revista AMITOS NO. 84

Rev i st a

Amitos

Asociación Mexicana de Ingeniería de Túneles y Obras Subterráneas, A. C.

www.amitos.org Edición Octubre-Diciembre 2011 Número 84

Curso Túneles y Obras Subterráneas

Contenido

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Mensaje del Director Ejecutivo Semblanza Juan Jacobo Schmitter Martín del Campo Actividades del Consejo Directivo Felicitación de Harvey W. Parker expresidente de la ITA Informe anual de la Alianza FIIDEM Curso de Túneles y Obras Subterráneas Desafíos en la excavación de túneles a través de suelos altamente permeables 13 Cómo construir un Metro a la mitad de precio o menos

22 Excavaciones subterráneas 25 Cómo decidir la fibra idónea 29 Tuneleo rápido canadiense track drill y voladura: excavando el túnel de transferencia Rupert en la Bahía James, Quebec, Canadá 34 Criterio de ruptura de Griffith 38 Agenda 40 Las cinco vocales en el idioma español

Boletín REVISTA Amitos

Mensaje del Director Ejecutivo Un año más de trabajo CONSEJO DE DIRECTORES Director Ejecutivo

Ing. Mario Olguín Azpeitia Director Secretario

Ing. Roberto Malvido Arriaga Director Tesorero

Ing. Carlos Enrique Ortega Mora Director de Comités Técnicos

Ing. Jorge Armando Rábago Martín Director de Cursos y Congresos

Ing. José Ma. Fimbres Castillo Director de Conferencias y Publicaciones

Ing. José Francisco Suárez Fino Director de Banco de Datos, Biblioteca y Boletín

Ing. Roberto González Izquierdo

Asociación Mexicana de Ingeniería de Túneles y Obras Subterráneas, A. C. Camino a Santa Teresa 187, Col. Parques del Pedregal, 14010 México, D. F. Tel./Fax (55) 5528-3611 amitos@amitos.org www.amitos.org

Concluye un año más de trabajo del XIII Consejo de Directores de AMITOS, a lo largo de 2011 realizamos diversas actividades entre las que destacan: videoconferencias dentro del programa de “Cursos en Obra” de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, simposios, cursos y conferencias, tanto en las instalaciones del CICM como en diversas escuelas de ingeniería, en algunos de estos eventos contamos con expositores de corte internacional como los principales directivos de la ITA (International Tunnelling and Underground Space Association); establecimos sinergias con otros gremios (CICM, AMIVTAC, SMIG, Alianza FIIDEM, CMIC, etc.) e instituciones de educación superior para llevar a cabo acciones conjuntas que ayuden a conseguir objetivos comunes, con algunos de ellos firmamos convenios de colaboración y AMITOS forma parte de algunos Comités y participa en el grupo asesor de las revistas técnicas.

Incrementamos nuestro acercamiento con el sector estudiantil, invitándoles y otorgando facilidades para que asistan a nuestros eventos y acudimos a las escuelas buscando, además de estrechar lazos, motivarlos e invitarles a que se incorporen, desde ahora y en su ejercicio profesional, al vasto campo de acción que representan el diseño y construcción de obras subterráneas; a este tenor, en más de una ocasión participaron un grupo de becarios coordinados por el CICM y patrocinados por COMISSA; en todas estas acciones siempre obtuvimos respuesta favorable y creciente.

Conseguimos más vías de difusión para la labor de AMITOS —además de nuestra Revista trimestral—, tal es el caso del programa de radio “Ingeniería en Marcha” que se transmite por la frecuencia de FM de Radio UNAM, donde periódicamente tendremos un espacio para platicar con los radioescuchas de esta importante estación, también contamos con el apoyo de la Alianza FIIDEM para, desde su boletín, dar promoción a nuestra Revista.

Proseguimos con la importante tarea de publicar un libro que versará sobre los túneles de México y cuya publicación está programada para el segundo semestre del próximo año; en esta tarea han coadyuvado algunos destacados miembros de AMITOS con aportación de material, y otros, en la revisión del contenido de los textos; a la aportación de recursos para este fin se han sumado empresas amigas de la asociación a las que desde ahora agradecemos su cooperación.

Como resultado de estas actividades y la participación en ellas de muchos de nuestros asociados, percibimos que AMITOS tiene cada vez más presencia no solo en nuestro ámbito sino también en otras esferas del quehacer público y privado cuyas acciones, aunque no estén enfocadas directamente con los túneles y las obras subterráneas, de alguna manera guardan relación con ellas.

Por ello, hoy nos gratificamos de un año más de trabajo en nuestra querida AMITOS cuyo trayecto y acciones siguen acompañados y apoyados por sus miembros.

Mario Olguín Azpeitia Director Ejecutivo del XIII Consejo de Directores

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Diseño y formación DG Socorro García.

Impresión: Editores Buena Onda, S.A. de C.V. Suiza #14, Col. Portales Oriente

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Semblanza

Juan Jacobo Schmitter Martín del Campo Socio fundador de AMITOS

seleccionaron: Biología Marina, Sicología y Piloto de Aerolínea, respectivamente y en los cuales han encontrado su misión en la vida.

La tercera generación, que incluye dos nietos y dos nietas, ha entrado de lleno en la vida, desarrollando habilidades destacadas en el campo de la natación, los dos primeros y en el ballet clásico, las dos segundas.

Juan Jacobo, nacido en la Ciudad de México desde hace más de siete décadas, es ingeniero civil, Generación 1956 a 1960 de la Universidad Nacional Autónoma de México, con especialidad en Mecánica de Suelos de la misma institución (1961 a 1962) y con interés especial en el diseño y construcción de túneles, en suelos y en roca.

Su motivación por la Ingeniería Geotécnica y los túneles, probablemente provenga de la combinación de herencias, Geológica y de Ingeniería de Minas, transmitida directamente por su padre Eduardo e indirectamente por su abuelo Federico, ambos de apellido Schmitter.

Su madre Rebeca de apellido Martín del Campo, le enseñó el camino de la vida y de la responsabilidad que de ello se deriva. De esas primeras vivencias le viene el gusto por la música clásica, y por las películas de ciencia ficción.

