Fernando Hiriart Balderrama, Sergio Valverde Azpiri y Próspero Ortega Moreno en visita de obra con motivo de la rehabilitación de la hidroeléctrica Infiernillo, 1987.

Reunión con amigos de la Comisión Federal de Electricidad, 2018.

tecto en cálculos estructurales de viviendas y edificios pequeños (de no más de tres o cuatro niveles) y, al mismo tiempo, yo veía la forma de incorporarme a la CFE, lo que finalmente logré en el segundo semestre de 1962 en el proyecto Santa Rosa, Jalisco. Entre 1965 y 1973 estuve en líneas de transmisión y en esta etapa viví una desagradable circunstancia profesional de tipo administrativo que dio como resultado que el director general de la CFE me despidiera en diciembre de 1973 por el “pecado” de haber aprobado el pago de tiempo extra al personal obrero

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sin la autorización del director general, como él lo había ordenado. Sin embargo, todos reconocían que mi despido había sido una decisión injusta, ya que yo hice los trámites para solicitar la autorización, pero no la recibí. Las libranzas eran de una instalación en operación que implicaba suspensión del servicio, y no se puede decir: ‘No voy a atenderlo, no voy a hacer esta conexión porque no me llegó la autorización de pago del tiempo extra’. Es entonces cuando hay que tomar decisiones responsables. Así pues, se realizó el trabajo y se pagó el tiempo extra a los trabajadores sin esperar la autorización; ese fue el motivo que se esgrimió”. Le pedimos detalles y relató: “Tuvieron que realizarse unas maniobras para interconectar dos líneas de transmisión, una de ellas ya energizada que implicaba una libranza, por lo que hice el trámite ante el área de Operación. Las maniobras las realizamos con nuestro personal necesariamente en días festivos, con el reconocimiento del pago del tiempo extraordinario correspondiente”. Los compañeros de trabajo que ocupaban puestos superiores intercedieron en su favor y el primer día laboral de enero de 1974 lo reintegraron; tiempo después fue designado residente general de construcción para la ampliación de las centrales hidroeléctricas Infiernillo y Malpaso. “Gracias a la labor desarrollada, en 1977 fui nombrado superintendente general de construcción para el proyecto hidroeléctrico Chicoasén, y posteriormente gerente de construcción a cargo de los proyectos Peñitas, Rehabilitación Infiernillo, Aguamilpa, Temazcal Ampliación, Agua Prieta y Zimapán. En 1993 me designaron coordinador de proyectos hidroeléctricos, y en 1995 dejé la Comisión Federal de Electricidad después de casi 33 años ininterrumpidos. ”De 1995 a 2002 colaboré en la Comisión Nacional del Agua como subdirector de Construcción y en 2004 como vocal ejecutivo de la Comisión de Aguas del Estado de México. Luego de participar en el sector privado, en 2008 fui reincorporado como trabajador activo para el proyecto La Yesca de 2008 a 2014. También participé en la construcción del Nuevo Aeropuerto Internacional de la Ciudad de México en 2014-2015, tras lo cual me he desempeñado como consultor independiente. Fueron 48 años en el sector público y el resto en el sector privado; es decir, más de 60 años de vida profesional”.

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Planeación, control y medición: claves para el desarrollo de infraestructura

En el sitio de la boquilla donde se ubica actualmente la cortina del proyecto Zimapán. 1991. Con una estudiante de ingeniería (su hija).

Respondiendo a la consulta sobre momentos destacables de su actividad profesional, Próspero Ortega cuenta: “Participar en las hidroeléctricas significa un intenso deseo para un ingeniero civil. Al iniciarme ingresé como ayudante del auxiliar del residente en Santa Rosa, Jalisco, en 1962. Allí vi por primera vez la aplicación de la planeación en los procedimientos constructivos para obras como la cortina de concreto de doble arco, donde se utilizó un cable vía para manejar los materiales a depositar en la estructura. En la ladera izquierda de la boquilla existen bloques inestables que fueron fijados con anclaje postensado para evitar posibles desprendimientos. El caso de las obras de ampliación de Infiernillo fue anecdótico y significativo. Estábamos en la etapa de pruebas preoperativas de la quinta unidad, y la noche anterior a que se hicieran las pruebas, que siempre son en horas de menor demanda de energía eléctrica, es decir, en la madrugada, soñé que en la caverna donde estaba alojada la hidroeléctrica había filtraciones con aportación importante de agua. Eso lo recuerdo muy bien. La noche siguiente, que se realizaron las pruebas de rechazo de carga, hubo una operación incorrecta de la válvula de 5 metros de diámetro para el control de acceso de agua de la tubería de presión a la turbina. Esta válvula de tipo lenteja y eje excéntrico giró incorrectamente en sentido contrario al que debió hacerlo (por defecto del sistema), y provocó un severo golpe de ariete; con la presión súbita

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“La noche anterior a las pruebas preoperativas de la quinta unidad de la presa Infiernillo, soñé que en la caverna donde estaba alojada la hidroeléctrica había filtraciones. La noche siguiente hubo una operación incorrecta de la válvula de 5 metros de diámetro para el control de acceso de agua de la tubería de presión a la turbina. Esta válvula giró incorrectamente en sentido contrario al que debió hacerlo y provocó un severo golpe de ariete; con la presión súbita de la carga del agua desde el nivel de la presa, hizo fallar los pernos de unión de la carcasa, lo que ocasionó una importante abertura y que el agua de la tubería y del embalse de la presa escapara y empezara a inundar la caverna de la casa de máquinas”.

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de la carga del agua desde el nivel de la presa, hizo fallar los pernos de unión de la carcasa, lo que ocasionó una importante abertura y que el agua de la tubería y del embalse de la presa escapara y empezara a inundar la caverna de la casa de máquinas. Fue necesario actuar con rapidez y eficiencia para cerrar las compuertas de la toma y del desfogue para evitar que continuara la aportación de agua. Un evento inédito importante”. Al pedirle una reflexión sobre sus años en la CFE y lo que destaca de la labor profesional del ingeniero civil, Próspero Ortega expresa: “Un gran ingeniero geotécnico canadiense ya fallecido, Ralph B. Peck, decía: ‘La sociedad espera que el ingeniero sea profesional y competente en su trabajo’. Es decir, el ingeniero debe continuamente actualizarse y renovar su conocimiento, pero la teoría solo no es suficiente: es importante que posea la práctica. Por otra parte, hay que ser creativo y tratar de innovar para enfrentar el desafío de los proyectos hidroeléctricos, así como saber atender las circunstancias de ajustes a la ingeniería de diseño. Hay que recordar –agrega– que no hay ingeniería única ni definitiva: siempre es susceptible de ajustes, tanto durante el mismo proceso de diseño como durante la construcción e incluso ya con la infraestructura en operación. La ingeniería, como la planeación, son dinámicas”. Después de la etapa en la CFE, Próspero Ortega trabajó en la Comisión Nacional de Agua y le pedimos que nos comente qué diferencias encontró en su trabajo en ambos organismos. “Esta pregunta me la hicieron diversos colegas: la diferencia no se da en los organismos, sino en los proyectos concretos. Lo que sí constituyó una gran experiencia para mí fue la consolidación en el reconocimiento al valor del agua en todas sus manifestaciones”. Nuestro interlocutor también destaca un aspecto significativo para él. “Uno de los factores que más han enriquecido mi vida profesional es el de las relaciones humanas con los trabajadores que participan en el desarrollo de infraestructura de utilidad pública, independientemente de su característica y de su nivel de preparación práctica o académica, así como con los pobladores de las comunidades rurales que habitan en las vecindades de las obras. Estas personas fortalecieron mis valores humanos personales”. Nos cuenta una anécdota de cuando estaba en la presa Infiernillo: “El cauce del río Balsas

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Reunión familiar, 2017.

en esa zona forma parte de una región que en esa época era de alta producción de enervantes (creo que lo sigue siendo). Durante la siembra y cosecha de las plantas, la disponibilidad de mano de obra se veía mermada porque el trabajador obtenía mejor remuneración en las plantaciones. Este era un valor entendido, y los responsables de la construcción de las obras lo contemplábamos en los rendimientos y producción. De esta manera, siempre mantuvimos un ‘acuerdo’ no escrito con los productores, con lo que ambas partes convivíamos en paz”. Le pedimos una reflexión sobre la diferencia, de haberla, entre el trabajo en el sector público y el privado. “Si uno entiende la característica de uno y otro, es fácil adaptarse; de lo contrario no será posible alcanzar la compatibilidad de caracteres indispensable para ofrecer un servicio responsable, honesto y con sentido de lealtad y respeto hacia las empresas y personas con las que está uno comprometido a servir”. En los años recientes le tocó participar en el proyecto del Nuevo Aeropuerto Internacional de México, que finalmente se canceló. “Allí –nos relata– participé como integrante de la entonces Secretaría de Comunicaciones y Transportes a través del Grupo Aeroportuario de la Ciudad de México desde abril de 2014 hasta junio de 2015; renuncié voluntariamente por convenir así a mis intereses profesionales”.

“Uno de los factores que más han enriquecido mi vida profesional es el de las relaciones humanas con los trabajadores que participan en el desarrollo de infraestructura de utilidad pública, independientemente de su característica y de su nivel de preparación práctica o académica, así como con los pobladores de las comunidades rurales que habitan en las vecindades de las obras. Estas personas fortalecieron mis valores humanos personales”.

Después de más de dos horas de entretenido, cordial y enriquecedor diálogo, le pedimos una reflexión final. “Nada más señalar –nos dice Próspero Ortega– que lo fundamental para el desarrollo de cualquier tipo de infraestructura es la planeación, el control y medición continua y permanente de un proyecto y sus componentes. En la planeación hay que considerar en forma primordial la participación de la ingeniería de diseño, de los estudios suficientes y exploración geológica oportuna y responsable con interpretaciones razonables y racionales para un adecuado análisis geotécnico como parte fundamental en cuanto a la calidad y oportunidad de información, reconociendo que la ingeniería de diseño no es única y definitiva, que siempre puede revisarse, corregirse, mejorarse con base en el conocimiento, la experiencia y el espíritu creativo e innovador, precisamente derivado de la aportación de las recomendaciones de los especialistas en geología y geotecnia. Finalmente, es fundamental establecer un estricto sistema de control y seguimiento en el desarrollo de los proyectos desde la etapa conceptual, el diseño y la construcción hasta las pruebas para la puesta en servicio y posterior plan de operación, conservación y mantenimiento” Entrevista de Daniel N. Moser Apreciamos su opinión e información sobre el tema de este artículo. Escríbanos a helios@heliosmx.org

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SEMBLANZA Paul Alfaro Nava

La huella de un ingeniero geólogo en México El ingeniero Ulrich Hungsberg tuvo siempre una gran dedicación por la profesión de ingeniero geólogo e interés por transmitir sus conocimientos y experiencias a las nuevas generaciones de ingenieros con la idea de formar en nuestro país un grupo de profesionales que resolviera adecuadamente los problemas surgidos en el sector hidráulico.

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ARCHIVO HISTÓRICO CILA, CIUDAD ACUÑA, COAH.

l ingeniero Ulrich Fritz Otto Hungsberg Engelmann nació el 17 de abril de 1934 en Leipzig, Alemania. Sus estudios profesionales para ingeniero geólogo los desarrolló en la Escuela Nacional de Ingenieros de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) en el periodo de 1952-1956, y realizó estudios de especialización en geología aplicada a la ingeniería civil en la Universidad de Bonn, Alemania de 1958 a 1959. Dominaba tres idiomas: español, inglés y alemán, y sabía un poco de francés. La construcción de grandes pre- De izquierda a derecha, ingeniero geólogo Alfonso de la O Carreño; ingeniero civil Jenasas de almacenamiento por la vía ro Paz Reyes e ingeniero geólogo Ulrich Hungsberg. Presa La Amistad, 1962. institucional se inició en el año de 1926 con la creación de la Comisión Nacional de Irrigación ción surgió a raíz de que los primeros diseñadores y cons(CNI); sin embargo, en esa época la experiencia de los tructores de presas extranjeros permanecieron en México. ingenieros mexicanos era limitada, por lo que se recurrió a Con el desarrollo de las primeras presas, se fueron forcontratar empresas extranjeras de reconocida capacidad. El mando y adiestrando los ingenieros mexicanos, y en 1931 grupo consultor de la extinta Comisión Nacional de Irriga- comenzaron a hacerse cargo del desarrollo de estas acti-

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SEMBLANZA La huella de un ingeniero geólogo en México vidades. En ese año, el vocal ejecutivo de la CNI nombró como consultores a los destacados ingenieros Andrew Weiss y Max W. King, quienes habían colaborado con las empresas extranjeras; quedó de esta manera integrado el primer cuerpo del consultivo de la CNI. Con la creación de la Secretaría de Recursos Hidráulicos (SRH) en el año 1947 se formaliza el Consejo Consultivo Técnico como un órgano dependiente directamente del titular de esa secretaría, y al frente de este grupo quedó el destacado ingeniero mexicano Antonio Coria Maldonado, quien conservó en este grupo a Andrew Weiss y a Max W. King. Este grupo tuvo las funciones básicas de evaluar y orientar o mejorar el diseño y construcción de las obras hidráulicas, con el fin de poder emitir opiniones técnicas independientes de las partes involucradas en la realización de las obras. El ingeniero Ulrich Hungsberg inició su vida profesional como ayudante de investigador y continuó siendo investigador de tiempo completo en el Instituto de Geología de la UNAM de 1958 a 1960; en ese último año se incorporó, por invitación de Antonio Coria Maldonado, al Consultivo Técnico. En la década de 1970, en la estructura del sector hidráulico, el Consultivo Técnico continuó dependiendo directamente del titular de la SRH y después del subsecretario de Infraestructura Hidráulica de esa secretaría. Sin embargo, Hungsberg continuó como asesor en geología y geohidrología en el Consultivo Técnico. El Consultivo Técnico fue incorporado al Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA) como una coordi-

nación, mediante un acuerdo con el director general de la Comisión Nacional del Agua. Esta posición se mantuvo hasta 1996. Durante ese periodo, el ingeniero Hungsberg ocupó el cargo de subcoordinador de Geología y Geohidrología del Consultivo Técnico en el IMTA. Finalmente, en 1996 el Consultivo Técnico fue incorporado a la Conagua, dependiendo de la Subdirección General Técnica. En el Consultivo Técnico se encontraban ingenieros con amplia experiencia en el sector hidráulico; la mayor parte de ellos habían iniciado su desarrollo profesional desde muy jóvenes en distintas áreas del sector hidráulico y alcanzaron puestos directivos o estuvieron en la construcción de la mayoría de las presas; en vez de jubilarse, preferían incorporarse al Consultivo Técnico para continuar aportando su experiencia; es por ello que la mayoría de los ingenieros tenían una edad muy avanzada. Entre los ingenieros de mayor prestigio en materia de obras hidráulicas destacaban, además, Aurelio Benassini, Manuel Anaya y Sorribas, Alfredo Marrón Vimbert, Francisco Torres Herrera, Macario Vega Pérez y Vicente Casales Lattuada, quienes participaban activamente en la solución de la problemática que surgía en las presas. A partir de 1996, luego de su incorporación a la Conagua, el ingeniero Hungsberg ocupó el puesto de subgerente de Geología y Geohidrología en la Gerencia del Consultivo Técnico. El Consultivo Técnico ha sido dirigido por los ingenieros Antonio Coria Maldonado (1947-1967), Aurelio Benassini Vizcaíno (1967-1981 y 198-1986), Alfredo Marrón Vimbert

De izquierda a derecha: Vicente Casales Lattuada, Carlos Oliva, Ulrich Hungsberg, Don Deere, Ezequiel Saavedra, Manuel Anaya y Sorribas. Presa Los Naranjos, Durango, 1996.

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La huella de un ingeniero geólogo en México

Ulrich Hungsberg, 17 de abril de 1934-26 de agosto de 2023.