Su esposa Yolanda, con quien ha tenido la agradable experiencia de compartir su vida, le ha mostrado que no todo en la vida es “trabajo” sino que hay otras actividades vitales que nos complementan como seres humanos y que nos invitan a interactuar con el resto de las fuerzas de la naturaleza.

Sus tres hijos, Juan Jacobo, Germán y Guillermo, quienes desde pequeños le acompañaron en algunas etapas de su práctica ingenieril, son ahora activos profesionales en los campos de actividad que libremente

Desde sus primeros juegos infantiles, Juan Jacobo mostró interés nato en la construcción de “guaridas” hechas con palos y ladrillos, sobrantes de materiales de construcción que permanecieron en la casa/terreno de sus padres, donde vivía. Sus primeras experiencias infantiles en la “excavación de túneles” surgieron de manera natural al jugar con la arena para concreto, descubriendo que cuando aquélla estaba húmeda los “túneles” permanecían abiertos más tiempo, que cuando estaba seca. Colateralmente aprendió que la arena no es un material impermeable, puesto que las “presas” que construía perdían rápidamente su capacidad de almacenamiento.

Más adelante en la vida, cuando estaba estudiando la carrera de Ingeniero Civil en la Facultad de Ingeniería de la UNAM, tuvo oportunidad de “descubrir” el laboratorio de Mecánica de Suelos del recién formado Instituto de Ingeniería, que de manera temporal se había instalado en el sótano del Instituto de Geología, mientras se construía, con ayuda de ICA, su nueva sede que hasta la fecha ocupa.

Ese primer contacto con un laboratorio de Mecánica de Suelos, influyó notoriamente en su vida profesional, cuando en el año de 1958, aun siendo estudiante, tuvo oportunidad de trabajar como laboratorista en el citado Instituto, bajo las órdenes de los Ingenieros Raúl J. Marsal y Marcos Mazari, en la época en que escribieron su histórico libro, “El subsuelo de la Ciudad de México”, como contribución del Instituto de Ingeniería de la UNAM, en el año de 1959, al Primer Congreso Panamericano de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Cimentaciones.

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En el año 1961, con el entusiasta apoyo del Ing. Guillermo Springall, en ese entonces Jefe de Laboratorio y una Beca proporcionada por el mismo Instituto, tuvo oportunidad de estudiar la Maestría en Mecánica de Suelos, en la División de Posgrado, de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, recibiendo las experiencias de connotados Profesores como: Eulalio Juárez Badillo, Enrique Tamez González, Mariano Ruiz Vázquez, Javier Salazar Resines, Daniel Reséndiz Núñez y varios más.

Terminando la Maestría y después de una breve estancia en el mismo Instituto, se presenta la oportunidad de trabajar como geotecnista en la empresa Solum del Grupo ICA, gracias a una extraordinaria invitación del Ing. Enrique Santoyo Villa, que recibió el decisivo apoyo del Ing. Enrique Tamez González, principal Directivo de la empresa.

En la actualidad, aun trabajando en el Grupo ICA, sus principales campos de interés, incluyen: las Cimentaciones, las Excavaciones profundas, los cortes carreteros y por supuesto los túneles, por citar solo los principales.

Entre sus muchas anécdotas profesionales en las que se ha visto envuelto, hay dos que han sido seleccionadas por haber ocurrido en circunstancias extraordinarias, mismas que se resumen en lo que sigue:

Falla de un corte en arcilla Un viernes por la tarde, cuando se estaba realizando una parte de la gran excavación en arcilla, para alojar la infraestructura del Centro Bancen al norte de la Alameda Central de la Ciudad de México, Juan Jacobo y otros colegas de la especialidad fueron invitados por los encargados de la Obra, para realizar una visita de emergencia, ya que se estaban observando síntomas de inestabilidad en el cuerpo de uno de los cortes vecinos a la excavación.

Al llegar al sitio, la comitiva de especialistas se paró en la parte superior del corte, cerca de su hombro para observar desde arriba los

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síntomas de inestabilidad comentados y el suscrito le indicó al encargado de la Obra que retirase de inmediato al personal que continuaba trabajando al pie del corte. En cuestión de minutos, después de haber retirado al personal, alguien de la comitiva mencionó que había una grieta en la parte superior de corte y que ésta parecía que se estaba abriendo. Acto seguido el hombro del talud “se hundió” y con éste el Supervisor de la Obra, quien rápidamente reaccionó y se alejó del paredón vertical recién formado, bajando sobre el escombro originado por la falla hasta llegar al terreno firme inferior, vecino al corte.

Por su parte el suscrito, que estaba parado sobre la porción que falló, alcanzó a girar para quedar colgado del borde superior del escarpio formado, siendo posteriormente “rescatado” por aquéllos miembros de la comitiva, que de manera juiciosa se habían quedado parados en la zona firme vecina al corte. La conclusión final es que salvo el susto sufrido y el pago de una tintorería para limpiar el traje del suscrito, no hubo desgracias mayores que lamentar.

tres años antes. Como era de esperarse, en los primeros minutos del contacto, empezó a fluir agua hacia el túnel, con arrastre de materiales varios, y cuando se vació el agujero, el aire comprimido contenido en el túnel empezó a escaparse por el mismo, hacia la superficie del terreno. La primera reacción del personal que laboraba en el túnel fue la de obturar la salida del aire, con los materiales disponible en el túnel, tales como pedacería de madera, bolsas de cemento, heno utilizado para estabilizar filtraciones con arrastre de materiales finos, etc.

Como la “aspiradora virtual” en la que se había convertido el agujero, se tragaba todo lo que le acercaban sin aparente tendencia a taparse, empezó a cundir un cierto pánico entre los operarios, quienes intuyeron que este accidente causarían una descompresión súbita del túnel y empezaron a correr hacia la salida del mismo, siendo detenidos en su intento gracias a la oportuna intervención del encargado de la Obra, quien logró tranquilizar la situación, al observar que la salida del aire ocurría de manera lenta lo que dio tiempo para analizar qué solución aplicar, la cual consistió en aplicar un tapón de tamaño apropiado, seguido de una posterior inyección del hueco, para cancelar la situación problemática.