(1987-1989), Manuel Anaya y Sorribas, Premio Nacional de Ingeniería (1989-1995), Luis Ramírez de Arellano Álvarez (1995-1997), José Antonio Nieto Ramírez (1998-2001), Rodrigo Murillo F. (2001-2003) y de agosto de 2003 a febrero de 2013, el gerente fue Ulrich Hungsberg. Desde 2014 hasta 2023 continuó como ingeniero consultor en geología aplicada a la ingeniería civil, tratamiento de cimentaciones y geohidrología en la Subdirección General Técnica. El ingeniero Hungsberg realizó su formación geológica y geohidrológica mediante la práctica profesional aplicada en la solución de un sinnúmero de problemas en el sector hidráulico y la capacitación del personal de la Conagua con la impartición de cursos de modelación geohidrológica. Cabe destacar que era un apasionado de la actualización tecnológica de equipo de cómputo, software y hardware. Su pasión por la ingeniería geológica aplicada a la ingeniería civil lo condujo a capacitarse de manera autodidacta y a aplicar sus conocimientos en múltiples obras, en estudios o construcción, de los tratamientos de la cimentación mediante la inyección de lechadas de cemento de tapetes de consolidación y pantallas impermeables. No conforme con la manera en que se interpretaban las pruebas de absorción de agua tipo Lugeon y Lefranc en sus diferentes tipos, como bombeo a gasto constante, inyección a gasto constante, flujo variable somero, flujo variable y flujo variable vertical, desarrolló en Excel hojas de cálculo para la interpretación de dichas pruebas de permeabilidad. Conoció al doctor Friedrich-Karl Ewert, uno de los investigadores más destacados en Alemania en el área de pruebas de absorción de agua y de inyectado de mezclas de cemento para la construcción de pantallas impermeables, y ejerció en

iembre 2023 - Febrero 2024

❘ SEMBLANZA

él una fuerte influencia profesional. Realizaron en forma conjunta hojas de cálculo para llevar el control del inyectado de lechadas de cemento. Participó en estudios, proyectos, diseños, construcción, operación y mantenimiento de presas, rehabilitación y puesta fuera de servicio de obras hidráulicas, principalmente presas, y la preservación estructural segura y funcional de presas. Es a esta área a la que, sin duda, el ingeniero Hungsberg entregó la mayor parte de su vida profesional; difícilmente existe una presa en México en la que no se haya involucrado. Además, también participó en situaciones de emergencia causadas por fallas parciales o totales en presas por sismos, huracanes o tormentas tropicales, sequías o deslizamientos que afectaron a la infraestructura hidráulica o cerraron cauces federales en el país. El ingeniero Hungsberg fue miembro del Comité Mexicano de Grandes Presas, entre otras asociaciones. En lo que se refiere a publicaciones, presentó en numerosos congresos y foros nacionales e internacionales artículos relacionados con los temas de tratamientos de cimentación mediante el inyectado de lechadas de cemento e ingeniería de presas, de acuerdo con su experiencia profesional. Fue coautor de los libros Presas de México I, II y III, editados por la Secretaría de Recursos Hidráulicos; organizó tres reuniones nacionales de seguridad de presas, y fue coautor del libro Rock grounting at dam sites (2018). Debe destacarse la dedicación y cariño que el ingeniero Hungsberg tuvo siempre por la profesión de ingeniero geólogo, así como su interés por trasmitir sus conocimientos y experiencias a las nuevas generaciones de ingenieros con la idea de formar en nuestro país un grupo de profesionales que resolviera adecuadamente los problemas surgidos en el sector hidráulico. En este sentido, Hungsberg debe sentirse muy orgulloso de la huella que dejó durante su paso por la Conagua, y particularmente en el Consultivo Técnico. Como ingeniero geólogo, Ulrich Hungsberg tiene un reconocimiento considerable por su desempeño en la ingeniería de presas y en el campo de la ingeniería hidráulica. “Que los ángeles y los santos lo reciban al pasar a la otra vida y que vea al creador cara a cara y que goce de la visión de Dios por siempre” (anónimo). Un gran abrazo, mi querido amigo

Apreciamos su opinión e información sobre el tema de este artículo. Escríbanos a helios@heliosmx.org

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ARTÍCULO TÉCNICO Felipe de Jesús Jiménez

Walter Paniagua

Doctorante del Programa de Maestría y Doctorado en Ingeniería, UNAM.

Director general de Pilotec, SA de CV.

Desplazamientos horizontales en excavaciones hechas en la Ciudad de México En este artículo se presenta una recopilación de información de desplazamientos horizontales medidos en ademes de excavaciones profundas hechas en la Ciudad de México. Los resultados permiten establecer valores típicos de desplazamientos horizontales en función de diversos factores como la profundidad de excavación, las condiciones geotécnicas, el tipo de elemento de soporte y el método constructivo empleado. Adicionalmente, se presentan tendencias de métodos constructivos empleados en cada zona geotécnica de la Ciudad de México a partir del análisis de más de 100 casos reales, entre los cuales se incluyen las excavaciones de algunos edificios emblemáticos de la ciudad. INTRODUCCIÓN

En la Ciudad de México, debido a la demanda de espacios y a las dimensiones de las nuevas edificaciones, ha sido necesario realizar excavaciones a grandes profundidades, incluso mayores que 50 m. En la figura 1 se muestran las máximas profundidades que se han alcanzado en cada zona geotécnica de la Ciudad de México. Es sabido que, independientemente de las dimensiones de la excavación, se provocarán deformaciones inevitables, las cuales deberán mantenerse dentro de límites tolerables y apegarse a la normativa vigente para garantizar la estabilidad de la obra y de las estructuras colindantes. Diversos autores se han encargado de recopilar la información disponible sobre mediciones en excavaciones hechas en distintas partes del mundo (Peck, 1969; Clough y O’Rourke, 1990; Ou et al., 1993). A partir de estos análisis, se han podido establecer valores de desplazamientos espera-

dos en función del tipo de suelo y de la profundidad máxima de excavación. El objetivo principal de este trabajo fue realizar una investigación documental sobre las mediciones efectuadas en excavaciones profundas en la Ciudad de México, para verificar si los desplazamientos medidos en los proyectos analizados coinciden con las observaciones hechas en escala mundial. Para la elaboración de este trabajo se han recopilado datos de más de 100 proyectos de excavaciones profundas hechas en la Ciudad de México, entre las que se incluyen las excavaciones para algunos de los edificios emblemáticos de la ciudad, con el objetivo de recabar información sobre los desplazamientos horizontales medidos en los ademes o muros. A partir de los resultados de las mediciones recopiladas, fue posible encontrar valores típicos de desplazamientos horizontales en función de la profundidad máxima de excava-

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❘ Núm. 270 Dici

Desplazamientos horizontales en excavaciones hechas en la Ciudad de México

Lago

Transición

Lomas

% 60

56%

Lago

❘ ARTÍCULO TÉCNICO

Transición

Lomas

Pedregal 24

Insurgentes 700

Torre Universidad

50 40 30

25%

ción, que además obedecen al tipo de sistema de contención empleado y a la zona geotécnica a la que pertenecen. Con el análisis de la información disponible fue posible, además, visualizar las tendencias constructivas en la Ciudad de México, en función de la zona geotécnica en la que se encuentran.

% 50

iembre 2023 - Febrero 2024

Tablestaca de madera

Sin ademe

Tablestaca de concreto

Lago

Transición

Lomas

19%

31%

44%

20 10

Condiciones geotécnicas en la Ciudad de México

El monitoreo de las excavaciones profundas es de gran importancia durante la construcción, debido a que es posible detectar comportamientos anómalos de las estructuras. Además, las mediciones efectuadas pueden ser útiles para predecir el comportamiento de excavaciones futuras con condiciones geotécnicas similares. También pueden ayudar para saber si los desplazamientos obtenidos con modelaciones numéricas en la etapa de proyecto se encuentran dentro de los rangos típicos.

Al diseñar una excavación profunda, es altamente recomendable realizar una investigación documental sobre proyectos similares construidos en la zona de interés y las soluciones adoptadas. Cualquier experiencia local brindará información valiosa que no debe ser despreciada.

Monitoreo de excavaciones profundas

Figura 2. Tipos de ademe comúnmente utilizados en la Ciudad de México, a partir de un número limitado de casos estudiados.

INVESTIGACIÓN DOCUMENTAL

De acuerdo con la reglamentación vigente en la Ciudad de México (GCDMX, 2017), la zona urbana se divide en tres zonas geotécnicas: Lomas (Zona I), formada por rocas y suelos generalmente firmes pero heterogéneos; Transición (Zona II), en la que los depósitos profundos se encuentran a 20 m de profundidad o menos, y que está constituída predominantemente por estratos arenosos y limoarenosos intercalados con capas de arcilla lacustre; y Lago (Zona III), integrada por potentes depósitos de arcilla altamente compresibles.

4% Tablestaca metálica

Figura 1. Excavaciones con mayor profundidad en cada zona geotécnica de la Ciudad de México.

1% M. Milán prefabr.

54.4 m

2% Muro mixto

50 m

Concreto lanzado

Muro Milán

46m

Muro berlinés

Puntales

Anclas

Losas Trabes entrepiso entrepiso

Circular

Taludes

Figura 3. Elementos de soporte frecuentemente utilizados en la Ciudad de México, a partir de un número limitado de casos estudiados.

Desde hace algunas décadas se ha monitoreado el comportamiento de algunas de las excavaciones profundas realizadas en la Ciudad de México, con la finalidad de mejorar el entendimiento de este tipo de obras. Los resultados obtenidos han permitido establecer criterios para análisis y diseño. Desafortunadamente, en la práctica mexicana son poco comunes las mediciones de asentamientos en la superficie que permitan determinar las zonas de influencia de las excavaciones en superficie, por lo que este trabajo queda limitado al análisis de los desplazamientos horizontales en ademes, cuyas mediciones se han realizado generalmente con la ayuda de inclinómetros de sonda y con equipo topográfico.

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❘ Desplazamientos horizontales en excavaciones hechas en la Ciudad de México

ARTÍCULO TÉCNICO

Lago

% 25

Transición

Tabla 1. Casos estudiados con mediciones de desplazamientos horizontales

Lomas 24%

22% 20%

17% 15 10 7%

C. lanzado y anclas

Tablestaca apuntalada

M. berlinés apntalado

Top-down

M. Milán anclado

M. Milán apuntalado

Circular autoestable

M. berlinés anclado

MM (TD)

Paulín, 2016

Referencia

Torre BBVA

25.2

MM (TD)

Jiménez, 2019

Cine Latino

11.65

MM (TD)

Cuevas, 2019

Lafragua

28.5

MM (TD)

Morales et al., 2021

Torre Mayor

MM y P

Sámano, 2002

Metro CDMX

15.7

MM y P

Romo et al., 1992

Tlalpan

6.6

MM y P

González y Mussio, 2018

Reforma y Berna

MB y P

Cuevas, 2012

Sevilla y Tokio

TC y TE

Cuevas, 2012

NAIM

9.1

TM y P

Pérez-Centeno et al., 2018

Metro CDMX

11.3

TM y P

Rodríguez y Flamand 1969

Tendencias constructivas en la Ciudad de México

A partir de la información disponible de los casos estudiados, se puede realizar un análisis de las tendencias constructivas de excavaciones hechas en la Ciudad de México. En algunos de estos casos la información se puede consultar en la bibliografía técnica, mientras que en otros se trata de información interna de los autores. Tipos de ademe

La figura 2 muestra los ademes empleados en los proyectos estudiados. Se observa que predomina el uso de muros Milán y de concreto lanzado. El muro Milán se utiliza principalmente en las zonas de Lago y de Transición, mientras que el concreto lanzado se emplea con mayor frecuencia en la Zona de Lomas. La elección del ademe depende de factores como drenaje, rigidez, grado de dificultad de instalación y costo (Paniagua, 2020). Elementos de soporte utilizados

La figura 3 muestra los elementos de soporte comúnmente utilizados para reforzar los ademes. Los sistemas de anclaje son los más utilizados en las zonas de Lomas y Transición, mientras que en la Zona de Lago predomina el uso de puntales metálicos; también destaca el uso creciente de las losas de entrepiso con el sistema top-down. El análisis efectuado nos permite obtener la gráfica de la figura 4, donde se observa que, en la Zona de Lago, predominan dos métodos constructivos: el muro Milán apuntalado y el sistema top-down con muro Milán. En la Zona de Tran-

Contención

39.2

Figura 4. Métodos constructivos de sistemas de contención para excavaciones profundas comúnmente utilizados en la Ciudad de México, a partir de un número limitado de casos estudiados.

Método constructivo utilizado

H (m)

Taludes

Proyecto Reforma 509

Sifón Metro 1

9.8

TM y P

Rodríguez y López, 1969

Sifón Metro 2

10.5

TM y P

Rodríguez y López 1969

City Sta. Fe

27.1

CL y A

Tamez y Cuevas, 2007

Sta Fe

CL y A

Lira et al., 2012

Pedregal 24

54.4

CL y A

Noyola et al., 2012

Patio Univ.

15.5

MM y A

Cuevas-Ochoa, 2012

Vía Vallejo

10.5

MM y A

Cuevas, 2019

Insurgentes 1079

26.5

MM y A

Cuevas y Vega , 2017

Hotel Nikko

17.3

CM y A

Holguín y Tamez, 1992

H: profundidad de excavación; MM, muro Milán; TD, sistema top-down; P, puntales; TC, trabes de concreto; TE, trabes de entrepiso; TM, tablestaca metálica; CL, concreto lanzado; A, anclas; CM, columnas metálicas.

Tabla 2. Rangos de desplazamientos horizontales máximos (dhm) medidos en ademes de excavaciones hechas en la Ciudad de México, en función de la profundidad máxima de excavación, H Tipo de soporte

Ademe

Zona geotécnica

dhm/H

Concreto lanzado Anclas activas

Lomas

< 0.0005

Muro Milán

Anclas activas

Transición

0.001 a 0.003

Muro Milán

Losas de concreto

Lago (frontera)

Muro Milán

Losas de concreto

Lago

0.001 a 0.003

Muro Milán

Puntales metálicos

Lago

0.003 a 0.01

Tablestacas metálicas

Puntales metálicos

Lago

0.005 a 0.01

< 0.002

sición es más frecuente el uso de muros Milán con anclas activas. Finalmente, en la Zona de Lomas predomina el uso de concreto lanzado y anclas activas. DESPLAZAMIENTOS HORIZONTALES MEDIDOS EN EXCAVACIONES PROFUNDAS Proyectos con mediciones disponibles

De los proyectos estudiados para este trabajo, solo algunos cuentan con mediciones de desplazamientos horizontales en

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❘ Núm. 270 Dici

Desplazamientos horizontales en excavaciones hechas en la Ciudad de México

Desplazamiento (cm)

ademes. La tabla 1 contiene las características principales de los proyectos en cuestión.

Profundidad (m)

28.8 m CD FAI DP a) Zona de Lago

Desplazamiento (cm) 0 5

2 4

10 15 20 25 30 35

Rellenos

FAS

16 m

22 m 27 m

CD FAI DP

30 m Arenas azules

H hm

0.0

.001

=0 hm

.0005 H

δhm = 0

0.02 0

20 30 40 50 Profundidad de excavación, H (m)

Muro berlinés apuntalado (Lago) Muro Milán + trabes de entrepiso sistema top-down (Lago) Muro Milán apuntalado (Lago) Tablestaca metálica apuntalada (Lago) Tablestaca de concreto + trabes de entrepiso (Lago) Columnas metálicas + anclas (Transición) Muro Milán anclado (Transición) Concreto lanzado y anclas (Lomas)

Figura 5. Máximos desplazamientos horizontales medidos en excavaciones profundas realizadas en Ciudad de México, en función de la profundidad de excavación, H (modificada de Jiménez, 2022).

iembre 2023 - Febrero 2024

Anclas

0.0 = m

δh δ

0.04

Losas

5H .00 =0 δhm

0.06

Puntales

d) Zona de Lomas

Figura 6. Perfiles de desplazamientos laterales en excavaciones profundas: a) excavación en Zona de Lago contenida con tablestaca y puntales metálicos (Sifón Metro 1); b) excavación en Zona de Lago contenida con muro Milán y losas de entrepiso (Lafragua); c) excavación en Zona de Lago, en la frontera con la Zona de Transición (Torre Mayor), y d) excavación en zona de rellenos en el poniente de la Ciudad de México (City Santa Fe).

δhm =

0.08

0 1 2 3 4

6 8

Deformada

H 02

0.01 H

0.1

35 m

b) Zona de Lago

c) Zona de Lago (frontera)

0.12

FAS

18 m

0.16 0.14

9.8 m

10 15

0 CS

Profundidad (m)

La figura 5 muestra los desplazamientos laterales máximos medidos en excavaciones profundas, en función de la profundidad máxima de la excavación, H. Como se aprecia, los desplazamientos dependen de diversos factores como el tipo de muro, la zona geotécnica y el tipo de soporte, entre otros. Los valores observados resultan mayores que los obtenidos por Ou et al. (1993), que se encuentran dentro del rango 0.002 H a 0.005 H, y coinciden con los obtenidos por Peck en 1969 (0.01 H). A partir del análisis de la figura 5 podemos establecer los rangos de desplazamiento lateral máximo, en función de profundidad máxima de excavación, que se presentan en la tabla 2. Los mayores desplazamientos horizontales en ademes se han registrado en la zona lacustre, siendo las tablestacas metálicas apuntaladas los elementos que presentan mayores desplazamientos, seguidas por los muros Milán apuntalados. Debido a que el sistema top-down es generalmente utilizado tanto en la Zona de Lago como en la Zona de Transición, los desplazamientos tienen gran dispersión, pero de forma

Desplazamiento horizontal máximo ∂hm (m)

0 2 4 6 8 10 CS

Desplazamientos máximos

❘ ARTÍCULO TÉCNICO

general se aprecia que en aquellas zonas donde las excavaciones alcanzan los depósitos profundos o donde las arcillas están afectadas por los abatimientos de la presión de poro, los desplazamientos tienden a ser menores que en la Zona de Lago con mayores espesores de arcillas blandas. Deformada del ademe

En la Ciudad de México, debido a la gran variación que existe en las condiciones geotécnicas, la deformada de los ademes en excavaciones no presenta una configuración definida, como lo señalan algunos autores, que han observado que el desplazamiento máximo coincide con la profundidad máxima de excavación, sino que depende en gran medida de la flexibilidad del ademe y de las condiciones geotécnicas; se encuentra que, en algunos casos, el desplazamiento máximo ocurre en la parte superior del ademe. La figura 6 muestra algunos ejemplos de excavaciones con diferentes configuraciones de deformaciones horizontales. En primer lugar, se tiene una excavación contenida

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ARTÍCULO TÉCNICO

❘ Desplazamientos horizontales en excavaciones hechas en la Ciudad de México

Desplazamiento horizontal, δh (cm) –5

0 0

–5

Profundidad, z (m)

–5

0 0

–5

NME

–10

–15

–10

–15

Sin precarga

50% Peck

50% reposo

100% Peck

100% reposo

Figura 7. Desplazamientos horizontales en excavaciones profundas, en función de la precarga aplicada en los puntales (Jiménez, 2018). Desplazamiento horizontal δh (m) 0.00 0

0.05

0.10

0.15

Hp = 0.25 H Hp = 0.5 H Hp = 0.75 H

Profundidad, z (m)

–5

–10

–15

Hp = 2 H

Profundidad de excavación

con tablestaca y puntales metálicos cuya profundidad de excavación no sobrepasa los depósitos arcillosos; en este caso, el desplazamiento horizontal máximo ocurre cerca del fondo de la excavación (figura 6a). Se aprecia también el caso de una excavación hecha en la zona centro de la Ciudad de México, contenida con muro Milán y losas de entrepiso (sistema top-down) que alcanzó los 28.5 m de profundidad; en este caso, debido a que los suelos contenidos no tienen gran rigidez, la deformación máxima se presentó cerca del fondo de la excavación, a pesar de que el ademe se instaló prácticamente en el contacto con los depósitos profundos (figura 6b). En seguida se presenta el caso de una excavación realizada en la Zona de Lago, muy cerca de la frontera con la Zona de Transición, donde las arcillas cercanas a la Capa Dura presentan gran rigidez y la presión en el agua se encuentra fuertemente abatida; la contención de la excavación se realizó con muro Milán y puntales metálicos precargados; se observa que la deformación máxima se presentó en la parte superior del muro (figura 6c). Finalmente, se presenta el caso de una excavación realizada en la zona poniente de la Ciudad de México, donde se tiene la presencia de rellenos sueltos heterogéneos de espesor variable subyacidos por materiales arenolimosos más competentes; la contención se resolvió con muro Milán y anclas postensadas; se aprecia que los desplazamientos en el ademe son irregulares y que disminuyen cerca de la parte inferior del muro (figura 6d). Factores que intervienen en la magnitud de los desplazamientos horizontales

Son diversos los factores que tienen influencia en la magnitud de las deformaciones horizontales en ademes, como el tipo de suelo contenido, la profundidad de excavación, la rigidez del sistema de contención, la secuencia constructiva, la precarga aplicada, el peso y la rigidez de las estructuras aledañas, el factor de seguridad ante falla de fondo por esfuerzos cortantes, la profundidad y el tipo de suelo en el que se desplanta el ademe. Geometría de la excavación

Como se aprecia en la figura 5, existe una relación directa entre el desplazamiento máximo y la profundidad de excavación. Otro factor es la forma que la excavación tiene en planta, ya que entre más distancia exista entre las esquinas de la excavación, mayores serán los desplazamientos en la parte central del ademe.

Rigidez del sistema de contención

Figura 8. Efecto de la longitud de empotramiento en una excavación apuntalada, a partir de la simulación numérica de una excavación profunda hecha en arcillas lacustres de la Ciudad de México (Jiménez, 2018).

La rigidez del sistema tiene gran influencia en los desplazamientos generados; a mayor rigidez, se tienen menores desplazamientos. Los factores que intervienen en la rigidez del sistema de contención son: la rigidez del ademe, la separación de los elementos de soporte (puntales, anclajes, losas, etc.) en ambos sentidos y la rigidez axial de los elementos de contención.

1 2

–20

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Desplazamientos horizontales en excavaciones hechas en la Ciudad de México

colocar los elementos de soporte, ya que, si no se colocan con suficiente rapidez, la deformación del ademe puede ser excesiva. La secuencia constructiva general también tiene gran influencia en el comportamiento del ademe; por ejemplo, cuando la cimentación profunda del proyecto se construye antes de excavar o cuando la excavación se realiza por etapas, se presentan menores expansiones en el fondo de la excavación, lo que se traduce en desplazamientos menores del ademe. Debido a las razones expuestas en este apartado, es muy importante que en el análisis de las excavaciones se tome en cuenta el comportamiento del sistema de contención en cada etapa constructiva, para que el diseño sea eficiente en cada una de ellas.

2.4

Oslo

2.0

San Francisco

Chicago

δvm/H (%)

5δ

Taipéi

1.6

δ vm

0.7

1.2

0.8 δ

0.4

δ hm

Características de las estructuras aledañas 0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

δhm/H (%)

Figura 9. Relación entre el asentamiento en la superficie y la deflexión lateral (Ou et al., 1993)

δv/δvm

d/H 1.0

0.5

0 1/6

1.5

2.0

Peck

0.5

Ou y Hsieh Clough y O’Rourke

1.0

δv/δvm

0 1/6 0.5

❘ ARTÍCULO TÉCNICO

d/H 2

2/3 3/41

Ou y Hsieh

Peck

1.0

Clough y O’Rourke

Otro factor que tiene influencia significativa en la magnitud de las deformaciones es el tipo de cimentación de las estructuras aledañas, ya que se han reportado diferencias significativas entre los desplazamientos medidos cuando la cimentación es superficial y aquellos observados cuando la cimentación es profunda (Abdel-Rahman y Sayed, 2002). Precarga aplicada

La precarga aplicada en los puntales también tiene una influencia notable en los desplazamientos horizontales del ademe. En la figura 7 se presenta el ejemplo hipotético de una excavación de 10 m de profundidad contenida con muro Milán y puntales metálicos en donde se aplicaron dos condiciones de precarga; en primer lugar, se aplicaron precargas como porcentajes de la carga máxima en cada puntal, de acuerdo con el método trapecial de Terzaghi y Peck (1967); en segundo lugar, se aplicaron precargas crecientes con la profundidad, como porcentajes de la presión en reposo. Las curvas muestran un mejor comportamiento del ademe, sobre todo en la parte superior, cuando se aplican presiones crecientes, resultado que coincide con las recomendaciones de Rodríguez (1998).

Longitud de empotramiento Figura 10. Comparación de perfiles de asentamientos obtenidos con diferentes métodos analíticos.

Secuencia constructiva

La secuencia constructiva influye de manera significativa en los desplazamientos generados por una excavación. Por ejemplo, cuando se emplea el sistema top-down, es posible que no se construyan las losas de entrepiso de los sótanos de forma continua; en su lugar, se construyen de forma alternada, dejando un nivel de losa sin construir, lo que se traduce en desplazamientos mayores que si se construyeran las losas de forma continua. Otro ejemplo donde la secuencia constructiva influye en los desplazamientos generados es cuando se emplean bermas de suelo antes de

iembre 2023 - Febrero 2024

La figura 8 muestra el efecto que tiene la longitud empotrada del muro sobre los desplazamientos horizontales en suelos blandos principalmente. Este efecto también depende de la rigidez del suelo y de la posición del último puntal. Por tal razón, conviene empotrar el muro cierta longitud para reducir los desplazamientos; sin embargo, si la longitud de empotramiento rebasa el 50% de la profundidad máxima de excavación, su efecto se hace despreciable a nivel del fondo de la excavación. RELACIÓN ENTRE LOS DESPLAZAMIENTOS EN EL ADEME Y LOS ASENTAMIENTOS EN SUPERFICIE

La magnitud de los asentamientos en superficie está directamente relacionada con los desplazamientos horizontales en

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ARTÍCULO TÉCNICO

❘ Desplazamientos horizontales en excavaciones hechas en la Ciudad de México Tabla 3. Desplazamientos máximos tolerables, en % de H Horizontales, δhm (%)

Verticales, δvm (%)

0.2

0.1

0.8

0.6

III

1.0

0.8

Zona

δH2

εH =

δV1

δ V2

δH1 L

δH2–∂H1 L

β = δV2 – δV1 L

a) Deformación lineal (horizontal)

Tabla 4. Distorsiones máximas tolerables en estructuras vecinas, β

b) Distorsión angular (vertical)

Estructura

Zonas I, II y III

Marcos de acero, hasta cuatro pisos

0.006

Marcos de concreto, hasta cuatro pisos

0.004

Muros de carga de ladrillo, casas de una a dos plantas

0.003

Def. horizontal εH (10–3)

Figura 11. Distorsiones lineal y angular.

3 E 2 D 1

C B

A 0 0

Distorsión angular, β (10–3) Efecto de daño A: despreciable B: muy leve C: leve

D: moderado a severo E: severo a muy severo

Figura 12. Daños en estructuras colindantes (modificado de Boscardin y Cording, 1989).

el ademe. Por ejemplo, la figura 9 muestra que, para arenas y arcillas rígidas, el asentamiento máximo en superficie, δvm, es del orden de 0.5 a 0.75 δhm; en el caso de suelos blandos se han medido asentamientos incluso superiores que δhm, (Ou et al. 1993). A partir del asentamiento máximo estimado, es posible obtener perfiles de asentamiento para diferentes tipos de suelo. La figura 10a muestra los perfiles de asentamiento propuestos por diferentes autores para excavaciones en arenas o arcillas rígidas, y en excavaciones donde el muro se deforma principalmente en voladizo. En el caso de arcillas blandas, el perfil de asentamientos puede obtenerse con los métodos mostrados en la figura 10b, de los cuales, el propuesto por Ou y Hsieh (2011) coincide con un gran número de mediciones y con estimaciones hechas con el método de los elementos finitos empleando modelos constitutivos avanzados que consideran la gran rigidez del suelo a bajas deformaciones (Ou, 2006; Jiménez, 2018).

A partir de los perfiles de asentamiento en superficie, es posible evaluar el daño en las edificaciones aledañas, empleando los conceptos de deformación horizontal y distorsión angular que se desarrollan en la figura 11. Algunos autores, como Bosgardin y Cording (1989), han utilizado estos conceptos para establecer criterios como el mostrado en la figura 12, que son útiles para evaluar el daño en función de los parámetros mencionados, donde el daño puede ir de despreciable a muy severo. RECOMENDACIONES PARA DESPLAZAMIENTOS MÁXIMOS ADMISIBLES

A partir del análisis de datos similares a los mostrados en este trabajo, se ha elaborado una propuesta para establecer los desplazamientos máximos admisibles en excavaciones hechas en la Ciudad de México. La tabla 3 muestra los desplazamientos máximos permisibles (horizontales y verticales) para cada zona geotécnica, los cuales deberán cumplirse de manera conjunta. La tabla 4 muestra las distorsiones angulares, β, propuestas para diferentes estructuras. CONCLUSIONES

La investigación documental presentada brinda información valiosa sobre las soluciones adoptadas en la Ciudad de México para contención de excavaciones profundas. Se aprecia el uso predominante de anclas activas y concreto lanzado en la Zona de Lomas; muro Milán con anclas activas en la Zona de Transición, y el uso de muro Milán apoyado con puntales o losas de concreto en la Zona de Lago. Las investigaciones documentales permiten proponer soluciones futuras a partir de los casos estudiados; sin embargo, es importante contemplar todas las variables involucradas en la elección del método constructivo.

1 2

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❘ Núm. 270 Dici

Desplazamientos horizontales en excavaciones hechas en la Ciudad de México Los desplazamientos laterales máximos en ademes dependen de diversos factores, además de la profundidad de la excavación. Los factores que tienen mayor influencia son: las condiciones geotécnicas, la rigidez del sistema de contención y el procedimiento constructivo empleado. El desplazamiento máximo no se presenta cerca del fondo de la excavación en todos los casos; su posición difiere en función de diversos factores –el tipo de suelo contenido es uno de los principales. En la mayoría de los casos estudiados, los desplazamientos laterales máximos no son mayores que 0.01 H, siendo H la profundidad de excavación máxima. Lamentablemente, en la práctica mexicana no se llevan a cabo de manera cotidiana mediciones de los perfiles de asentamiento en la superficie, por lo que resulta difícil establecer valores típicos de asentamientos y de zonas de influencia. Debido a ello resulta conveniente que en la práctica se tome conciencia de la importancia de realizar dichas mediciones. Es importante analizar el efecto de las excavaciones en las estructuras colindantes, ya que los desplazamientos laterales están directamente relacionados con los asentamientos en la superficie, y estos a su vez con las distorsiones angulares que se pueden presentar en las estructuras. Mantener estos efectos dentro de límites tolerables es uno de los principales objetivos en el diseño de excavaciones profundas Este trabajo fue distinguido con el Premio "Miguel A.Urquijo" al Mejor Artículo Técnico 2022, otorgado por el XXXIX Consejo Directivo del Colegio de Ingenieros Civiles de México. Referencias Abdel-Rahman, A., y A. Sayed. (2002). Building subsidence associated with cut-and-cover excavations in alluvial soils. Ain Shams University, Faculty of Engineering. Scientific Bulletin 37: 55-63. Clough, G. y T. O’Rourke (1990). Construction-induced movements of in situ walls. Design and performance of earth retaining structures. Publicación especial ASCE 25. Cuevas, A. (2012). Diseño de sistemas de contención para excavaciones. Tesis para obtener el grado de maestría. Programa de Maestría y Doctorado en Ingeniería, Facultad de Ingeniería. México: UNAM. Cuevas, A. (2019). Comunicación personal. Cuevas, A. y L. Vega (2017). Sistema de estabilización mixto para una excavación profunda en depósitos fluviolacustres. 4° Simposio Internacional de Cimentaciones Profundas. Ciudad de México: Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica. Cuevas-Ochoa, J. (2012). Procedimiento constructivo para la estabilización de una excavación con muro Milán y anclas en Zona de Transición de la Ciudad de México. Memorias XXVI Reunión Nacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica. Cancún: 837-843 Gobierno de la Ciudad de México, GCDMX (2017). Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Cimentaciones. Gaceta oficial de la Ciudad de México. González, J., y V. Mussio (2018). Instrumentación y monitoreo de una excavación mediante muro Milán y sistema convencional taludberma. Memorias XXIX Reunión Nacional de Ingeniería Geotécnica. León: 963-967

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❘ ARTÍCULO TÉCNICO

Holguín, E., y E. Tamez (1992). Excavación para la cimentación del hotel Nikko México. Memorias XVI Reunión Nacional de Mecánica de Suelos. Zacatecas: 19-28. Jiménez, C. (2019). Modelación del proceso constructivo de una excavación con interacción suelo-elemento de contención. Tesis para obtener el grado de maestría. Programa de Maestría y Doctorado en Ingeniería, UNAM. Ciudad de México. Jiménez, F. (2018). Sistemas de contención para excavaciones profundas en suelos blandos del Valle de México. Tesis para obtener el grado de maestría. Programa de Maestría y Doctorado en Ingeniería, UNAM. Ciudad de México. Jiménez, F. (2022). Comportamiento de excavaciones profundas en suelos blandos del valle de México. Tesis para obtener el grado de doctor. Programa de Maestría y Doctorado en Ingeniería, UNAM, Ciudad de México (en elaboración). Lira, G., et al. (2012). Excavación en suelos re-depositados (rellenos heterogéneos de mala calidad) en un predio ubicado al poniente de la Ciudad de México. Análisis y diseño del sistema de estabilización. Memorias XXVI Reunión Nacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica. Cancún: 837-843 Noyola, R., et al. (2012). Anclas postensadas y muro de concreto lanzado para estabilizar la excavación de 54.5 m, ubicada en la calle de Pedregal No 24 en la Col. Molino del Rey, en la Ciudad de México. Memorias XXVI Reunión Nacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica. Cancún: 821-828. Ou, C. (2006). Deep excavation, theory and practice. Taipei: Taylor & Francis. Ou, C., P. Hsieh y D. Chiou (1993). Characteristics of ground surface settlement during excavation. Canadian Geotechnical Journal 30: 758-767. Ou, C., y P. Hsieh (2011). A simplified method for predicting ground settlement profiles induced by excavation in soft clay. Computers and Geotechnics 38: 987-997. Paniagua, W. (2020). Afectaciones a edificaciones vecinas durante excavaciones. Geotecnia 256: 15-20. Paulín, J. (2016). Comunicación personal. Peck, R. (1969). Deep excavation and tunneling soft ground. Proceedings VII International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. México. Pérez-Centeno et al. (2018). El comportamiento deformacional de una losa de cimentación de grandes dimensiones, ubicada al nororiente del Valle de México. Memorias XXIX Reunión Nacional de Ingeniería Geotécnica. León: 61-69. Rodríguez, J., y C. Flamand (1969). Strut loads recorded in a deep excavation in clay. Proceedings 7th International Conference on Soil Mechanics and Foundations Engineering 2: 459-467. Rodríguez, J., y R. López (1969). Deep excavations and tunnelling in soft ground. Proceedings VII International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering: 370-373. Rodríguez, R. (1998). Evaluación numérica de las deformaciones inducidas por excavaciones profundas en arcillas blandas. División de Estudios de Posgrado, Facultad de Ingeniería, UNAM, México, D.F. Romo, M., et al. (1992) Comportamiento de las excavaciones para el cruce de las líneas 8 y 9 del metro. Memoria XVI Reunión Nacional de Mecánica de Suelos, Casos Historia en Mecánica de Suelos I, 39-46. Zacatecas. Sámano, A. (2002). Torre Mayor en la Ciudad de México, instrumentación y medición de la cimentación y comportamiento de la excavación. Ingeniería y Desarrollo 10. Fundación ICA. Tamez, E., y A. Cuevas (2007). Anclas postensadas definitivas inyectadas a 15 kg/cm2. Memorias conmemorativas aniversario 50. México: SMMS, 35-40. Terzaghi, K., y R. Peck (1967). Soil mechanics in engineering practice. 2ª ed. Nueva York: John Wiley & Sons. Apreciamos su opinión e información sobre el tema de este artículo. Escríbanos a helios@heliosmx.org

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Bardomiano Soria Carlos Olivar Edwing Flores

Luis B. Rodríguez Integración de Procesos de Ingeniería SA de CV.