Súbita fuga del aire comprimido en un túnel en proceso de excavación

Cabe mencionar que simultáneamente con el percance ocurrido en el interior del túnel, se presentó en la superficie del terreno, un geiser de casi 12 metros de altura sobre la calle, que se encargó de decorar con bolsas de cemento, heno y fragmentos de madera, las fachadas de las casas vecinas. Por supuesto que cuando a las pocas horas, el percance fue resuelto en el interior del túnel, también despareció el mencionado geiser y todas sus implicaciones. La moraleja final de la historia fue la de “no ejecutar sondeos exploratorios sobre la trayectoria de un túnel” y adicionalmente “sellar” todos aquellos sondeos exploratorios que se ejecuten en la vecindad del mismo.

Durante el apogeo de los túneles excavados con escudos de frente abierto en la Ciudad de México y presurizados con aire comprimido, se presentó un curioso accidente, que afortunadamente no trajo consigo consecuencias que lamentar.

Sucedió el 11 de diciembre, como a las 18:00 horas, cuando al estar excavando el frente con herramienta manual, el personal se encontró de pronto con una perforación circular vertical como de 15 cm de diámetro, correspondiente a un viejo sondeo exploratorio realizado

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Actividades

Actividades del Consejo Directivo

Octubre

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de octubre

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El Ing. Carlos E. Ortega Mora asiste a la reunión-desayuno mensual del Consejo Técnico del Colegio de Ingenieros Civiles de México.

Firma de Convenio de Colaboración AMITOS – FIIDEM.

de octubre

26 28 al

de octubre

Llevamos a cabo el Curso de Túneles y Obras Subterráneas.- en nota por separado se informa acerca de los pormenores de este exitoso curso.

Noviembre

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El Director Ejecutivo de AMITOS asiste a la reunión del Consejo Técnico CICM.

de noviembre

3

de noviembre

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de noviembre

AMITOS fue invitada a la entrega de los Premios Nacionales de Ingeniería y Arquitectura que tuvo lugar en el Palacio de Minería; el acto fue presidido por el Dr. José Narro Robles, Rector de la UNAM. Los premios se otorgaron al M. en C. Gerardo Ferrando Bravo y al Arq. Teodoro González de León; en representación de AMITOS concurrió el Ing. Mario Olguín Azpeitia.

En el Congreso Nacional de Ingeniería Civil organizado por el Colegio de Ingenieros Civiles de México realizado en el WTC de la ciudad de México, AMITOS participó con una Mesa Técnica sobre Túneles y Obras Subterráneas con la Conferencia “Tendencias en el diseño y construcción de cavernas para la generación de Energía Eléctrica” impartida por el Dr. Humberto Marengo Mogollón, asociado de AMITOS; en dicha mesa intervinieron Carlos E. Mora Ortega como Secretario, José F. Suárez Fino y J. Armando Rábago Martín como comentaristas y Mario Olguín Azpeitia como Presidente de la Mesa. La conferencia despertó mucho interés y tuvo mucho éxito al grado de que parte de la audiencia escuchó la conferencia de pie.

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Diciembre

9 14 14 15

de diciembre

de diciembre

AMITOS es invitada a la cena de fin de año organizada por la asociación hermana AMIVTAC —Asociación Mexicana de Ingeniería de Vías Terrestres— que preside el Ing. Clemente Poon Hung.

Reunión de la Comisión de Difusión de la Alianza FIIDEM de la cual forma parte AMITOS; asistió el Ing. Mario Olguín Azpeitia.

Informe anual y brindis de fin de año de la Alianza FIIDEM; asiste el Director Ejecutivo de AMITOS.

de diciembre

de diciembre

AMITOS es convocado por el Secretario de la SCT —Maestro Dionisio Pérez Jácome Fricsione— al brindis fin de año organizado por la dependencia en el edificio de correos ubicado en Tacuba No. 1, en el centro Histórico de la capital; AMITOS estuvo representada por el Director Ejecutivo.

Invitamos a todos nuestros agremiados y amigos que pasen a visitar la nueva página electrónica de nuestra Asociación Mexicana de Ingeniería de Túneles y Obras Subterráneas, A. C. , así como de tomar nota de la nueva dirección y también de su correo electrónico: amitos@amitos.org • www.amitos.org

Actividades

Felicitación al trabajo realizado por AMITOS

Felicitación de Harvey W. Parker expresidente de la ITA, por el trabajo realizado por AMITOS como contribución a la International Tunneling and Underground Space Association

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Actividades AMITOS

Informe anual de la Alianza FIIDEM

En reunión realizada el 14 de diciembre de 2011 el Ing. Alfonso Ramírez Lavín, Director General de la Alianza FIIDEM, presentó el informe anual del organismo el cual es producto de un esfuerzo promovido por la UNAM; actualmente cuenta con 75 asociados. Su objetivo central es impulsar y fortalecer la vinculación en materia de formación e investigación para el desarrollo de la infraestructura en México, a través de robustecer las ingenierías, fomentar la innovación del sector y reactivar el interés por cursar este tipo de carreras. AMITOS forma parte de la Comisión de Difusión de la Alianza FIIDEM. En su informe, el Ing. Ramírez Lavín destacó los avances logrados en 2011 y citó las prioridades para el año 2012; a dicha reunión asistieron representantes de las entidades que conforman al FIIDEM: instancias de gobierno, empresas públicas y privadas, instituciones de educación superior y asociaciones profesionales. En representación de AMITOS asistió a este informe el Director Ejecutivo.

El acto tuvo lugar en el restaurante Club España y al final del informe se ofreció un brindis en donde los asistentes convivieron y comentaron pormenores del informe.

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Cuarta de forros (Última página) $12,000

Página central $12,000

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Actividades AMITOS

Curso de Túneles y Obras Subterráneas

Este curso se efectuó los días 26 a 28 de octubre de 2011 con la asistencia de 185 personas provenientes de 12 instituciones educativas, 17 empresas privadas y 3 organismos de gobierno, logrando así avanzar en uno de los principales objetivos de nuestra asociación que es el de difundir los conocimientos y experiencias actuales de la especialidad y promover el mejoramiento técnico y la capacitación entre los profesionistas vinculados con los túneles y las obras subterráneas.