Experiencias en el diseño y construcción de pilas en suelos rígidos

GÉNESIS DEL SUBSUELO EN LA ZONA DE EXCAVACIÓN

Latitud

En este artículo se describen los aspectos más importantes considerados en el diseño de las pilas de concreto reforzado que forman parte de un cajón y que trabajarán como estructura de contención, a corto y largo plazo, así como estructura de cimentación. El cajón está ubicado en el poniente de la Ciudad de México, en una zona limitada por viviendas, una nave industrial y un viaducto elevado. Se comentan las generalidades del proyecto, aspectos relevantes durante la construcción de las pilas y resultados de la instrumentación. 19.60

La excavación para el cajón está situada en la zona poniente de la Ciudad de México, en la Zona I o Zona de Lomas, de acuerdo con la zonificación geotécnica de las Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Cimentaciones, NTCDCC (figura 1). Esta zona se caracteriza por estar constituida por suelos conocidos genéricamente como “tobas”, formados por arenas y gravas cementadas intercaladas con suelos finos (limos y arcillas). Provienen de erupciones volcánicas de cenizas y arenas de la sierra del poniente que fueron transportadas por aire a manera de nubes ardientes y depositadas en el terreno en zonas alejadas, en las que se enfriaron lentamente. A este tipo de suelos se les denomina genéricamente tobas, y suelen tener una alta resistencia al corte y baja deformabilidad. Al paso de miles de años, estos suelos sufrieron erosión por los escurrimientos hidráulicos de las zonas altas que se dirigieron hacia la parte baja del valle (Zona de Lago) formando conos aluviales y arrastrando boleos intercalados con los suelos más finos (Marsal y Mazari, 1959). En estos suelos, a las profundidades del desplante de las estructuras, no se encuentra el nivel freático, pero pueden existir escurrimientos subterráneos aislados hacia las partes bajas, que alimentan a los acuíferos

Figura 1. Ubicación de la excavación para el cajón en la zonificación geotécnica de las NTCDCC.

1 2

19.55 19.50 19.45 19.40 19.35 19.30 19.25 19.20

19.15 –99.30 –99.25 –99.20–99.15–99.10–99.05–99.00–98.95 –98.90 –98.85 Longitud Zona de obra Zona I Zona II Escala gráfica Zona III 0 1 2.5 5 10 15 20 km Gobierno de la Ciudad de México, 2017.

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❘ Núm. 270 Dici

Experiencias en el diseño y construcción de pilas en suelos rígidos

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de la Zona de Lago. En estas tobas se desplanta el cajón descrito en este artículo.

SVB

ESTRATIGRAFÍA Y PROPIEDADES DE DISEÑO SVA

SVC

SMA-01

SVD

Figura 2. Ubicación de los sondeos de la campaña de exploración.

Durante la etapa de proyecto no se habían adquirido los predios donde se ubica la estructura, por lo que la exploración se realizó en su periferia. Para la definición de la estratigrafía de la zona de excavación, se realizaron cinco sondeos mixtos de hasta 40 m de profundidad (figura 2). Para definir los parámetros mecánicos de estratos detectados en la campaña de exploración se utilizaron correlaciones a partir de las pruebas de penetración estándar, pruebas de laboratorio y pruebas de presiómetro y phicómetro. Para todos los casos resulta importante el criterio y la experiencia de quien realiza estos trabajos. En la tabla 1 se muestran las propiedades índice y mecánicas de los estratos, y en la figura 3, el perfil estratigráfico de diseño.

Tabla 1. Estratigrafía de diseño Núm.

Descripción

Golpes γ t/m3 c t/m2 SPT

Φ°

E kg/ cm2

Relleno

20-30

1.7

2.5

350

Arcilla arenosa

1.7

4.0

1,300

Arena arcillosa con gravas

>50

1.8

5.0

1,450

Boleos empacados en arcilla arenosa

>50

1.9

6.0

2,000

Arena arcillosa con gravas

>50

1.8

5.0

1,450

Arcilla arenosa

30-45

1.7

4.0

820

Boleos empacados en arcilla arenosa

>50

1.9

6.0

2,000

Arena arcillosa con gravas

>50

1.8

1,500

SV-C 28+980.70

DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA

La estructura consiste en un cajón con geometría aproximadamente rectangular, como se observa en la figura 4, con una longitud variable entre 95 y 100 m y un ancho que varía entre 16 y 30 m. La profundidad de excavación es del orden de 29 metros. Las paredes longitudinales del cajón se constituyen por 67 pilas perimetrales de concreto reforzado de 1.20 m de diámetro, separadas 3.0 m centro a centro y unidas con arcos, excavados en el terreno, revestidos de concreto lanzado, de 20 cm de espesor, reforzado con malla electrosoldada. Este sistema pila-arco constituye la estructura de contención durante la excavación definitiva del cajón. En la parte superior de las pilas se “ahoga” un montante de acero en posición vertical para unir las armaduras de 2.50 m de peralte, que soportarán tabletas de concreto prefabricadas que conforma-

SV-B 29+034.40

SMA-01, SV-A 29+084.00

2290 Proyección de excavación

Terreno natural

2280

1 2

2270 2260

2250

6 7

2240 8 2230

29+000

29+100

Figura 3. Perfil estratigráfico de diseño.

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95.5

B‘

Losa diafragma

Troquel

Pila perimetral Viga madrina Pila central

15.9

29.4

Losa diafragma

100.1 B

C‘ Muro cabecero

Muro cabecero

Figura 4. Planta de estructuración tipo de los tres niveles de apuntalamiento de la excavación a cielo abierto.

1er nivel de troqueles

2º nivel de troqueles

29.3 3er nivel de troqueles

3er nivel 26.6 de troqueles

Losa fondo

Zona de losas diafragma

Figura 5. Estructuración del cajón. Corte longitudinal.

Eje de trazo B

Eje de vía

NTN

Armadura

Viga madrina 1er nivel de troqueles Anclas costado sur

2º nivel de troqueles 3er nivel de troqueles

1er nivel de troqueles

Losa diafragma Anclas costado norte

Anclas costado norte

Viga madrina

2º nivel de troqueles 3er nivel de troqueles

Anclas costado sur

Corte C-C’

Corte B-B’

Figura 6. Estructuración del cajón. Corte B-B’.

Figura 7. Estructuración del cajón. Corte C-C’.

1 2

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Eje de trazo

Eje de vía

14.78

15.35

❘ ARTÍCULO TÉCNICO ❘ TEMA DE PORTADA

11.00 1.5 t/m

N1 N2 N3 N4 N5 N6

29.76

2.50

3.12

29.15 23.60

N8 Concreto lanzado 20 cm NR

Figura 8. Alzado del sistema de contención de muros temporales de concreto lanzado y anclas.

28°

Figura 10. Diagrama del cálculo del empuje activo con el método de la cuña; se obtiene una magnitud de 88.01 t/m.

Eje de túnel C

15.88

2/3 H1

N1 N2

Th1

N4 Th2

N5 25.65

26.05

N7 Concreto lanzado 20 cm

Thn

Hn+1 2/3 Hn+1

US DOT, 1999.

Figura 9. Alzado del sistema de contención de muros temporales de concreto lanzado y anclas.

Figura 11. Diagrama aparente recomendado de presión de tierras.

rán la estructura de techo y soportarán los rellenos sobre el cajón. Las pilas se desplantan hasta 6.40 m por debajo de la losa de fondo. Al centro del cajón, en los ejes arquitectónicos 3, 5, 7, 9 y 11, se construirán cinco pilas centrales de 0.90 m de diámetro que funcionarán como apoyos intermedios a las armaduras, que forman parte del sistema de techo, en dichos ejes. A medida que la excavación se profundiza, se colarán cada uno de los tres niveles de trabes (troqueles) de concreto reforzado, de 95 × 130 cm en la dirección transversal del cajón, unidas estructuralmente a madrinas de concreto reforzado y la losa de fondo de 60 cm de espesor, que servirán como puntales a corto y largo plazo para contener los empujes horizon-

tales que actuarán sobre las pilas. En la zona más profunda, entre el último nivel de troqueles y la losa de fondo, se colocarán tres niveles de anclas activas en las pilas para contener los empujes a corto y largo plazo del suelo (figuras 4, 5, 6 y 7). El empuje del terreno en las cabeceras del cajón será contenido durante la excavación por muros temporales de concreto lanzado y restringido con siete y ocho niveles de anclas activas para el extremo más bajo y más alto del cajón, respectivamente (figuras 8 y 9) cuya carga será transferida al final de la construcción a muros de concreto reforzado construidos en esas caras, apoyados en la losa de fondo y ligados a los tres niveles de troqueles y diafragmas construidos durante la excavación (figuras 4 y 5).

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❘ ARTÍCULO TÉCNICO ❘ Experiencias en el diseño y construcción de pilas en suelos rígidos Presión activa (t/m2)

carga

Sobre

5.17

Profundidad, z (m)

khWs

kvWs Ws

Muro δ

Pla no

Relleno

fal

Pae

20 5.17

US DOT, 1999.

Figura 14. Esquema de fuerzas para el análisis dinámico.

Figura 12. Diagrama aparente redistribuido de presión de tierra de diseño.

Empuje dinámico (t/m2) 5.00

2.87

Empuje en reposo (t/m2) 0

0.75 1.94

Profundidad

Profundidad, z (m)

10.00

7.975 11.49

15 20 20

19.41 22.215

25 25.995 27.325

Figura 15. Diagrama de empuje dinámico calculado.

Figura 13. Diagrama de empujes en reposo de diseño.

Zona activa del muro de carga

CÁLCULO DE EMPUJES

Los empujes de la masa de suelo para el diseño de las pilas, de los puntales de concreto reforzado, de los diafragmas y de las anclas se calcularon en función del procedimiento constructivo y las acciones que soportará la estructura a largo plazo. Con base en lo anterior se definieron los diagramas envolventes del empuje activo, redistribuido, en reposo y dinámico (sismo). Los empujes activos rigieron el diseño de los muros temporales de concreto lanzado con anclas en las cabeceras del cajón y se calcularon a partir del “método de la cuña”, consistente en la suposición de una serie de superficies planas de falla para construir los diagramas de fuerzas actuantes y determinar el máximo valor de la presión activa (Bowles,

Figura 16. Esquema de ubicación de bulbo detrás de la envolvente de las superficies potenciales de falla.

1 2

Envolvente de los puntos más profundos del mecanismo de falla que requieren un anclaje para su estabilización US DOT, 1999.

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❘ Núm. 270 Dici

Experiencias en el diseño y construcción de pilas en suelos rígidos

4.75

Límite para longitud libre mínima

Ph0 = K0 (γ z + q)

Superficie de falla crítica 15.50

9.00

23.60

Los valores empleados fueron: K0 = 0.5 establecido como valor mínimo en las NTCDCC (GCDMX, 2017a), γ comprendido entre 1.7 y 1.8 t/m3, q = 1.5 t/m2 y hasta una profundidad z de 30 m. No existe nivel freático. En la figura 13 se muestra el diagrama de empuje en reposo. El empuje del suelo por acción sísmica se determinó empleando el criterio de Mononobe-Okabe a partir de las siguientes expresiones: 1 KAE γ H2 (1 – kν) 2 kh θ = tan–1 ( 1–k ) ν PAE =

Proyección de túnel

KAE = Figura 17. Configuración del sistema de anclaje temporal en una de las cabeceras. Superficie de falla crítica

6.0

Límite para longitud libre mínima 29.2

❘ ARTÍCULO TÉCNICO ❘ TEMA DE PORTADA

10.0

cos2 (ϕ – θ – ß) cos θ cos2 ß cos (ß + δ+ θ) 1 + sin (ϕ+δ) sin(ϕ–θ–i) √ cos (δ+ß+ θ) cos(i–ß)

En la figura 14 se muestran el significado de las literales empleadas en estas expresiones. Para la componente de la aceleración horizontal kh de la masa del suelo se utilizó la magnitud a0=1.117 del espectro del sitio obtenido del SASID de las NTCDS (GCDMX, 2020). La componente vertical kν no se consideró debido a que su magnitud no es significativa. El empuje por acción sísmica empleado para el diseño se muestra en la figura 15. Anclajes

13.0

Figura 18. Configuración del sistema de anclaje con trabajo a largo plazo.

1996). La profundidad para el análisis de las cuñas se definió considerando los elementos estructurales existentes, y por tanto alcanzó una profundidad de 23.6 m (figura 10). El empuje redistribuido para las zonas de las cabeceras donde las anclas activas restringen la deformación se determinó a partir del análisis de cuñas y distribuyendo el empuje de la masa de suelo factorizado en un diagrama de presión aparente utilizando la distribución trapezoidal que se muestra en la figura 11. La configuración y magnitudes del empuje redistribuido para el diseño se muestran en la figura 12. El empuje en reposo Ph0 que actúa en la estructura cuando está restringido el desplazamiento horizontal (Lambe y Whitman, 1972), en la profundidad z, se determinó a partir del coeficiente de proporcionalidad de tierra K0, el peso volumétrico del suelo γ y la sobrecarga en superficie, q, empleando la siguiente expresión:

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En las cabeceras y en la zona baja de las pilas se diseñaron anclas activas para contener el empuje del suelo, de acuerdo con su condición de servicio y al área tributaria que le corresponde. Las anclas se constituyeron con grupos de torones de 0.5 y 0.6” de bajo relajamiento grado 270K y módulo de elasticidad E = 1,960,000.00 kg/cm2. Las solicitaciones de los torones se determinaron a partir de las áreas tributarias del diagrama de presiones activas redistribuidas o de reposo aplicables a su condición de trabajo. La longitud de anclaje “bulbo” se determinó con la siguiente expresión: LB =

CD FS Fult

donde: CD: carga de diseño del grupo de torones determinada por los empujes redistribuidos de acuerdo con su área tributaria. FS: factor de seguridad igual a 2. Fult: carga de transferencia última. La longitud libre de ancla se determinó considerando que el “bulbo” se ubique suficientemente detrás de la superficie potencial de falla (figura 16). Las anclas temporales de las cabeceras se constituyeron por grupos de cinco y seis torones de 1/2”, bulbos de hasta

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TEMA DE PORTADA

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Carga

F: t D: t/m M: t-m E: kg/cm”2

Tensión

0.0 t –949.223 227.285 t

Cortante

–223.151 296.708 t-m

Momento

–151.273 6.15 3+0 Deflexión

Mm –5.09 e+0

Distancia

0.000

L/6 L/4 6.811

L/3

L/2 13.622

2L/3

3L/4

20.433

5L/6 27.244

m 34.055

Figura 19. Diagramas de elementos mecánicos factorizados y de deformada de una pilas en condición estática.

9 m de longitud, para alcanzar una capacidad máxima de trabajo admisible de 67 t. La longitud libre detrás de la superficie de falla máxima se determinó de 15.5 m. La figura 17 muestra las anclas de una de las cabeceras. Las anclas sobre las pilas que trabajaran a largo plazo se constituyeron por 12 y 14 número de torones de 0.6” y bulbos de hasta 13 m de longitud para alcanzar una capacidad máxima de trabajo admisible de 220 t. La longitud libre detrás de la superficie de falla máxima se determinó de 10 m. La figura 18 muestra el arreglo de estas anclas. La evaluación de la capacidad de trabajo de las anclas se realizó con el criterio indicado por la FHWA (US DOT, 1999) y el criterio de la SICT (SCT, 2000). El primer criterio evalúa la deformación elástica del tendón y de la deformación del bulbo ante la carga sostenida de diseño afectada por un factor mayor que 1 en diferentes intervalos de tiempo, siendo el máximo de 10 minutos (pruebas de aceptación y de desempeño). El segundo criterio evalúa que la pérdida de carga ante una carga sostenida, también factorizada, en un período de 72 horas no exceda el 15% (prueba de carga sostenida). El proyecto considera 115 anclas temporales y 201 definitivas. A 8 m de profundidad de la excavación se han colocado 30 anclas temporales; en 24 anclas se ha evaluado la capacidad de trabajo con el criterio del FHWA y en dos anclas con el criterio de la SICT. A partir de los resultados obtenidos, todas las anclas han sido aceptadas. La máxima pérdida de carga determinada con el criterio de la SICT fue de 6%.

ANÁLISIS Y DISEÑO DE LAS PILAS

1 2

El diseño de las pilas consideró la interacción suelo-estructura. A partir de los análisis geotécnicos se definieron los empujes a corto y largo plazo, los módulos de reacción de subgrado que caracterizan la rigidez del suelo en conjunto con la rigidez de la estructura y la capacidad de carga reducida. Con esta información se realizó el modelo estructural para definir los elementos mecánicos de las pilas y se revisó que las deformaciones obtenidas por la parte geotécnica y estructural sean compatibles. Capacidad de carga reducida

Atendiendo a las características estratigráficas y el nivel de deformación que se producirá en el empotramiento de las pilas, se consideró para el cálculo de capacidad de carga reducida un comportamiento para suelos friccionantes de acuerdo con las NTCDCC (GCDMX, 2017a) a partir de las siguientes expresiones: Es la capacidad de carga última de la pila, en t

R = CF + CP m

Cf = PPFR ∑ ρ⁻ νi ßi Li

Es la aportación por fricción en el fuste de la pila.

Cp = ρ⁻ ν Nq * FR + pν) Ap

Es la aportación en la punta de la pila.

i =1

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Experiencias en el diseño y construcción de pilas en suelos rígidos

Desplazamiento horizontal en muro temporal

❘ ARTÍCULO TÉCNICO ❘ TEMA DE PORTADA

Desplazamiento (cm) Hacia interior excavación (–), Hacia interior excavación (+) –8

–6

–4

–2

Eje arquitectónico

Profundidad (m)

4 Porcentaje de sobrecolado

0 0

12 15 18 21 Número de pila del eje C

Figura 21. Porcentaje de volumen de concreto sobrecolado respecto al teórico en el eje C. 25 50

Asentamiento en superficie –

Distancia respecto al borde de excavación (m) 5 10 15 20 25

30 Porcentaje de sobrecolado

0 Asentamiento (cm)

1 2 3 4 5

6 0

Figura 20. Desplazamiento horizontal en muro temporal (superior) y asentamiento en superficie (inferior).

Análisis y diseño estructural de las pilas

Para el diseño se realizaron diferentes modelos estructurales que consideran las diferentes etapas de construcción y los distintos casos de carga. Para los modelos se utilizaron elementos tipo barra (estructura reticular) para las pilas, vigas madrinas, troqueles y armaduras, así como elementos tipo área para el mode-

iembre 2023 - Febrero 2024

Número de pila del eje A

Figura 22. Porcentaje de volumen de concreto sobrecolado respecto al teórico en el eje A. 18 Deformaciones (mm) Asentamientos (–) Expansiones (+)

Las literales de estas expresiones se definen en las NTCDCC (GCDMX, 2017a). Para el cálculo de la presión vertical efectiva y la fricción lateral de las pilas se consideró, únicamente, la longitud de la pila empotrada por debajo de la losa de fondo. Con las magnitudes de los parámetros mecánicos indicados en la estratigrafía, la capacidad de carga reducida de las pilas con un empotramiento de 6.20 m corresponde a 1,050 t (96 por fricción y 954 por punta). Este valor es mayor a la carga factorizada sobre la pila, determinada por el análisis estructural, que corresponde a 949 toneladas.

12 6 0 –6 –12 –18 0

124

186

248

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Días

Figura 23. Gráfica del historial de deformaciones en una referencia topográfica de una edificación colindante a la excavación.

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TEMA DE PORTADA

❘ ARTÍCULO TÉCNICO ❘ Experiencias en el diseño y construcción de pilas en suelos rígidos de suelo desplazado horizontalmente en la pared de la excavación (definido a partir de un proceso iterativo) para determinar el asentamiento en superficie producido por la excavación. En la gráfica superior de la figura 20 se muestra la deformación horizontal del suelo en la pared de la excavación considerando la deflexión de la estructura de contención y la deformación elástica del suelo, y en la gráfica inferior, la configuración de asentamientos en superficie obtenidos con este criterio.

Deformaciones (mm) Asentamientos (–) Expansiones (+)

18 12 6 0 –6

ASPECTOS RELEVANTES DE LA CONSTRUCCIÓN DE LAS PILAS

–12 –18 0

124

186

248

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Días

Figura 24. Gráfica del historial de deformaciones en una referencia topográfica de un apoyo del viaducto colindante a la excavación.

lado de losas y muros. En las pilas se emplearon los módulos de reacción horizontal y vertical definidos en el estudio geotécnico. A partir del modelo estructural y de los distintos casos de cargas se determinaron los diagramas envolventes para las fuerzas axiales, los momentos flexionantes y las fuerzas cortantes que definieron el diseño estructural de las pilas. La figura 19 muestra estos diagramas para una pila. El diseño de las pilas se realizó de acuerdo con las NTCDCEC (GCDMX, 2017b) y los arcos de concreto lanzado de acuerdo con la teoría de placas curvas (Timoshenko, 1962). DEFORMACIONES EN LA MASA DE SUELO

Se determinaron las deformaciones en la masa de suelo a partir del criterio de Caspe, el cual parte de un volumen

La ubicación, la verticalidad y el diámetro de las pilas satisficieron las restricciones geométricas establecidas en las NTCDCC (GCDMX, 2017a). Durante la excavación de las pilas, cuando se detectaron desviaciones importantes, se detuvo la excavación, se colocó relleno fluido y se perforó nuevamente para garantizar las restricciones definidas. Los principales problemas que se presentaron durante la perforación se derivaron de la presencia de boleos de hasta 1 m de diámetro que fueron rezagados a la superficie y generaron huecos en las paredes de las pilas; estos fueron rellenados con el concreto estructural de la pila, lo que generó volúmenes adicionales que en el mayor de los casos no sobrepasaron el 42% del promedio del volumen teórico (figuras 21 y 22). Para mitigar este problema, se utilizó para la excavación de las pilas, cuando fue necesario, primero una perforación guía con un bote de diámetro menor al nominal rimándolo posteriormente para alcanzar el diámetro nominal. Todas las perforaciones se realizaron sin detectar el nivel freático y sin el empleo de lodos para perforación. Al concluir la excavación se registraron desviaciones en el fondo de la pila –a partir de mediciones con el “barretón”– máximas de 30 cm, lo que corresponde a una desviación

Figura 25. Vista general de la obra con un avance de excavación de 8 m de profundidad.

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Experiencias en el diseño y construcción de pilas en suelos rígidos

❘ ARTÍCULO TÉCNICO ❘ TEMA DE PORTADA

Figura 26. Equipo y herramientas de perforación para las pilas. Figura 28. Maniobra de colocación de montante de armadura en pila recién colada y verificación topográfica.

PRUEBAS DE INTEGRIDAD DE LAS PILAS

Figura 27. Boleos extraídos de la perforación para las pilas.

respecto a la vertical del 0.9% y satisface las restricciones establecidas en el RCDF (GCDMX, 2021). Al alcanzar la profundidad de desplante de la pila y luego de la limpieza del fondo, se realizó la colocación del acero de refuerzo, el colado con tubo tremie hasta el nivel de tope de colado e inmediatamente después se embebió el montante, en una longitud de 2.5 m, para la conexión de las armaduras del sistema de techo. En el colado de todas las pilas se consideró una longitud de 60 cm de sobrecolado para su posterior demolición y la remoción del posible concreto contaminado durante el proceso. En las figuras 21 y 22 se muestran los porcentajes de volúmenes empleados para cada una de las pilas respecto al volumen teórico de cada una. En ellas se observa que la mayoría de las pilas tuvieron sobrecolados, con un promedio aritmético de 18%; el mayor consumo se registró en la pila 15C, con un porcentaje del 42%, y cuatro pilas no registraron sobrecolados. Durante la construcción un ingeniero geotecnista verificó la estratigrafía real contra la indicada en los perfiles estratigráficos y no encontró diferencias significativas que ameritaran un cambio en el procedimiento constructivo. La velocidad de construcción de las pilas, incluidas las actividades de perforación, colocación del acero de refuerzo, colado del concreto y colocación de montante, se llevó a cabo entre 1.5 y 2.5 días por pila, con turnos de día y de noche.

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La calidad de las pilas se evaluó mediante las pruebas de integridad PIT (por pile integrity testing). Esta prueba consiste en proporcionar un impacto ligero con un martillo en la “cabeza” de la pila para generar una onda que viaja en toda su longitud; al llegar a sus fronteras (paredes y punta), se provocan reflexiones que regresan la onda a la cabeza, donde nuevamente son detectadas con un acelerómetro. El gráfico obtenido en la prueba PIT es un velocigrama que registra los cambios de velocidad a lo largo de la pila. Si la pila es continua y homogénea, el acelerómetro detectará la onda que se genere en la cabeza y posteriormente la onda reflejada en la punta de la pila, exhibiendo un comportamiento lineal. Por otro lado, si existe un desperfecto en la pila, las ondas reflejadas mostrarán un comportamiento no lineal, con picos ubicados en la zona de la posible anomalía (Paniagua et al., 2017). Los resultados obtenidos de las 36 pruebas realizadas de un total de 72 pilas (67 perimetrales y cinco centrales, de 1.20 m y 0.90 m de diámetro, respectivamente) corresponden a pilas sanas. INSTRUMENTACIÓN

La instrumentación que se colocó para registrar el historial de las deformaciones durante la construcción consistió en: • Puntos de control en la periferia de la excavación para registrar asentamientos. • Puntos de control en las edificaciones colindantes para registrar asentamientos y distorsiones. • Puntos de control en las pilas y en los muros cabeceros para registrar desplomes. En las figuras 23 y 24 se muestran las deformaciones registradas con un avance de excavación de hasta 8 m de profundidad. En estas se observan pequeñas deformaciones que no sobrepasan magnitudes de 0.5 cm y con una tendencia de comportamiento estable.

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TEMA DE PORTADA

❘ ARTÍCULO TÉCNICO ❘ Experiencias en el diseño y construcción de pilas en suelos rígidos

Figura 29. Excavación de muro temporal cabecero con anclas temporales.

CONCLUSIONES

Esta excavación se ubica en la zona poniente de la Ciudad de México, en la Zona I de acuerdo con la zonificación geotécnica de las NTCDCC, que corresponde a suelos mayormente granulares, algunas veces cementados de comportamiento rígido. La estructura se ubica en una zona limitada por viviendas, una nave industrial y un viaducto elevado. Debido a las características de este tipo de suelos, es difícil la obtención de muestras inalteradas para su ensayo en laboratorio. En este proyecto los parámetros de resistencia al corte se obtuvieron mediante correlaciones de la prueba SPT y de pruebas de phicómetro realizadas en sondeos cercanos. La capacidad de carga reducida para las pilas fue de 1,050 t, considerando los factores de reducción establecidos en las NTCDCC. El empuje que rigió el diseño de las pilas fue el empuje en reposo que representa la condición más crítica a largo plazo. Las anclas diseñadas son de dos tipos: temporales y permanentes; las primeras se utilizaron en las cabeceras de la excavación y las segundas en la parte inferior de las pilas. Todas las anclas se sometieron a pruebas de aceptación, desempeño y carga sostenida con objeto de evaluar su capacidad de trabajo y han cumplido satisfactoriamente con los criterios de aceptación. La perforación de las pilas mostró algunas dificultades, principalmente en los estratos de suelos granulares con gravas y boleos, lo que redujo los rendimientos esperados en el programa de construcción. La presencia de los estratos de suelos granulares con gravas y boleos impactaron con mayores volúmenes de concreto respecto a los teóricos. El desvío vertical de las pilas no excedió, en el mayor de los casos, de 30 cm, magnitud menor a la tolerancia indicada en el RCDF.

Los resultados de las pruebas de integridad corresponden a pilas sanas. Las deformaciones registradas por la instrumentación son del orden de 5 mm, que no son significativas. Estas mediciones corresponden a un avance en la excavación de 8 m de profundidad que equivale al 27% de la profundidad total. Los valores de momento flexionante, fuerza cortante y carga axial máximos, considerando los factores de carga del RCDF en las pilas más sobrecargadas, fueron de 296.7 t/m, 227 t y 949 t, respectivamente Referencias Bowles, J. E. (1996). Foundation analysis and design. 5ª ed. McGraw Hill. Gobierno de la Ciudad de México, GCDMX (2017a). Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Cimentaciones. GCDMX (2017b). Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto. GCDMX (2020). Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo con comentarios. GCDMX (2021). Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal. Lambe, W., y R. Whitman (1972). Mecánica de Suelos. México: Limusa-Wiley. Marsal, R., y M. Mazari (1959). El subsuelo de la Ciudad de México. México: UNAM. Paniagua, W., et al. (2017). Ingeniería de cimentaciones profundas. Tomos 1 y 2. México: Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica. Secretaría de Comunicaciones y Transportes, SCT (2000). Construcción de carreteras. Anclas. Norma N CTR CAR 1 01 016/00. México. Timoshenko, S. (1962). Resistencia de materiales, teoría y problemas más complejos. Madrid: Espasa-Calpe. US Department of Transportation, US DOT: Federal Highway Administration, FHWA (1999). Geotechnical Engineering Circular No. 4: Ground anchors and anchored systems. Publication No. FHWAIF-99-015. Washington. Apreciamos su opinión e información sobre el tema de este artículo. Escríbanos a helios@heliosmx.org

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CALENDARIO

2024 Foro de discusión 17 "Cimentaciones en zonas kársticas" Enero En línea www.smig.org.mx

12ª Conferencia internacional 16 al 18 “Tunnel safety and ventilation” Abril

World Tunnel Congress 19 al 24 Shenzhen, China Abril wtc2024.cn

Curso Laboratorio de Mecánica 22-26 de Suelos Enero

Octavas Jornadas 23 Luso-Españolas de Geotecnia

Agosto

Ciudad de México www.smig.org.mx

8 Seminario “Proyectar y construir Ciudad de México www.smig.org.mx

Agosto

XXXII Reunión Nacional 4-7 de Ingeniería Geotécnica

Septiembre

XIV Congreso de Geotecnia 14-15 San José, Costa Rica Marzo geotecniacr.com/congreso

iembre 2023 - Febrero 2024

e Ingeniería Geotécnica Lisboa, Portugal www.ecsmge-2024.com

1er Simposio Internacional 13-15 sobre Depósitos de Jales Chihuahua, México www.smig.org.mx

Lisboa, Portugal semsig.org/8-jornadas-luso-espanolas-degeotecnia-lisboa-23-de-agosto-2024

18ª Conferencia Europea 26-30 de Mecánica del Suelo

Febrero con micropilotes y anclajes”

Marzo

Graz, Austria www.tunnel-graz.at

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XXIII Reunión Nacional de Profesores de Ingeniería Geotécnica Ciudad de México www.smig.org.mx

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TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN

Equipos eléctricos para la construcción de cimentaciones profundas Se dice que la crisis climática es uno de los mayores desafíos para la humanidad en este momento. Los efectos del calentamiento global, reflejados en desastres naturales, se manifiestan con más frecuencia y con mayor severidad. El cambio climático proviene del calentamiento global que está directamente relacionado con una mayor densidad de gases de efecto invernadero emitidos hacia la atmósfera. En 2015, en la COP21, 196 partes adoptaron el Acuerdo de París, cuyo principal objetivo es limitar el calentamiento mundial por debajo de 2 ºC, en comparación con los niveles preindustriales, buscando trabajar hacia una economía global con cero emisiones netas de carbono en 2050. En la industria de cimentaciones profundas, y de construcción geotécnica en general, debemos contribuir a eliminar la huella de carbono correspondiente a estas actividades.

os efectos progresivos del cambio climático requieren una transformación fundamental y urgente. Se espera que los gobiernos y la industria desarrollen soluciones que puedan contribuir a reducciones significativas de las emisiones de dióxido de carbono. Hace años, la industria del automóvil tomó un papel pionero y comenzó a cambiar hacia un número cada vez mayor de vehículos con propulsores alternativos. Los fabricantes de maquinaria de construcción no deberían dejar de participar en este proceso. Investigaciones recientes han mostrado que una excavadora diésel de 14 t emite 32 t de CO2 al año; un avión de pasajeros tiene que recorrer la distancia de Múnich a Berlín 15 veces para provocar emisiones similares (www.traktuell.at). Los confinamientos inducidos por el COVID-19 pueden haber trastornado el mundo del trabajo, pero no han acabado con los rascacielos. Incluso cuando los trabajadores se quedan en casa, la tendencia de las ciudades por los edificios altos continúa. En el centro de Manhattan, en Estados Unidos, JPMorgan Chase demolió su antigua sede para construir una nueva torre con 18 pisos más. En toda la ciudad se están construyendo más de una docena de estructuras superaltas, con más de 300 m de altura. En Londres, más de 200 torres han transformado el horizonte desde 2009. El frenesí de la construcción no se limita a las grandes ciudades: según una estimación, el planeta agregará espacio construido del tamaño de la ciudad de Nueva York cada mes, hasta 2060 (The Economist, 2022). En términos generales, las cimentaciones de este tipo de edificaciones son de tipo profundo. De acuerdo con el Programa del Medio Ambiente de la ONU (PNUMA), a pesar de un aumento en la inversión en eficiencia energética y una menor intensidad energética, el consumo de energía y las emisiones de CO2 del sector de la

edificación y la construcción se han recuperado de la pandemia de COVID-19 a un máximo histórico. En la última reunión del COP27 en Egipto, el informe sobre el estado global de la edificación y la construcción 2022 muestra que el sector representó más del 34% de la demanda de energía y alrededor del 37% de las emisiones de CO2 relacionadas con la energía y los procesos en 2021. Las emisiones de CO2 relacionadas con la energía del sector alcanzaron 10 gigatoneladas de CO2 equivalente: un 5% más que los niveles de 2020 y un 2% más que el pico prepandémico de 2019. En 2021, la demanda operativa de energía para calefacción, refrigeración, iluminación y equipos en edificios aumentó alrededor del 4% desde 2020 y el 3% desde 2019. Según el informe del PNUMA (UN Environment Programme y Yale Center for Ecosystems + Architecture, 2023), esto significa que la brecha entre el desempeño climático del sector y la ruta de descarbonización hacia 2050 se está ampliando. En la figura 1 se muestra una descripción general de la huella de carbono total y neta (en kilogramos de CO2) de algunos equipos de construcción. Las cifras totales representan las emisiones de un equipo sin eliminación adecuada, mientras que la cifra neta representa las emisiones que toman en cuenta un reciclaje adecuado; expone la importancia del reciclaje de materiales cuando un producto llega al final de su ciclo de vida. Desechar adecuadamente y utilizar materiales del equipo puede reducir significativamente su huella de carbono. Dependiendo del tamaño y composición del material, las reducciones pueden variar del 21% al 54%. Establecer ciclos de propiedad de circuito cerrado, junto con diseño para el desmontaje, mejora las tasas de reciclaje