Los temas tratados fueron los siguientes: Estudios geológicos y geofísicos, Estudios geotécnicos, Clasificaciones geomecánicas y Determinación de parámetros geotécnicos, Túnel de la línea 12 del metro, Modelización

avanzada para el diseño de obras subterráneas, Construcción de túneles en suelos, Instrumentación y mediciones de comportamiento, Diseño y construcción de lumbreras profundas en suelos, Diseño de sistemas de ventilación e iluminación, Uso y manejo de fibras en concreto lanzado, Tecnología para la aplicación de concreto lanzado, Impermeabilización y drenaje con lámina sintética, Excavación de túneles en terrenos malos utilizando paraguas pesados e Innovaciones tecnológicas con equipo de tuneleo mecanizado.

Estos temas fueron impartidos por un selecto grupo de experimentados profesionistas que incluyeron a los ingenieros José Francisco Suárez Fino, Sergio Bazán Perkins, Jorge Ar-

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mando Rábago Martín, Miguel Ángel Ramírez Ordaz, Fermín Sánchez Reyes, Carlos René Sáenz Fucugauchi, Juan Jacobo Schmitter Martín del Campo, Juan Paulín Aguirre, Horacio López Díaz, Noe Angeles Contreras, Ángel H. Díaz Núñez, Antonio Alonso Jiménez, Roberto González Izquierdo y al arquitecto Carlos Frutos Garmendia.

Para la inauguración del curso contamos con la presencia del Ing. Clemente Poon Hung, Director General de Carreteras de la SCT y las conclusiones y clausura estuvieron a cargo del Ing. José María Fimbres, Director General Adjunto de Proyectos de la SCT y Director de Conferencias y Publicaciones de AMITOS.

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Artículo

Desafíos en la excavación de túneles a través de suelos altamente permeables R. Justa Cámara Madrid, España

RESUMEN El desarrollo urbano requiere en la actualidad la excavación mecánica de túneles cada vez mayores en condiciones del subsuelo más desafiantes y variables. Los escudos de lodos y de presión balanceada (EPB) para la excavación de túneles tienen la capacidad de lograr altas velocidades de avance y al mismo tiempo minimizar tanto el asentamiento superficial como la necesidad de trabajar con aire comprimido. En el artículo se describen dos casos reales de condiciones muy difíciles de excavación de túneles en sitios urbanos. En uno de ellos se describe la construcción de una lumbrera especial impermeable subterránea para permitir la recuperación de la cabeza cortadora de una máquina para túneles bajo 10.58 m de agua por encima del nivel superior del escudo, atravesando un suelo con gravas y boleos en un entorno urbano. El otro caso se refiere al proceso para lograr un buen tratamiento del frente de suelo para cambiar todas las herramientas o dispositivos cortadores del frente de la máquina excavadora con personal entrenado bajo condiciones de aire comprimido en un ambiente urbano con suelos sueltos.

Palabras clave: excavación de túneles en suelos; pantallas impermeables; aire comprimido; entorno urbano

1. Introducción

para excavación de túneles de 12.06 m de diámetro. Esta máquina TBM excavó a través de un suelo granular muy permeable por debajo de un nivel de agua de 10.58 m por encima del nivel superior del escudo y pasó a través de un depósito local de grava con arena y boleos de hasta 30 cm de diámetro.

El desarrollo urbano de nuestros tiempos implica la excavación mecanizada de túneles cada vez mayores bajo condiciones de suelos más desafiantes y difíciles. Los escudos de lodos y de presión balanceada (EPB) tienen la capacidad de proporcionar velocidades de avance rápidas y al mismo tiempo minimizar tanto el asentamiento superficial como la necesidad de trabajar bajo aire comprimido. Sin embargo, hacen falta procedimientos más detallados para la excavación de túneles así como una planeación más a fondo para conocer las condiciones del subsuelo y un buen conocimiento del espesor relativo y de la ubicación relativa de los distintos estratos geológicos que deberá atravesar el túnel si es que se quiere entender el posible comportamiento del terreno durante la excavación de los túneles, al igual que más investigación acerca de los materiales para herramientas y su durabilidad con el fin de reducir el grado de desgaste que se puede esperar y de los procedimientos de trabajo seguros bajo condiciones de aire a alta presión para reparaciones de la cabeza cortadora.

En este caso el escudo era del tipo EPB que se seleccionó en función de las condiciones usuales del subsuelo en la longitud total del proyecto, de aproximadamente 11 km, permitiendo el manejo consistente de estos materiales e incluso el paso a través de una distancia corta de roca granítica. No se anticipó la posibilidad de excavar a través de una acumulación importante de boleos integrados a la grava arenosa aluvial ni su efecto perjudicial en las herramientas de corte y en sus soportes de acero.

2. Descripción de los casos reales

A partir de la documentación geotécnica general se había previsto la excavación de esta sección del proyecto a través de grava arenosa con boleos de tamaño máximo de entre 6 y 8 cm, con alta permeabilidad y cubierta reducida. Incluso se construyó una lumbrera de 40 cm de diámetro dentro del depósito aluvial para obtener muestras del terreno y realizar pruebas para determinar los mejores aditivos para el tratamiento del suelo durante la excavación de esta sección. Cuando se construyó la lumbrera de rehabilitación a base de pantallas impermeables, se encontró que los boleos tenían incluso un cierto grado de cementación de contacto dentro del estrato que se iba a atravesar.

El primer caso real se refiere a la construcción de una lumbrera impermeable especial bajo tierra para permitir la restauración bajo condiciones de aire atmosférico de la cabeza cortadora de una máquina

En la siguiente figura se muestran las curvas granulométricas en función de la profundidad de la pantalla. Se encontró que el terreno que se iba a excavar por medio del escudo quedaba fuera del intervalo de variación de una máquina TBM (línea roja).