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❘ Núm. 270 Dici

TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN proceso de construcción, donde se estimó el dióxido de carbono (CO2), el monóxido de carbono (CO), los 2445 Generador 3546 hidrocarburos (HC), el óxido de nitrógeno (NOx) y la emisión de par14469 Manipulador telescópico 24908 tículas (PM). 7156 En la tabla 2 se observa que las Cargador frontal 11872 emisiones de la perforadora son re16291 Excavadora lativamente bajas en lo que a CO 32000 se refiere, pero son mucho mayores 3261 Miniexcavadora 5059 que otros equipos en cuanto a CO2 y NOX, solo comparables con las 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 emitidas por la excavadora princiKg CO2 pal. Se hace notar que una perfoHuella Huella neta radora de 328 kW de potencia pesa de carbono de carbono Adaptado de CNG, 2019. alrededor de 85 t, con algunas variaciones, dependiendo de la marca. Figura 1. Huella de carbono de equipo de construcción (kg/CO2). El caso de estudio indicó que, adeTabla 1. Detalles de las máquinas usadas durante la construc- más de la evaluación de las emisiones de dióxido de carbono, las emisiones distintas de CO2, como CO, NOX y PM, deben ción de pilas incluirse para dar paso a un análisis exhaustivo de las emiTiempo de Tiempo Operación Potencia Equipo operación inactivo inactiva siones durante la construcción. Los resultados muestran que (kW) (h) (h) (%) los trabajos de excavación controlan las emisiones totales, A Excavadora 1 260 139.85 5.7 4.08 principalmente debido al alto número de horas de uso de los equipos. También se observa que los patrones de emisión de B Excavadora 2 202 153.20 8.8 5.74 las máquinas son significativamente diferentes entre sí. Los C Excavadora 3 30 60.70 6.2 10.21 resultados obtenidos indican que las emisiones de CO son D Perforadora 328 113.37 8.2 7.23 considerablemente menores para la perforadora, en compaGrúa sobre ración con otras sustancias emisoras. El análisis revela que E 212 24.86 1.5 6.04 orugas mejorar la planificación del uso de la máquina para reducir Camión para el tiempo de inactividad no reduciría las emisiones en forma F 421 23.64 1.75 7.4 concreto significativa; en cambio, una cuidadosa selección de las máAdaptado de Sandanayake et al., 2015. quinas y equipos puede reducir las emisiones en la fase de construcción hasta en 10 por ciento. y ayuda a reducir aún más el impacto de carbono del sector de la construcción. Se puede estimar la huella de carbono de EQUIPOS ELÉCTRICOS PARA CIMENTACIONES otros equipos de construcción utilizando la calculadora que PROFUNDAS se encuentra en el sitio web de la European Rental Associa- Una alternativa para la reducción de emisiones de agentes tion (ERA, s.f.). contaminantes consiste en el uso de equipos operados por motores eléctricos alimentados por baterías recargables. En la tabla 3 se muestran ejemplos de estos equipos, de diferenIMPACTO DE LA INDUSTRIA DE CIMENTACIONES tes marcas, modelos y capacidades. A manera de ejemplo, PROFUNDAS La industria de cimentaciones profundas puede contribuir en la figura 2 se aprecian fotografías de algunos de estos mucho a la reducción de las emisiones de carbono, ya equipos. Los datos técnicos fueron tomados de los sitios web que por su propia naturaleza es un trabajo que depende de cada fabricante. BMD (2023) reportó la primera prueba comparativa entre principalmente de maquinaria. Los fabricantes del equipo pueden desempeñar un papel importante en el desarrollo de una perforadora alimentada por baterías y una alimentada maquinaria alimentada por baterías y ofrecer al mercado una por diésel. La prueba se llevó a cabo en una obra en Weiden, Alemania. En agosto de 2022, se comparó el equipo opción adicional, además de las tecnologías de propulsión. Sandanayake et al. (2015) presentan un caso de estudio Liebherr LB 16 eléctrico con un LB 16 con motor diésel. durante la construcción en Melbourne de 84 pilas de cimen- Ambos equipos realizaron las mismas tareas en condiciones tación de 75 cm de diámetro y alrededor de 20 m de longi- idénticas de suelo, profundidad de perforación, herramientas tud. En la tabla 1 se presentan las características del equipo de perforación y operador del equipo. La prueba se centró utilizado, y en la tabla 2, las emisiones medidas durante el en identificar el rendimiento y la eficiencia económica de Montacargas

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TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN

Tabla 2. Emisiones de equipos de construcción con base en la actividad desarrollada Equipo

Total horas

HC (kg)

CO2 (Mt)

CO (kg)

NOX (kg)

PM (kg)

Perforación

Actividad

105.18

7.85

24.55

42.48

116.25

6.464

Limpieza del fondo

8.19

0.61

1.91

3.31

9.05

0.503

Colocación de concreto

23.64

2.32

7.09

13.80

33.80

2.726

Izaje de acero de refuerzo

24.86

1.19

3.76

9.89

17.76

1.697

Colocación de acero de refuerzo

A, B

4.59

0.29

0.86

3.63

4.19

0.397

Retiro material

A, B

17.06

1.06

3.19

13.49

15.57

1.477

Excavación principal

A, B

174.75

10.04

30.05

127.42

146.73

14.04

Demolición

A,B

96.65

4.97

14.86

63.27

72.57

7.03

Otros

60.70

0.31

1.40

0.36

7.10

–

28.639

87.66

280.01

423.26

34.33

Total Adaptado de Sandanayake et al., 2015.

Tabla 3. Características generales de equipos eléctricos para cimentaciones profundas Marca

Liebherr Bauer Soilmec

Junttan Liebherr

Bauer

Modelo

Peso (t)

LB16 LB25 LB30 eBG33 H SM-13e

59 71-82 75-85 99 13

Modelo PMx2e LR1160 LR1130 LRH200 LRH100 MC76 MC86 MC96 MC128

Carga máx. (t) 160 160 137 81 72 90 110 130 200

Par de torsión (kN-m) Prof. de perforación (m) Diámetro máximo (cm) Autonomía (h) Perforadoras para pilas de cimentación 180 34.5 150 10 252 53.0 330 297 71.0 340 300 68.6 250 – – – – 24

Grúas/piloteadoras Potencia motor (kW) 266 255 255 255 255 – – 550 –

ambas perforadoras en las condiciones de un sitio de construcción de la vida real (véase figura 3). Para ambas máquinas se tuvieron en cuenta los siguientes aspectos: desempeño de la batería, rendimiento de perforación, economía, consumo de energía, emisión de CO2, emisión de calor y contaminación acústica. Para garantizar la comparabilidad, ambos dispositivos perforaron pilas con la misma profundidad utilizando el método de perforación de barretón (kelly). Un único ciclo de trabajo incluía dos perforaciones de 6.8 m cada una; colocación de concreto hasta el nivel de la plataforma de trabajo; instalación y retiro de ademe metálico. A continuación se comentan los principales resultados; para mayores detalles, se sugiere consultar BMD (2023).

Observaciones Piloteadora Grúa Grúa Piloteadora Piloteadora Grúa Grúa Grúa Grúa

vencional realizó una media de 81.6 m de perforación. En comparación, el equipo a diésel supera a su competidor eléctrico, con un rendimiento aproximadamente superior en 20 por ciento. Rentabilidad

La LB 16 eléctrica alcanzó un rendimiento medio de 68 m de perforación por turno. Por otra parte, la LB 16 con-

Uno de los aspectos más importantes para decidir entre una máquina libre de emisiones y su homóloga convencional es la rentabilidad. Una primera indicación de esto la proporcionan los costos operativos basados en la producción diaria determinada. Las cifras basadas en metros perforados revelan que la LB 16 eléctrica es 27% más económica que el equipo de perforación con motor diésel. Aunque la producción diaria es menor en comparación con su homólogo a diésel, la relación electricidad-diésel relativiza este hecho. En este punto, cabe señalar que la base de esta cifra comparativa es únicamente el precio regional de la electricidad y el diésel en el momento de la prueba. Los precios de compra

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Rendimiento de perforación

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TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN

eBG33

LB16

SM-13e

PMx2e

Figura 2. Equipos eléctricos para la construcción de cimentaciones profundas.

del diésel en Alemania están sujetos a fluctuaciones considerables casi diarias, lo que dificulta la determinación de este valor comparativo, incluso a mediano plazo. Sin embargo, esta comparación es suficiente como prueba de la ventaja económica de la LB 16 con batería. Emisiones de CO2

La LB 16 eléctrica emite aproximadamente 4.61 kg de CO2 por metro perforado. Las emisiones medias de CO2 de la LB 16 con motor a diésel fueron de aproximadamente 8.27 kg/m de perforación, un 79% más que las del equipo de perforación con batería. Emisión de calor

Se realizaron dos mediciones independientes para cada máquina con una cámara de mano y un dron, ambos con imágenes térmicas. Las mediciones mostraron desviaciones significativas entre las dos máquinas. Como resultado, se determinó que la LB 16 a diésel emitía mucha más energía térmica.

iembre 2023 - Febrero 2024

Contaminación acústica

Debido a las diferentes transmisiones, la LB 16 eléctrica es menos ruidosa que el equipo a diésel. La LB 16 eléctrica funciona con una media de 3 decibeles. Si la normativa local exige el cumplimiento de ciertos niveles de ruido, una perforadora alimentada por batería es más adecuada que una perforadora convencional. Esto también se aplica a las restricciones en los horarios de trabajo. Conclusión

La perforadora LB 16 eléctrica es una máquina potente que es más útil para obras dentro de la ciudad. Debido a su baja emisión de ruido, presenta una ventaja sobre una máquina con motor a diésel. La desventaja es su tiempo de trabajo limitado de siete horas (a diferencia de 10 horas que indica el fabricante) si no se aplica ninguna carga intermedia. Sin embargo, consume 27% menos de energía y emite alrededor de 25% menos de calor que la perforadora diésel. Es necesario realizar más investigaciones para determinar factores

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TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN

Figura 3. Aspectos durante la prueba comparativa entre perforadoras eléctrica y a diésel. BMD, 2023. Tabla 4. Técnicas constructivas que pueden evaluarse con la calculadora de huella de carbono Técnicas constructivas Cimentaciones profundas Pilas Pilas de desplazamiento Micropilotes Recimentaciones

Contención de excavaciones

Mejoramiento masivo de suelos

Soil mixing Inyecciones Compactación dinámica Vibrocompactación Columnas de grava Drenes verticales Bombeo

Muros pantalla y pantallas impermeables Tablestacas Muros con pilas Muros Berlín Anclas Soil nailing Perforación direccional

Adaptado de DFFC y DFI, s.f.

7000 6000

de recarga no sea de origen limpio, poco se avanzará en este aspecto.

Materiales Energía Transporte

COMENTARIOS FINALES

El esfuerzo por disminuir la emisión de contaminantes en los proyectos de construcción geotécnica puede diri4000 Desperdicios girse en varios sentidos; se comentan brevemente los que se consideran 3000 más importantes. Soluciones menos intensivas en 2000 carbono. Los métodos alternativos de mejoramiento masivo de suelos, 1000 como las columnas de grava en lugar de los pilotes tradicionales, pueden 0 Proyecto 1 Proyecto 2 Proyecto 3 ahorrar entre un 30 y un 60% del costo y hasta un 95% del carbono incorAdaptado de EFFC y DFI, 2022. porado en las cimentaciones profundas. Esto se debe al uso de agregados Figura 4. Ejemplo de la comparativa de huella de carbono para diferentes proyectos, en pétreos en lugar de concreto y acero y, toneladas de CO2. por lo general, a una instalación más adicionales, como la vida útil de la batería, ya que aún no se eficiente. Desafortunadamente, esta solución no es aplicable en todos los casos, particularmente ante solicitaciones altas. pueden evaluar datos sobre el uso a largo plazo. Uso de materiales reciclados. Es posible utilizar materiaHoy en día, el equipo eléctrico está limitado por el tiempo de operación y recarga, además de que en nuestro país la les reciclados, como la arena de vidrio en lugar de grava, la energía limpia es solo del 25%, incluyendo las centrales escoria granular de alto horno molida y las cenizas volantes hidroeléctricas, geotermoeléctricas, eoloeléctricas, fotovol- pulverizadas en lugar de cemento. Se trata de productos de taicas y de bioenergía (Sener, 2020). Mientras la energía desecho de las industrias del acero y del carbón, respectiva5000

Mov/Desmov

t CO2

Transporte personal

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TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN

Eliminar

Reducir

Sustituir

Compensar

• Prevenir emisiones en el ciclo de vida • Transición hacia nuevos modelos de negocio, productos, servicios • Ejemplo: reciclaje de cimentaciones en zonas urbanas

• Uso de energía • Mejoras en la eficiencia • Optimizar diseños y alcances • Ejemplo: Mejoramiento masivo de suelos vs. cimentaciones profundas; menores diámetros, longitudes o cantidad de elementos

• Adoptar tecnologías renovables/con baja huella de carbono • Reducir la intensidad de la huella de carbono en la energía utilizada • Utilizar materiales con menos impacto en la huella de carbono • Ejemplo: Cemento y acero bajos en carbono, biocombustibles

• Comprar bonos de carbono para las emisiones residuales • Usar tecnologías con emisiones negativas de carbono

IEMA, 2020.

Figura 5. Jerarquía de las posibles acciones para la reducción de carbono.

mente, que además de ahorrar carbono reducen los residuos y contribuyen a la economía circular. También se puede utilizar concreto reciclado en vez de agregados. Uso de calculadora de carbono. La European Federation of Foundation Contractors (EFFC) y el Deep Foundations Institute (DFI) han creado una herramienta que calcula las emisiones de CO2 en las obras de cimentaciones profundas y otros proyectos geotécnicos. Está diseñada para que tanto contratistas como proyectistas o gerentes de proyecto evalúen la huella de carbono de sus proyectos. La calculadora permite una evaluación comparativa de las diferentes opciones de solución en un proyecto, incluyendo las técnicas constructivas presentadas en la tabla 4. En la figura 4 se

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muestra en ejemplo de la comparativa de la huella de carbono entre diferentes proyectos. Cabe señalar que en algunos países se busca implementar la solución que genere la menor huella de carbono posible, independientemente de su costo de construcción (Lacasse, 2022). Transición hacia equipos eléctricos basados en energías renovables. Esto reduce drásticamente la huella de carbono en la fase de construcción y al final de la vida útil del equipo. Es más factible el uso de estos equipos en zonas urbanas donde además se tienen otras ventajas, como menor contaminación térmica y por ruido. Incrementar el uso de la telemática. Permite obtener una mejor visión de los tiempos de inactividad, las horas de uso y la vida útil total de las máquinas, para aumentar la precisión de los números en la calculadora de carbono. En la figura 5 se muestra un esquema general de estas acciones, de acuerdo con la jerarquía sugerida por el Institute for Environmental Management and Assesment. En esa figura se enumeran algunos ejemplos de cada categoría. Referencias Borama Drilling Equipment, BDE (2023). Battery-powered vs. dieselpowered. Piling Canada Magazine. Climate Neutral Group, CNG (2019). Carbon footprint of construction equipment. Research report. European Rental Association. European Federation of Foundation Contractors, EFFC, y Deep Foundations Institute, DFI (s.f.). Carbon calculator. Disponible en: www. geotechnicalcarboncalculator.com/es/ European Rental Association, ERA (s.f.). Equipment CO2 calculator. Disponible en: www.equipmentcalculator.org. Institute of Environmental Management and Assessment, IEMA (2020). Pathways to net zero: Using the IEMA GHG management hierarchy. Disponible en: www.iema. net/resources/reading-room/2020/11/26/ pathways-to-net-zero-using-the-iema-ghg-management-hierarchynovember-2020. Lacasse, S. (2022). Risk assessment and management: Necessary insight to asses dam safety and reduce lanslide risk. 26 Conferencia Nabor Carrillo. Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica. Sandanayake M., et al. (2015). Equipment usage in pile foundation construction process – a case study. Proceedings of the 19th International Symposium on Advancement of Construction Management and Real Estate. Berlín: Springer-Verlag. Secretaría de Energía, Sener (2020). Programa de Desarrollo del Sistema Eléctrico Nacional. Cap. 4: Infraestructura del Sistema Eléctrico Nacional. Disponible en: base.energia.gob.mx/dgaic/DA/P/SubsecretariaElectricidad/ConjuntosProyectosInversion/SENER_07_ProgramaDesarrolloSistemaElectricoNacional2020-2034(PRODESEN).pdf The Economist (2022). The construction industry remains horribly climate-unfriendly [en línea]. Disponible en: www.economist.com/ finance-and-economics/2022/06/15/the-construction-industry-remains-horribly-climate-unfriendly Traktuell (2019). So viel CO2 lässt sich mit E-Baumaschinen einsparen. Disponible en: traktuell.at/artikel/so-viel-co2-laesst-sich-mit-ebaumaschinen-einsparen United Nations Environment Programme y Yale Center for Ecosystems + Architecture (2023). Building materials and the climate: Constructing a new future. Disponible en: wedocs.unep.org/20.500.11822/43293. Walter I. Paniagua, Pilotec, SA de CV Apreciamos su opinión e información sobre el tema de este artículo. Escríbanos a helios@heliosmx.org

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Caracterización avanzada de macizos rocosos

na experiencia excepcional y enriquecedora en el ámbito de la geotecnia fue el curso “Caracterización avanzada de macizos rocosos”, impartido por Fermín Sánchez en las instalaciones de la SMIG el 17 y el 19 de agosto. Durante el curso se abordó de manera detallada y comprensible una amplia gama de temas relacionados con la caracterización de macizos rocosos. Uno de los aspectos más destacados fue la exploración de fotografías estereoscópicas tridimensionales, lo que permitió a los participantes adentrarse en la visualización avanzada de formaciones rocosas. Además, el modelado 3D para rocas fracturadas ofreció una perspectiva fascinante sobre cómo comprender y representar de manera precisa la estructura geológica subterránea. El enfoque en técnicas matemáticas de simulación y estadística proporcionó a los asistentes una sólida base teórica para abordar problemas complejos en la caracterización de macizos rocosos. Con la presentación de ejemplos de aplicación real se

destacó la relevancia práctica de los conceptos aprendidos, lo que resultó especialmente valioso. La modalidad del curso, que incluyó la participación remota, permitió que un amplio grupo de interesados en todo el país se beneficiara de este valioso conocimiento. La capacidad de llenar la casa sede es un testimonio del interés y la demanda que existe en este campo de estudio. Ir a Texto Corrido

Pruebas de integridad en pilas

os días 30 y 31 de agosto se llevó a cabo la primera edición del curso “Pruebas de integridad en pilas”, en colaboración con el Colegio de Geofísicos, en las instalaciones de la casa sede de la SMIG. El objetivo de esta primera edición fue ofrecer a los participantes una visión integral acerca de los aspectos geotécnicos y geofísicos más relevantes durante la ejecución de este tipo de pruebas, que cada vez son más solicitadas por la industria. La primera ponente fue Magdalena Alvarado, quien presentó el tema “Ética profesional”; posteriormente, Aristóteles Jaramillo y Yoleida Suárez compartieron sus conocimientos acerca de los fundamentos de estas pruebas, sus alcances y limitaciones, y demostraron un correcto procesamiento de los resultados adquiridos en campo. Debido a la importancia de contar con un equipo multidisciplinario para deter-

minar las conclusiones de los resultados obtenidos de este tipo de pruebas, se invitó a Óscar Romano, quien tiene una amplia experiencia en el diseño geotécnico de cimentaciones y los procedimientos constructivos que requieren. La parte práctica del curso estuvo a cargo de Omar Velázquez, Dayna Zúñiga y Jacob Valdés, de la empresa Sísmica de Suelos, quienes hicieron una demostra-

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ción de cómo llevar a cabo una correcta ejecución de los métodos en campo en elementos a escala. Por último, Israel Vázquez y Marcos Jaramillo, de Geoexplora, realizaron demostraciones. Agradecemos a cada uno de los ponentes, quienes con su esfuerzo y dedicación lograron que esta primera edición alcanzara el cupo máximo y que fuera muy bien calificada por los participantes

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Modelado físico y numérico

as instalaciones del Centro de Tecnologías para la Exploración y Producción del Instituto Mexicano del Petróleo, ubicadas en Boca del Río, Veracruz, fueron la sede del simposio de Modelado Físico y Numérico, que se de-

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sarrolló durante el 7 y 8 de septiembre. Participaron destacados investigadores y profesionales, tanto nacionales como extranjeros, para abordar diversos temas asociados con dos herramientas fundamentales para la investigación y la práctica profesional en geotecnia: el modelado físico y el modelado numérico. El evento incluyó una visita al laboratorio de geotecnia del CTEP, que cuenta con equipos muy avanzados, entre ellos una centrífuga con un brazo de 3.0 m de radio, capaz de generar campos gravitatorios de hasta 130 G. Los asistentes tuvieron la oportunidad de presenciar el equipo en funcionamiento durante una demostración. Uno de los objetivos del simposio fue promover la geotecnia y las actividades de la SMIG fuera de la Zona Metropolitana del Valle del México, y fue muy grato contar con la presencia de profesionales locales y estudiantes de universidades del estado de Veracruz, incluyendo, por supuesto, a la Universidad Veracruzana

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Serie sobre flujo de agua y de calor en medios porosos

l Comité Técnico Nacional de Flujo de Agua y de Calor en Medios Porosos, presidido por Norma Patricia López Acosta, organizó dos conferencias virtuales como parte de la serie sobre flujo de agua y de calor en medios porosos. La primera conferencia, que se desarrolló el 13 de septiembre, fue “El rol del flujo de agua subterránea en la energía geotérmica”, impartida por el profesor Guillermo Narsilio, quien es profesor y vicejefe del Departamento de Ingeniería de Infraestructura de la Universidad de Melbourne, Australia. Es maestro en Ingeniería Geotécnica y Matemáticas y doctor en Ingeniería Geotécnica. Preside el Comité Técnico Internacional de la ISSMGE TC308 Energy Geotechnics. Actualmente, su equipo de trabajo en el Instituto de Energía de Melbourne promueve la investigación geotérmica superficial y profunda. En la conferencia virtual se registraron participantes de Argentina, Armenia, Australia, Bolivia, Chile, Colombia, Costa Rica, España, México, Noruega, Perú y Venezuela, que sumaron 93 asistentes. El enfoque de la conferencia fue resaltar el impacto e importancia que tiene el flujo de agua subterránea en los sistemas geotérmicos profundos y de baja entalpía. Se expuso como ejemplo un muro de contención con pilas contiguas trabajando como intercambiadores de calor. El efecto del flujo de agua subterránea en este tipo de sistemas se muestra en la figura superior. A la izquierda se observa el campo de temperatura que genera el sistema interactuando con el suelo en ausencia de agua subterránea; la escala de colores permite visualizar claramente el sobrecalentamiento inducido en el suelo y, por lo tanto, en esta condición

Con flujo subterráneo

Sin flujo subterráneo

Efecto de la presencia de flujo de agua subterránea en un sistema de bombas de calor.

no es posible satisfacer el 100% de la demanda de energía. A la derecha se muestra el mismo campo de temperatura, pero con la presencia de agua subterránea circulando en sentido del eje x; se observa claramente que el flujo de agua permite disipar la acumulación de calor, y en esta condición las pilas pueden seguir operando hasta satisfacer el 100% de la demanda energética. Se compartieron algunas aplicaciones web desarrolladas por el equipo del profesor Narsilio que se encuentran disponibles en la página web http://4ee.com.au/ index.html y en las tiendas en línea App Store y Google Play. A los asistentes interesados en conocer más información sobre este tema se les invitó a participar en el curso corto precongreso “Sistemas de bombas de calor geotérmicos y consideraciones de diseño de geoestructuras termoactivadas”, a celebrarse en el marco de la 17th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering en La Serena, Chile, del 12 al 16 de noviembre de 2024. La segunda conferencia se dictó el 29 de noviembre. “Geotecnia para la energía: desafíos y oportunidades” fue impartida por el profesor Marcelo Sán-

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chez Castilla, profesor titular en el Zachry Department of Civil Engineering de la Texas A&M University y poseedor de la cátedra Fred J. Benson. Es ingeniero civil por la Universidad Nacional de San Juan, Argentina, con maestría y doctorado en Ingeniería Geotécnica por la Universidad de Catalunya. Su experiencia radica principalmente en el análisis de problemas geomecánicos que involucran acciones termohidromecánicas-geoquímicas acopladas. Fue fundador y presidente del Comité Técnico TC308 Energy Geotechnics de la ISSMGE. Actualmente es el presidente del ISSMGE Technical Oversight Committee. La conferencia virtual fue atendida por 164 asistentes de México, Ecuador, Panamá, República Dominicana, Guatemala, Colombia, El Salvador, Perú, Honduras, Nicaragua, Venezuela, Chile, Bolivia, Canadá, Noruega, España y Australia. La exposición inició mostrando estadísticas que revelan la tendencia de aumento de energías que utilizan combustibles fósiles y que agravan el calentamiento global. Este escenario reflejó una gran oportunidad para desarrollar tecnología geotérmica que permita generar energía con un bajo impacto al ambiente. El de-

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dioactivos y almacenamiento de dióxido de carbono. La conferencia abordó las diferentes oportunidades y desafíos de cada uno de estos campos. Se destacaron las pilas de energía y otras geoestructuras energéticas, ya que satisfacen la necesidad de calefacción y enfriamiento de edificaciones,

la cual representa un importante porcentaje de la necesidad global de energía. Adicionalmente, se mostró el estudio de un pilote energético desarrollado con modelado numérico, un modelo experimental de laboratorio y un ensayo a escala real en un edifico de la Texas A&M University Ir a Texto Corrido

safío consiste en desarrollar una nueva rama de la geotecnia que solucione los problemas asociados a dicho conjunto de técnicas. Esta rama ha recibido el nombre “geotecnia para la energía”, que es la aplicación de los principios geotécnicos para entender y diseñar problemas de geoingeniería asociados a la producción, intercambio y almacenamiento de energía geotérmica en el subsuelo. Las formas mostradas para producir energía fueron: hidrocarburos no convencionales, sistemas geotérmicos mejorados e hidratos de metano en sedimentos. Las aplicaciones expuestas para el intercambio o almacenamiento de calor fueron: almacenamiento de aire a alta presión en el subsuelo, sistemas geotérmicos superficiales y almacenamiento subterráneo de hidrógeno. Los ejemplos mostrados de almacenamiento de residuos del sector energético fueron: almacenamiento de residuos ra-

Efecto de la lubricación de cabezales y de las no uniformidades de relaciones de vacíos en la respuesta no drenada de una arena

l 6 de octubre se desarrolló el seminario “Efecto de la lubricación de cabezales y de las no uniformidades de relaciones de vacíos en la respuesta no drenada de una arena”, impartido por Mauro Giuliano Sottile, quien es consultor geotécnico principal en la oficina de Buenos Aires de la empresa SRK y especialista en modelación numérica de problemas geotécnicos. El seminario se ofreció de forma gratuita a través de la plataforma Zoom, y fue muy bien recibido por nuestra comunidad geotécnica, con un total de 78 asistentes de países como Argentina, Brasil, Canadá, Chile, Colombia, Costa Rica, Ecuador, El Salvador, Estados Unidos, Guatemala, México, Perú, Portugal y Venezuela. Fue organizado como parte de las actividades del Comité Técnico en Modelación Numérica, y se encuentra disponible para su consulta en la videoteca de la SMIG.

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En la charla, Giuliano destacó la influencia que tiene la no uniformidad de la densidad en una probeta en la simulación de pruebas triaxiales consolidadas no drenadas. Se demostró que la respuesta global observada es, en realidad, el resultado de un comportamiento que varía espacialmente, con zonas del material que pueden mostrar un comportamiento compresivo (aumento de presión de poro) y zonas que exhiben un comportamiento dilatante (disminución de la presión poro). Asimismo, aunque en la simulación se asume una condición nominal sin drenaje, se demuestra que pueden existir cambios de volumen locales a pesar de que el volumen global permanezca constante. Los resultados señalan la dificultad para interpretar objetivamente los resultados de pruebas en materiales granulares, en especial cuando ocurre la localización de la deformación

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6° Simposio de Cimentaciones Profundas y Mejoramiento de Suelos

Finalmente, hubo dos mesas redondas: el día 19, Bárbara Ortega Labastida habló del papel de las mujeres en el diseño y construcción geotécnica. Para cerrar la jordana, se desarrolló una mesa de diálogo en la que consultores y constructores expusieron sus puntos de vista; participaron Javier Alonso, Elvira León, José Luis Rangel, Héctor de la Fuente, Alberto Cuevas y Emmanuel Carvajal. En el área de exposición comercial 19 de octubre, se instalaron 30 stands. El video se puede ver en www.youtube.com/ watch?v=qx1S4ghmC7Q&ab_channel=SociedadMexicanadeInge nier%C3%ADaGeotécnica

Fotografía en la Construcción Geotécnica

n el marco del 6° Simposio de Cimentaciones Profundas y Mejoramiento de Suelos, se llevó a cabo la premiación del Primer Concurso Internacional de Fotografía en la Construcción Geotécnica, al término de las jornadas técnicas del 19 de octubre. En esta primera edición se instaló una galería con las 10 fotografías finalistas, y las fotografías más relevantes se presentaron en un video, el cual se encuentra en la videoteca de la SMIG y en nuestro canal de YouTube. Las imágenes, que expusieron el día a día de los profesionales dedicados a la construcción e investigación geotécnica, con sensibilidad y mirada creativa nos hicieron reflexionar sobre los retos que nuestra disciplina es capaz de enfrentar. Todas ellas cumplieron con el objetivo: fomentar el gusto por la construcción geotécnica a través de una mirada fotográfica. Reconocemos a los primeros tres lugares de este año, por el empeño que presentaron en sus trabajos: • Primer lugar individual: Manuel Alejandro de la Paz Cázares • Segundo lugar individual: Diana Gutiérrez Uclés • Tercer lugar individual: Leticia Pineda Hernández • Premio especial a la mejor colección: Carlos David Martínez Zarazúa

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os días 19 y 20 de octubre, en las instalaciones del Colegio de Ingenieros Civiles de México, se llevó a cabo la sexta edición del Simposio Internacional de Cimentaciones Profundas y Mejoramiento de Suelos, con la presencia de más de 300 personas, entre ellas ingenieros de Alemania, Bolivia, Brasil, Chile, Colombia, Estados Unidos y Venezuela. Tres conferencias magistrales fueron dictadas por destacados ingenieros: la primera, “Estado del arte en caisson y pilotes preexcavados en roca”, fue presentada por Sebastián LoboGuerrero; “Ground improvement for liquefaction mitigation” estuvo a cargo de Kyle M. Rollins, y Carlos M. Rodríguez impartió la tercera conferencia magistral, “Retos geotécnicos para la construcción del segundo puente Níger en África utilizando el sistema de columnas encamisadas en geosintéticos”. El programa técnico contempló la exposición de artículos técnicos que abordaron temas como cimentaciones profundas, excavaciones, sistemas de contención y mejoramiento de suelos.

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El ITESO recibe el premio en la V Olimpiada de Geotecnia

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l equipo del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Occidente (ITESO) acudió a la Ciudad de México los pasados días 20 y 21 de octubre a recibir el premio por haber sido el ganador de la V Olimpiada Nacional de la XXXI Reunión Nacional de Ingeniería Geotécnica que tuvo lugar en Guadalajara en 2022. El premio otorgado a estos jóvenes talentos consistió en una visita a la Ciudad de México. Participaron en la impartición del curso “Pruebas de integridad”, que fue una oportunidad para aprender de expertos y profundizar en sus conocimientos de geotecnia. El sábado, el equipo ganador pudo de explorar zonas históricas de la ciudad, guiados por Raúl Aguilar Becerril, lo que les permitió no solo disfrutar de la rica cultura de México, sino también observar de primera mano el fenómeno del hundimiento regional, un tema de gran

relevancia en el campo de la ingeniería geotécnica. Durante su visita, los estudiantes del ITESO también establecieron conexiones y relaciones que sin duda enriquecerán sus futuras carreras.

Agradecemos a la empresa Sísmica de Suelos por su apoyo a iniciativas como esta, que brindan a los estudiantes la oportunidad de interactuar con profesionales en el campo

Noticias de la Vicepresidencia por Norteamérica de la ISSMGE

el 1 al 4 de octubre se llevó a cabo el congreso canadiense GeoSaskatoon 2023, con una asistencia de 600 personas, aproximadamente. El vicepresidente por Norteamérica dirigió un mensaje al pleno de la audiencia durante la sesión inaugural, invitando a participar en las actividades de la ISSMGE; además, mantuvo reuniones con el presidente y el director de la Canadian Geotechnical Society (CGS), Robert Kenyon y Michel Aubertin, respectivamente, en las que se trataron temas como la participación de miembros de la CGS en seminarios web para la ISSMGE y en el Congreso Panamericano en La Serena en 2024, así como los avances en el proceso de incorporación de la ISSMGE. Destacan las conferencias magistrales mostradas en la tabla.

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Conferencia

Impartida por

Tema

Conferencia RM Hardy

Murray Fredlund

Movement towards 3D stability analysis on digital twins

IGS-NA

Jorge Zornberg

The quest for properties governing the geosynthetic stabilization of roadway bases

CGS Colloquium

Pooneh Maghoul

Role of geotechnical engineering in human settlement on the moon and beyond: challenges and opportunities

IAHC-CNC

Stephanie Wright

Past and future directions of cold regions hydrogeology in a warming world

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Del 31 de octubre al 3 de noviembre se llevó a cabo la reunión anual del Deep Foundation Institute DFI48 en la ciudad de Seattle, Washington, con la participación de 1,200 asistentes. Se tuvieron reuniones con la gerente del DFI, Theresa Engler, y el director de actividades técnicas, Matthew Glisson, donde se buscó la participación de los miembros del DFI en el próximo

Congreso Panamericano, así como una posible colaboración para el Congreso Panamericano 2028 que se llevará a cabo en EUA. También se trataron temas relacionados con la SMIG, como el 6º Simposio Internacional de Cimentaciones Profundas y Mejoramiento de Suelos, así como la 7ª edición de este evento, programada para 2025. Además se sostuvieron reuniones con la gerente técnica y el gerente general del Geo-Institute de la ASCE, Kristina Scott y Brad Keelor, respectivamente, y se ofreció una entrevista dando a conocer las actividades de la ISSMGE. En relación con la incorporación de la ISSMGE, no se convocará una reunión del Consejo Internacional hasta que se tengan respuestas de las sociedades miembro a las consultas planteadas sobre la incorporación. Parece poco probable que en un futuro cercano se celebre una reunión del consejo y se dé una votación sobre la incorporación Walter I. Paniagua Zavala

Capítulos estudiantiles OCTAVO COLOQUIO DE JÓVENES GEOTECNISTAS Y PRIMER ENCUENTRO DE CAPÍTULOS ESTUDIANTILES

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os días 17 y 18 de noviembre pasados se llevó a cabo el Octavo Coloquio de Jóvenes Geotecnistas (8° CJG) y el Primer Encuentro de Capítulos Estudiantiles (1er ECE), que tuvieron como como sede las instalaciones de la Universidad Iberoamericana en la ciudad de Puebla. Se contó con más de 130 asistentes, en su mayoría estudiantes pertenecientes a los capítulos estudiantiles de la Ibero Puebla (licenciatura), Universidad Autónoma del Carmen (licenciatura), Instituto Politécnico Nacional (licenciatura y posgrado), Instituto Tecnológico de Tijuana (licenciatura), Universidad Veracruzana (licenciatura y posgrado), Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (licenciatura), Universidad de Guadalajara CUCEI (licenciatura), Universidad Autónoma de Guerrero (licenciatura) y Facultad de Estudios Superiores Aragón, UNAM (licenciatura), así como jóvenes de Monterrey que, sin pertenecer a un capítulo estudiantil, asistieron con el objetivo de conocer más acerca de la geotecnia y de recabar la información necesaria para formar el capítulo estudiantil de sus respectivas universidades. El primer día se presentó la conferencia magistral “Aspectos principales en la evaluación de la estabilidad geotécnica de presas de jales”, impartida por Omar Vargas Moreno, en la

que se abordaron cinco aspectos fundamentales: introducción a las presas de jales; aspectos principales de la evaluación de la estabilidad; normatividad, lineamientos y estándares; casos de análisis, y gestión de jales. Se hizo hincapié en las estructuras con materiales frágiles en la zona estructural, destacando la importancia de determinar su comportamiento contractivo o dilatante, así como la fragilidad de estos materiales. El marco teórico fue respaldado por la presentación de diversos lineamientos y guías de diseño, incluido el reciente lineamiento de la ICOLD de 2022. La exposición introdujo los apéndices A y B de la ICOLD, que abordan la determinación de la resistencia al corte y comportamiento de deformación y el marco de referencia para los análisis de estabilidad de presas de relaves con suelos contractivos, respectivamente. La última parte de la conferencia se centró en los aspectos clave de la gestión de jales, resaltando los papeles esenciales en la estructura de gobernanza, como los del ingeniero responsable de instalaciones de jales (RTFE, sus siglas en inglés) y el ingeniero de registro (EoR). Se subrayó la importancia de involucrar a nuevas generaciones en proyectos mineros, especialmente en presas de jales, debido a las demandas crecientes de personal en esta industria. La conferencia concluyó con la entrega de reconocimientos a Omar Vargas por parte de los estudiantes de la Ibero Puebla, miembros del capítulo estudiantil de la SMIG.