En el artículo se describen dos casos reales de condiciones críticas para excavar túneles en áreas urbanas, dentro de la ciudad mediterránea de Barcelona, durante la construcción de una nueva ruta del tren subterráneo, la Línea 9 del Metro.

2.1 Primer caso real

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llas impermeables y de dos pozos de drenaje para el control del agua subterránea en un tiempo relativamente corto. Finalmente, se continúo la excavación del túnel con el escudo hasta que éste alcanzara la posición adecuada cerca de la lumbrera vertical de acceso para su reparación.

Debido a las malas condiciones de la cabeza cortadora, todas las pantallas impermeables transversales deben satisfacer requisitos especiales acerca de resistencia y tenacidad compatibles con un barreno que no sea demasiado difícil incluso con las pobres condiciones de la cabeza cortadora.

Figura 1. Curvas granulométricas del terreno de la lumbrera Pozo de control del nivel freático

TAMAÑO DE PARTÍCULA, mm MATERIAL QUE PASA LA MALLA, %

Posición de la TBM antes de su reparación

Pozo de control del nivel freático

Lumbrera de acceso Pozo de control del nivel freático

Figura 2. Vista de los boleos encontrados en las pantallas impermeables de la lumbrera

Inicialmente la duda era cómo proceder, ya sea para rehabilitar la cabeza cortadora bajo condiciones de presión hiperbárica si esto fuera posible y seguro o construir una lumbrera impermeable para permitir la inspección general y para proporcionar al mismo tiempo condiciones de trabajo más seguras bajo simples condiciones atmosféricas y así poder reparar la cabeza cortadora.

Posición de la TBM durante su reparación

Pozo de control del nivel freático

Para ese momento los datos conocidos eran una fuerza alta de empuje, un par de torsión alto, grandes desviaciones con respecto al alineamiento teórico del túnel y algunas evidencias de herramientas rotas. El guiado difícil en el avance de los dos últimos anillos llevó a la conclusión que se tenía un daño mayor en la cabeza cortadora y la alta permeabilidad del suelo creaba cierta duda acerca de un posible escape súbito de aire durante los trabajos de reparación en condiciones hiperbáricas.

Lumbrera de acceso

Figuras 3 y 4. Posiciones del escudo TBM antes y después de la construcción de la lumbrera

T-1 y T-2

T-3

T-4

T-5

Después de analizar las ventajas y desventajas de las dos soluciones se tomó la decisión de construir una lumbrera de acceso impermeable profunda y segura delante de última posición alcanzada por el escudo EPB a través de la cual se pudiera bajar y tener acceso a la cara frontal de la cabeza cortadora a fin de hacer una inspección detallada y en caso necesario la sustitución y la reparación de las partes dañadas.

La creación de la lumbrera de acceso implicó ciertas dificultades como desviaciones del tránsito, la modificación del sistema de alcantarillado local y la construcción de una cantidad importante de panta-

Pantalla impermeable de concreto con fibras plásticas (7 kg/m3) Pantalla impermeable de concreto reforzado y muro de bentonita-cemento en el fondo Pantalla impermeable de mortero de bentonita-cemento (fibras de Polyolefine (poliolefino)) Pantalla impermeable de mortero (M-80) (fibras de poliolefino)

Figura 5. Tipos de pantallas impermeables

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Tabla 1. Proporciones de la mezcla para pantallas impermeables PROPORCIONES DE LA MEZCLA (por m3) Pantallas impermeables tipos 3 y 4. Mortero de bentonita-cemento Proporciones de la mezcla

Cemento (42.5R)

165 kg

Arena 0-5 mm

1640 kg

Bentonita: 60 kg/m3

Bentonita saturada (155 kg/m3)

120 L

Agua

175 L

Pantallas impermeables tipos 1 y 2. Concreto HA-25/F/20/IIa Proporciones de la mezcla

Cemento (42.5R)

300 kg

Agregado, tamaño máximo 20 mm

660 kg

Agregado, tamaño máximo 12 mm

280 kg

Arena 0-5 mm

940 kg

Agua

180 L

Pantalla impermeable tipo 5. Mortero M-80 Proporciones de la mezcla

Cemento (42.5R)

200 kg

Arena 0-5 mm

1700 kg

Agua

175 L

Las fotografías anteriores (figs 3 y 4) ilustran las posiciones del escudo antes de efectuar el cerramiento perimetral y la lumbrera vertical y posteriormente cuando la máquina de excavación de túneles alcanza la lumbrera de acceso. En la Tabla 1 también se muestra la tipología de los materiales y las proporciones de las mezclas para los diferentes tipos de pantallas impermeables.

Figura 6. Sección transversal de la lumbrera

Para controlar y disminuir la presión hidrostática encima de la lumbrera de acceso fue importante instalar dos pozos de drenaje con control automático de las bombas en función del nivel de aguas deseado.

En las figuras 7, 8 y 9 se muestra la lumbrera de acceso y el daño de la cabeza cortadora.

Figuras 7, 8 y 9. Diferentes vistas dentro de la lumbrera de acceso Ver a detalle el desgaste en la parte frontal de la cabeza cortadora

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2.2 Segundo caso real

En un suelo friccionante muy permeable, el riesgo de un escape de aire durante una intervención bajo aire comprimido deberá tomarse muy en cuenta. Un suelo con un coeficiente de permeabilidad por arriba de 10-4 m/s implica serias dificultades para el empleo de presiones de aire comprimido debido a que el aire desplazará el agua dentro de los poros y escapará. En estas situaciones tan complejas resulta más seguro mejorar el terreno con técnicas de inyección TAM usando geles de silicatos, microcemento o cemento Portland como materiales de inyección o para formar un bloque de terreno a base de columnas de suelo-cemento mediante la técnica de inyección a presión. Una vez mejorado el terreno con cualquiera de los materiales mencionados y después de empotrar la cabeza cortadora dentro del bloque de terreno mejorado se podrá reducir la presión de aire de trabajo dentro de la cámara de mezclado a un valor mínimo igual a la presión hidráulica de soporte.

En el segundo caso real se explica cómo llevar a cabo un reemplazo seguro de todas las herramientas de la cabeza cortadora de una máquina de excavación de túneles en un suelo muy permeable y suelto con nivel freático alto dentro de una zona urbana.

Las herramientas de corte se pueden remplazar desde el interior de la cámara de mezclado y desde el respaldo de la rueda cortadora empleando aire comprimido como medio de soporte. En este caso la máquina para excavación de túneles cuenta con esclusas de aire para el acceso de personal y materiales. Para este trabajo se usaron buzos con una gran experiencia en este tipo de actividad.

El diseño del bloque de terreno mejorado depende de la composición y características de los diferentes estratos que rodean al túnel así como del diámetro y profundidad del túnel (Fig 11).

Figura 10. Trabajadores dentro de esclusa de aire

Antes de ingresar a la cámara de mezclado se tiene que hacer un cálculo de la presión de soporte con el fin de aplicar la presión de aire que sustituya al relleno superior de la cámara.

El cálculo de la presión de soporte da lugar a una distribución trapecial de presión suponiendo un aumento lineal a lo largo de la cabeza cortadora. De esta manera la magnitud total de la presión de soporte real dependerá de la suma de presión hidrostática más los empujes de tierra efectivos en función de la profundidad.

Para permitir el acceso a la cámara de mezclado, una cierta cantidad del relleno de la cámara deberá sustituirse por aire comprimido. La presión de aire aplicada deberá adaptarse al valor correspondiente al punto más bajo del relleno rebajado de la cámara. Debido a la presión uniformemente distribuida del aire aparecerá en la corona del escudo una sobrepresión que estará en función de la profundidad y que se relacionará con la presión horizontal de soporte. La sobrepresión horizontal en la corona es favorable para la formación de una costra de lodo que permita estabilizar el frente del terreno.

Figura 11. Sección transversal del bloque de terreno mejorado

En el caso mostrado, localizado en la línea 9 del Metro de Barcelona, se usó la técnica de inyectado a presión para crear el bloque de terreno mejorado y el equipo se ubicó en un cuadro pequeño para mantener el flujo de vehículos en la superficie y para evitar la afectación de la red sanitaria y de los diferentes ductos y galerías de servicios públicos.

El tiempo útil de trabajo de los buzos dependerá de la presión neumática nominal de trabajo y siempre será mejor trabajar con un valor de la presión de aire tan bajo como sea posible a fin de minimizar los riesgos de lesiones a los trabajadores.

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Figura 12. Inspección con cámara de endoscopio

Figura 13. Trabajando dentro de la cámara de mezclado bajo condiciones hiperbáricas

Para reducir las pérdidas de aire resulta muy importante recubrir el frente de la excavación con una costra durable de lodo bentonítico. La densidad de este lodo deberá ajustarse de tal modo de crear una película impermeable pero sin dificultar demasiado la remoción del relleno final posterior a la intervención hiperbárica con el transportador de tornillo. Si la intervención de la cabeza dura más de lo previsto, deberá repetirse varias veces la aplicación de la costra de lodo bentonítico.

3. Conclusiones Será necesario tener mucho cuidado en las interfaces entre suelos rígidos y materiales sueltos. Resulta de fundamental importancia el poder lograr un buen conocimiento de las condiciones del terreno y de cómo éstas pueden afectar la excavación en el caso de proyectos de construcción de túneles.

Figura 14. Sustitución de una herramienta raspadora bajo condiciones hiperbáricas

Es necesario anticipar la presencia hipotética de boleos en los estratos que se van a atravesar e incluso la posible localización así como la distribución granulométrica y las correspondientes características de extracción vertical. La importancia aumenta si la excavación se va a hacer en ciertos tipos de depósitos de suelos con un alto nivel freático y probablemente también con una alta permeabilidad y por esta razón con dificultades serias para llevar a cabo intervenciones de la cabeza cortadora bajo condiciones de aire comprimido.

de obstrucciones que no se pueden cortar o remover durante la operación normal de la máquina.

En cualquier caso, deberá desarrollarse un procedimiento detallado para poder verificar la idoneidad de la presión neumática antes de que los trabajadores ingresen a la cámara de mezclado. Se podrá usar una cámara endoscópica para fines de inspección.

Con aditivos sofisticados para el mejoramiento de suelos como los usados en Barcelona, los escudos EPB para excavación de túneles se pueden usar en suelos granulares porosos así como en suelos heterogéneos. Sin embargo, en ciertos casos con acumulaciones erráticas de boleos estos aditivos especiales pueden no ser suficientes para evitar daños serios en la cabeza cortadora o incluso en el transportador de tornillo.

Por último, es fundamental controlar las pérdidas de aire bajo las presiones neumáticas especificadas de trabajo y suspender la intervención de la cabeza cortadora cuando las pérdidas alcancen un valor máximo predeterminado.

4. Referencias

Aunque no es posible predecir exactamente dónde hará falta una intervención, es necesario contar con planes de contingencia para acceso a la cabeza cortadora en cualquier punto a lo largo del recorrido.

Maidl, B. et al. (1995), Mechanised Shield Tunnelling. Ernst & Sohn Verlag fur Architektur und Technische Wissenschaften.

Shirlaw, N. et al. (2005), Planning for Mechanised Tunnelling in Soft and Mixed Ground. Tunneling for a Sustainable Europe, Chambéry,10-12 October, 2005.

Las intervenciones pueden ser necesarias para fines de inspección y sustitución de las herramientas de corte o incluso para la eliminación 12

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Artículo

Cómo construir un Metro a la mitad de precio o menos D. Caiden Principal, Arup New York

Sinopsis: Las lecciones aprendidas en todo el mundo de la construcción de Metros muestran que algunos de sus principios no se pueden exportar de un país a otro pero que otros son Reglas de Oro que deberían aplicarse universalmente. La regla más fundamental es la de “el tiempo es oro”. Otros principios básicos son: a) Promulgar leyes que permitan adquirir terrenos (propiedades inmobiliarias) dentro de un tiempo razonable; b) invertir el dinero prudentemente en las etapas preliminares; y c) garantizar que la planeación del proyecto se asocie con una planeación fuera del proyecto y con otras necesidades comunitarias o urbanas. La legislación que permita hacerlo deberá ser un mecanismo piramidal de arriba hacia abajo que le proporcione al gobierno la autoridad para tomar decisiones que beneficien a la sociedad en general. Se presentan como ejemplo dos proyectos diferentes, uno de ellos donde la excavación se realiza en las calles y el otro donde el trabajo de excavación y relleno se lleva a cabo dentro de la zona urbana y los impactos en las calles son minimizados.