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Posteriormente, las exposiciones de los artículos se organizaron en tres bloques y estuvieron moderadas por Miguel Ángel Figueras Corte y Giovanni Quintos. Al concluir cada bloque, se reservó un espacio para una sesión de preguntas y respuestas, una plataforma para el intercambio de ideas y conocimientos en la que destacó la diversidad de enfoques y la calidad de la investigación presentada. Título del trabajo Análisis y diseño geotécnico de vías férreas

Ponente Manuel J. Barroso

Experiencias de construcción geotécnica dentro de un predio con dimensiones limitadas Janeth Berenice Ramos de Lara en el Valle de México Comparativa de diversos métodos para la estabilidad de taludes aplicados en el municipio Carolina Castellanos Sosa de Ajalpan, estado de Puebla Comportamiento mecánico de la arcilla presente en el sureste de Chilpancingo, Guerrero, Estela Gómez a partir de un ensaye en un consolidómetro unidimensional Predicción de asentamientos por consolidación mediante el uso de los métodos de Asaoka e hiperbólico de un terreno en donde Juan Alfredo Carmona Rangel se realizó un mejoramiento de suelos empleando drenes verticales prefabricados para un proyecto de una nueva central de energía ubicado en la provincia de Colón, en Panamá Interpretación alternativa de la prueba de compactación

Enrique Barragán Ramírez

Caracterización de bancos de grava y arena en el área metropolitana de la ciudad de Puebla

Salma Guadalupe Armenta Farías

Propuesta y diseño de los muros de contención mecánicamente estabilizados del puente Héctor Manuel Gutiérrez Cortés vehicular Paseo del Marqués, Querétaro Análisis y zonificación de los tipos de suelos en el estado de Veracruz

Juan Aldo Chávez Gómez

Caracterización física y geomecánica del macizo rocoso de caliza en la ciudad de Puebla

Yoko Zukeidi Ramos Zárate

Caracterización general de suelos y rocas en las ciudades de Cancún, Playa del Carmen y Tulum en el estado de Quintana Roo

Diana Alejandra López Vera

Caracterización de propiedades físicas y mecánicas del tepetate en el valle de Puebla, México

Kevin Daniel Balbuena Sánchez

Visualización de la aceleración de la consolidación en un depósito arcilloso utilizando columnas de grava compactada

Luis Ricardo Saucedo Fernández

El diseño geotécnico de cimentaciones superficiales considerando suelo mejorado: teoría y caso práctico

Rafael Ortiz Hernández

Para culminar el primer día del programa, hubo una enriquecedora mesa redonda que contó con la participación de 10 ingenieros jóvenes que han forjado exitosas carreras en diversos sectores

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de la ingeniería geotécnica, además de un distinguido grupo de profesionales cuyas contribuciones han dejado una huella significativa en la industria. Durante la sesión se presentaron cuatro temas a discutir: • ¿Por qué geotecnia? El primer contacto • El camino a seguir; retos y adversidades • La meta, experiencias gratificantes • Preguntas y respuestas de los asistentes En el primer segmento, cada panelista compartió las razones que motivaron su elección de la especialidad de ingeniería geotécnica. Las variadas respuestas ofrecieron a los asistentes una visión integral de los desafíos y consideraciones que enfrentan todos los profesionales al seleccionar una especialidad, abordando aspectos como la incertidumbre en la toma de decisiones, las oportunidades de estudio y desarrollo, entre otros. En el segundo tema se presentaron experiencias y perspectivas sobre los principales desafíos que se enfrentan como ingenieros geotécnicos jóvenes. Se resaltó la importancia de valorar las opiniones de los jóvenes en proyectos diversos, reconociendo sus capacidades y habilidades, y otros aspectos inherentes a los jóvenes tales como el dinamismo, tecnología, actualización e innovación, los cuales resultan en significativos aportes para el desarrollo de un proyecto. Por último, se facilitó la interacción directa de los asistentes y los integrantes del panel. Previo a la clausura de este primer día de conferencias, se entregaron reconocimientos a los participantes. El segundo día estuvo dedicado a la realización de talleres que versaron sobre temas relevantes de la ingeniería geotécnica: • Taller de exploración en campo con equipo PANDA e interpretación de perfiles, impartido AI México • Taller de exploración en campo con SPT, impartido por AI México • Aplicaciones de drones en los estudios de estabilidad de taludes, impartido por CEICCA • Principios básicos de la caracterización del terreno, impartido por GEOEXPLORA

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• Introducción a la interacción suelo-estructura mediante modelado numérico, impartido por IGM • Principios de diseño en construcción de terraplenes en suelos blandos con geosintéticos, impartido por HUESKER Durante los talleres centrados en temas de exploración se llevaron a cabo sondeos dentro de las instalaciones del campus de la universidad, una práctica que permitió a los asistentes adquirir un conocimiento detallado sobre estas pruebas.

HABLAN LOS CAPÍTULOS ESTUDIANTILES

Después de una comida deliciosa que nos obsequiaron los organizadores, pasamos al último bloque de exposiciones y al inicio de la mesa redonda, donde varios profesionistas de la geotecnia compartieron sus experiencias en diferentes segmentos de su vida profesional, lo que fue un excelente cierre en el primer día del evento. El segundo día estaba destinado a los cursos y talleres técnicos, que ofrecían temas muy interesantes de la geotecnia aplicada; teníamos la oportunidad de escoger dos, elección que se volvía complicada, ya que todos eran muy atractivos. Al término de la jornada se observaba el agrado de cada uno de los asistentes, debido a que había sido una experiencia muy gratificante que nos llenó de experiencias, y más de uno se enamoró aún más de una de las ramas más excepcionales de la ingeniería civil: la geotecnia.

Comenzaba el día 17 con un amanecer fresco –al menos así lo sentíamos los foráneos– y con una gran fumarola del volcán Popocatépetl, que se podía observar desde las instalaciones de la Universidad Ibero Puebla. A nuestro arribo a esta institución, varios jóvenes estudiantes nos quedamos admirados de este majestuoso recinto que nos recibía con la propaganda del evento que habíamos esperado por meses. Al llegar al aula donde se celebraría el evento, nos encontramos con un stand de algunos de los patrocinadores que nos obsequiaban un recuerdo como agradecimiento a nuestra asistencia. Desde muy temprano se veía el entusiasmo de los estudiantes; algunos venían desde muy lejos para poder presenciar el evento que, por primera vez, reunía a los diferentes capítulos estudiantiles de México inscritos a la SMIG. Después de la inauguración formal se iniciaba la conferencia magistral “Aspectos principales en la evaluación de la estabilidad geotécnica de presas de jales con base en lineamientos internacionales”, impartida por Carlos Omar Vargas Moreno, que fue un tema muy interesante. Posteriormente empezaron las presentaciones técnicas, donde los jóvenes geotecnistas expusieron sus trabajos de investigación; esta fue una experiencia muy grata, ya que cada uno de los ponentes pudo interactuar con los asistentes y así complementar sus conocimientos.

Como parte del apoyo de la SMIG a los alumnos y asistentes, se nos proporcionaron las Memorias de la Reunión Nacional de Ingeniería Geotécnica celebrada en Puebla y los dos tomos de Ingeniería de cimentaciones profundas. La conferencia magistral trató de uno de los campos de mayor crecimiento en la geotecnia mexicana, que son las presas de jales. El maestro Vargas compartió lo más avanzado en lo referente a los lineamientos internacionales y los conceptos principales de geotecnia aplicados en este campo. En la sesión de preguntas y respuestas se recalcó la necesidad de la especialización mediante estudios adicionales como un posgrado en geotecnia para reforzar los conocimientos de licenciatura. En los bloques de conferencias, alumnos de licenciatura, posgrado y profesionistas presentaron casos de trabajos vistos en los cursos de mecánica de suelos, cimentaciones, servicio social/ profesional y casos de la práctica profesional, con temas como el diseño geotécnico de vías de comunicación, cimentaciones, laboratorio, mejoramientos de suelos, estabilidad de taludes y

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HABLAN LOS JÓVENES GEOTECNISTAS

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laderas, mecánica de rocas y proceso constructivo en diversas partes de México y el mundo. En la mesa redonda al final del primer día varios geotecnistas jóvenes explicaron los altos y bajos de su carrera; los alumnos y asistentes pudieron hacer preguntas sobre la práctica y cómo incursionar en el medio. Durante los talleres del segundo día los asistentes pudieron tener un acercamiento a conceptos de la geotecnia moderna, como son los nuevos dispositivos de pruebas en campo, exploración de sitio, levantamiento mediante drones, geofísica, interacción suelo-estructura, modelado numérico y uso de geosintéticos

l pasado 22 de septiembre se llevó a cabo con éxito la toma de protesta del Capítulo Estudiantil de Licenciatura de la Facultad de Estudios Superiores Aragón de la UNAM ante la SMIG, un acto dirigido por Oniel García Balanzar, secretario técnico de la carrera. El jefe de Laboratorio de Ingeniería Civil, Miguel Ángel Hernández García, inauguró la reunión agradeciendo la presencia de autoridades y estudiantes y destacando la importancia de la participación de los jóvenes en la sociedad y su compromiso con la formación de las nuevas generaciones.

La conferencia magistral estuvo a cargo de Jesús Sánchez Guzmán, quien compartió sus extensos conocimientos sobre el origen de la resistencia de medios granulares. Los integrantes del capítulo estudiantil, acompañados de su tutora, Maribel Trujillo Valladolid, protestaron cumplir y hacer cumplir los estatutos que rigen a las organizaciones estudiantiles de la SMIG y reafirmaron su compromiso con la ética profesional y el desarrollo de la ingeniería geotécnica en México. La presidenta del capítulo, Rocío Areli Nanco Bernal, detalló las actividades que se llevarán a cabo durante su mandato; en su discurso se reflejó el entusiasmo y el compromiso de los estudiantes Ir a Texto Corrido

LICENCIATURA DE LA FES ARAGÓN, UNAM

Delegación Regional SMIG Sureste

l pasado 15 de noviembre se llevó a cabo la toma de protesta a la nueva Delegación Regional Sureste ante la SMIG. Esta delegación está conformada por ingenieros geotecnistas de los estados de Campeche, Quintana Roo y Yucatán con el objetivo de promover las buenas prácticas de la ingeniería geotécnica en la región, respaldados por el profesionalismo y años de experiencia de sus integrantes. La ceremonia se realizó de manera virtual; Natalia Parra, vicepresidenta de la SMIG, dio la bienvenida a los asistentes y posteriormente Ricardo Ortiz Hermosillo quien presidente nuestra asociación, dirigió unas palabras destacando la importancia de esta nueva delegación regional.

iembre 2023 - Febrero 2024

En este marco se presentó la conferencia magistral “Investigación, recopilación y síntesis sobre los cenotes, cavernas y conductos de disolución en la Península de Yucatán”, impartida por Zenón Medina Domínguez, miembro importante de la nueva Delegación Regional SMIG Sureste. Durante su exposición trató temas relevantes como la variabilidad de la

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dureza en la roca a diferentes profundidades. Las condiciones del subsuelo de la región, junto con la precipitación pluvial y la intrusión salina, propician la formación de cavernas, oquedades y cenotes. El maestro Medina también habló sobre la importancia de la unión entre sociedades, colegios y el gobierno para lograr un crecimiento estable, integral y sostenible.

Después de la conferencia magistral, el presidente de la SMIG procedió tomar protesta y acreditar la formación de la Delegación Regional Sureste ante la SMIG. La nueva mesa directiva está conformada por Daniel Arriaga Rentería como vicepresidente, Juan José Marín Ávila como tesorero, David Enrique Febres Sánchez como secretario, Alfredo José Novelo Mena como primer vocal, y Jorge Adán González Riveros como segundo vocal.

Arriaga Rentería habló de los antecedentes que llevaron a la formación de la nueva delegación regional y sobre el plan de trabajo para los próximos dos años de su administración. Un aspecto importante de su gestión será establecer vínculos con asociaciones y cámaras del gremio, generar difusión para la incorporación de nuevos participantes en la delegación y trabajar en una guía de exploración que integre distintas corre-

laciones entre los resultados de sondeos mixtos y sondeos de avance controlado aplicables a determinadas zonas de la región. Por último, Ítalo Béder Hernández Serrano, actual presidente de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural en Quintana Roo, expresó su alegría por la formación de la nueva delegación y ofreció todo el apoyo para futuras colaboraciones entre estas sociedades

Rubén Domínguez Alfaro, Jorge Jair González Herrera, Héctor Manuel Gutiérrez Cortés, Norma Patricia López Acosta, Yary López, Rafael Ortiz, Yoleida Suárez, Carlos Omar Vargas Moreno

TESIS

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Determinación de la capacidad de carga por fricción y punta de pilas de cimentación con celda de carga bidireccional en suelos granulares

n esta investigación se busca profundizar en el conocimiento de la capacidad de carga por fricción y punta de pilas de cimentación en suelos granulares con ayuda de pruebas de carga bidireccionales. Se presentan las características generales de las pruebas de carga estática convencionales utilizando marcos de reacción en la superficie. Se muestran aspectos relacionados con los procedimientos de carga, de acuerdo con la normativa existente. Se comentan los diferentes tipos de instrumentos que se utilizan para medir la carga y deformación en la cabeza de la pila, así como en el cuerpo de la pila, describiéndose las principales gráficas que representan los resultados obtenidos, así como los criterios de interpretación de carga última. Para la determinación de las fuerzas generadas en el interior de la pila durante una prueba de carga se incluyen cuatro métodos para el cálculo del módulo de elasticidad compuesto de la pila, se comentan las principales características de cada uno y se ofrece un ejemplo en el que se comparan los resultados con diferentes métodos. Se describen los elementos que componen las celdas de carga bidireccionales, además de presentarse los instrumentos que se utilizan para la medición de deformaciones, así como el procedimiento de prueba de carga, incluyendo la

instalación de la celda y la ejecución de la prueba. Se presenta un caso historia de pruebas de carga bidireccionales, incluyendo las características geotécnicas del sitio, de los elementos de prueba, la instrumentación utilizada y el procedimiento de prueba, y se comentan los resultados. Se presenta un estudio con 42 pruebas de carga a escala natural realizadas en diferentes sitios de la República mexicana, en tensión y compresión, mediante el sistema de carga convencional con marcos de reacción. Se discuten los resultados y se proponen valores de factores de resistencia en carga a tensión para diferentes procedimientos constructivos y condiciones de suelo. Se estudian cinco modelos para determinar las curvas carga-desplazamiento para fricción (curvas t-z) y para punta (curvas q-z) y se muestran ejemplos de aplicación, comparando los modelos con curvas de pruebas de carga convencional en compresión y tensión, así como pruebas bidireccionales. Se presenta una prueba de carga empleando una nueva celda bidireccional realizada al norponiente de la Ciudad de México. Se incluyen croquis detallados de la instrumentación en la pila de prueba, así como del diseño de la nueva celda de carga bidireccional desarrollada. Se evalúa la capacidad de carga de la pila con tres modelos analíticos, además de modelado numérico 2D y 3D; se comparan los resultados con los de la prueba de carga y se obtiene buena correlación. Se propone una metodología para la planeación, implementación y ejecución de pruebas de carga bidireccionales

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Tesis de Walter I. Paniagua Zavala Para obtener el grado de doctor en Ingeniería Universidad Nacional Autónoma de México Director: Rigoberto Rivera Constantino

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Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, AC Mesa Directiva 2023 - 2024

CDMX

2024

XXXII REUNIÓN NACIONAL DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA XXIII REUNIÓN NACIONAL DE PROFESORES DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA

VIGÉSIMOSÉPTIMA CONFERENCIA “NABOR CARILLO FLORES”

SÉPTIMA CONFERENCIA “LEONARDO ZEEVAERT WIECHERS”

UNDÉCIMA CONFERENCIA “RAÚL J. MARSAL CÓRDOBA”

QUINTA CONFERENCIA “EULALIO JUÁREZ BADILLO”

SEDE:

Hotel Bel Air CDMX - WTC (Antes Crowne Plaza WTC) Dakota 95, Nápoles, Benito Juárez, 03810 Ciudad de México, CDMX

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