Cuando se puede evitar la excavación de las calles el tiempo tanto de diseño como de construcción se puede reducir en tantos años que, cuando se usa en combinación con la legislación autorizada, es probable que ya los costos se hayan reducido a la mitad. Si a las autoridades del Metro se les permite que desarrollen proyectos inmobiliarios dentro de las manzanas urbanas afectadas y cuenten con los derechos para rentar (o incluso vender) esas propiedades, entonces todo el costo de construcción del tren urbano se pueda probablemente recuperar dentro de un periodo de 10 años.

1. Qué es lo que no puede exportarse de un país a otro La experiencia adquirida por un país no necesariamente puede ser trasladada directamente ni usada por otro país. Muchos son los aspectos que intervienen los cuales pueden ser exclusivos de un país en particular. Los aspectos principales se pueden clasificar dentro de los siguientes rubros: •• •• •• •• •• ••

Aspectos políticos Aspectos culturales Costumbres y prácticas laborales Procesos de financiamiento Procesos de adquisición Aspectos legales (y entre estos se incluye la costumbre y la práctica en tipos de contratos así como lo que el autor denomina “Legislación Facultativa”.

1.1 Aspectos políticos Los aspectos políticos abarcan el estilo y el sistema de gobierno dentro del entorno tanto nacional como de niveles más bajos y la forma en que estos niveles interaccionan y trabajan en la práctica. Una buena comparación en este caso de los extremos típicos

pudiera ser en de Estados Unidos versus Singapur. En los Estados Unidos encontramos que hay no sólo gobiernos estatales y federales con los que hay que tratar sino también reglamentos de citadinos y municipales. La ruta política hacia la terminación del proyecto es un laberinto obstáculos a partir de su concepción. Cualquier proyecto individual puede tener políticos hasta en seis escalafones de la burocracia electa con quienes habrá que tratar así como partidos con diferencias políticas, cada uno de ellos con sus propios objetivos. Ésta no sería la receta adecuada para una toma de decisiones rápida y objetiva. Por el contrario, la ciudadestado de Singapur cuenta con un solo nivel de gobierno donde las cosas se pueden hacer y se hacen rápidamente. El contraste en el tiempo desde el inicio hasta la construcción de grandes proyectos en, por ejemplo, una ciudad como Nueva York en comparación con otra como Singapur puede, en gran medida, explicarse como resultado de estos ambientes políticos contrastantes.

En particular, uno de los principios básicos políticos es el grado de transparencia dentro del sistema. Esto significa, entre otras cosas, contar con reglas para abastecimien13

to y gobierno y sus respectivas burocracias que sean claramente entendibles y disponibles. La falta de mecanismos transparentes puede dar lugar a corrupción, tema que no se comentará en este trabajo. Los ambientes que propician una política proteccionista al poner obstáculos con el fin de evitar la participación no local son responsables directa y claramente de aumentos de costos en los proyectos. La intención de favorecer a la industria local es indudablemente correcta en lo que se refiere a crear riqueza y empleos pero cuando en una ciudad se está introduciendo un Metro por primera vez (o no se ha ampliado el sistema existente durante varios años) ese proteccionismo es una garantía de desastre financiero. Los proyectos de Metro tienen generalmente un carácter único y requieren que las habilidades de especialistas trasciendan las fronteras. No se pueden hacer totalmente responsables de ellos las empresas locales ni los conocimientos locales; la importación de experiencia y de tecnología es un requisito previo. El tratar de restringir la participación de competidores de fuera de la ciudad, del estado o del país sólo alienta un cierre de categorías que a menudo trae como resultado la creación de monopolios para repartirse el trabajo y el fracaso de

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poder adoptar la tecnología más adecuada.

Lo peor de estos resultados es que el público paga demasiado por la obra terminada y esas instalaciones pueden no ser tan buenas como lo podrían haber sido.

Lo mismo es válido en cuanto a especificaciones y reglas de abastecimiento que evitan la incorporación de productos extranjeros.

La legislación conocida como “Compra en USA” (Buy America) constituye un ejemplo de una política pública que puede evitar que el pueblo de los Estados Unidos disfrute de los beneficios del desarrollo en el extranjero en ciertas áreas técnicas del conocimiento y también puede dar lugar a que el público pague más de lo necesario por el producto final.

1.2 Aspectos culturales Los aspectos culturales comprenden un tema de gran profundidad. Ellos abarcan el alma de una nación o de un pueblo y en el caso de algunas sociedades existen diferentes grupos culturales con distintos sentimientos y aspiraciones que necesitan ser incluidas como parte de la planeación del proyecto. Uno de los aspectos más elementales es el grado hasta el cual un pueblo o una nación pueden aceptar los beneficios para la mayoría en comparación con los perjuicios a unos cuantos, lo cual a su vez afecta a temas tales como los derechos humanos y la importancia que a ellos se les da dentro de la situación general.

Por ejemplo, en los Estados Unidos el derecho de poseer una propiedad es un precepto fundamental que data de los tiempos coloniales y revolucionarios. Esto hace que la implantación del principio de “dominio eminente” (derecho de estado de expropiar bienes de propiedad particular, en especial inmuebles y terrenos, para utilizarlos en beneficio de la comunidad, mediante el pago de la indemnización correspondiente) resulte mucho más difícil de lo que se entiende en la mayoría de los demás países como “compra forzosa”. Por otro lado, la historia del abuso del dominio eminente ha hecho que la opinión pública apoye los derechos individuales todavía con más fuerza. El otro extremo de este aspecto podría ser el caso de un país como Italia donde se podría tener una legislación facilitadora de proyectos que permita la adquisición forzosa de bienes inmuebles para ajustarse al programa del proyecto; la diferencia encontrada con el modelo italiano estriba en que si el dueño de la propiedad siente que no ha sido compensado justamente su reclama-

ción se tramita después de la adquisición. En algunos países se han propuesto mecanismos de compromiso entre estos dos extremos. Por ejemplo, la Región Especial Administrativa de Hong Kong cuenta con una historial como promotor gubernamental o casi gubernamental de proyectos para negociar pagos de compensación con propietarios de edificios que muchos han considerado que están por encima del valor de mercado. Sin embargo, al hacer que los dueños de propiedades estén más que felices, los proyectos se han terminado a tiempo o antes de lo programado y en consecuencia se concluyeron dentro del presupuesto general.

racional y objetiva en el curso de un proyecto resulta benéfica y el manejo de los impactos ambientales puede a menudo verse envuelto en un debate irracional.

1.3 Costumbre y práctica laboral

Otros elementos importantes son los procesos de aprobación de proyectos previstos en la ley y los requisitos para consulta.

La capacidad del público para cuestionar y protestar planes está prevista desde hace tiempo en muchas democracias, aunque el alcance de este tipo de consulta y la rapidez del proceso varían significativamente. Por ejemplo, el sistema público de averiguación del Reino Unido para proyectos importantes es semejante en muchos aspectos a un proceso legal en tribunales con un Inspector (el “Juez”) que preside una averiguación que se parece mucho a un tribunal con proponentes y oponentes alineados a cada lado con sus respectivos abogados. El proceso puede resultar extremadamente tardado para escuchar toda la “evidencia” en pro y en contra antes de que el Inspector llegue a una decisión.

De hecho, aunque esto le da al público (y particularmente a los oponentes al esquema) una oportunidad justa de hacerse oír, se ha reconocido ampliamente que el proceso se ha vuelto demasiado largo, tardado y costoso.

Aunque la costumbre y práctica laboral se puede considerar como un subgrupo del capítulo de “aspectos culturales”, merece un encabezado especial debido a su importancia abrumadora. La construcción de Metros conlleva grandes fuerzas de trabajo.

Entre éstas se incluyen no sólo los diferentes niveles de obreros de la construcción desde el trabajo no especializado hasta los artesanos altamente calificados sino también los niveles del personal profesional necesario para el diseño e implantación. Para la mayoría de los territorios, los días de abuso laboral por fortuna están olvidados desde hace mucho tiempo. Es importante la planeación de la capacitación y, en caso necesario, la importación de mano de obra y de personal profesional. Los proyectos exitosos en el mundo moderno se basan en una fuerza de trabajo bien entrenada y feliz. Para hacer los arreglos necesarios para alcanzar estos resultados se necesitan conocer las costumbres y prácticas locales así como el conocimiento de las habilidades disponibles. Esto es válido independientemente de la existencia o falta de “sindicatos”, aunque una historia y costumbres de una fuerza laboral capaz y deseosa de realizar tareas múltiples en lugar de necesitar trabajadores individuales para tareas individuales (demarcación) tiene un impacto significativo en el tipo y tamaño de la fuerza de trabajo requerida y, por lo tanto, un impacto importante en los costos.

La actitud del público hacia el desarrollo, cambio, impacto ambiental y gran negocio son todos ellos factores fundamentales de la forma en que un proyecto será percibido.

La aceptación de proyectos y la capacidad del público para protestar de manera influente pueden tener un impacto importante en la rapidez y éxito de cualquier proyecto grande. Una cultura de protesta, en lugar de simplemente aceptar la imposición de cambio puede frecuentemente influir en el resultado. En muchas naciones occidentales ha crecido un fuerte grupo de cabildeo ambiental que se opone a los proyectos de infraestructura, los cuales se consideran como promotores de impactos ambientales negativos y/o como promotores de intereses de “Grandes negocios”. La toma de decisiones

Muchos arreglos para ciertos gremios o habilidades han sido desarrollados a lo largo de la historia. Un buen ejemplo de esta evolución, debido a la naturaleza lineal de la excavación de túneles, podrían ser los mineros bajo tierra. Los mineros que trabajan en túneles necesitan habilidades que implican tanto fuerza física como agilidad mental. El aspecto clave está en que los proyectos de túneles pueden seguir adelante no más rápido que el avance en el frente de la mina.

Esto podría darles a los mineros una posición de poder completo en términos de negociaciones salariales y por lo tanto los obreros en túneles están de hecho muy bien pagados.

La estructura tradicional que se ha desarrollado en casi todos los países del mundo (pero cosa rara no en todos los Estados Unidos)

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es que los mineros trabajen bajo un sistema de bonos a base de metas establecidas. En un sistema como éste es imperativo establecer con justicia las metas de avance de tal manera que el salario base (pagado cuando no se cumplen las metas) proporcione un ingreso suficiente para vivir y que los bonos (pagados cuando se cumplen o exceden las metas diarias o semanales) proporcionen ingresos extra que las personas consideran que vale la pena ganar. La cuadrilla tiene que trabajar en equipo para ganarse los bonos, lo cual significa que el “minero líder” tiene que controlar, supervisar y disciplinar a su propia cuadrilla para asegurarse de que todos obtengan los beneficios del bono; los flojos son pronto separados de su equipo. Al establecer metas y bonos adecuadamente es generalmente posible optimizar el avance para ajustarse a las capacidades de la planta y equipo disponible. La solución de un problema que está retrasando la producción se vuelve asunto de todos. El contraste está en un convenio de salarios fijos donde un minero no tiene el incentivo de alcanzar un nivel de producción más elevado. De hecho, lo contrario es cier-

to; mientras más se alargue el proyecto más tiempo estará empleado en el mismo lugar.

En este ejemplo, un convenio de salario fijo se convierte en un desmotivador al progreso que trae como resultado costos adicionales al proyecto.

Resulta importante entender los diversos oficios, habilidades y profesiones que serán requeridos para un proyecto así como su historial y el contexto de la legislación laboral local. A esto deberá agregarse un conocimiento del mercado presente para esos oficios, técnicas y profesiones así como de los mecanismos disponibles para capacitar a nuevos cuadros laborales o para importar las habilidades y que puedan ponerse en práctica en una localidad en particular.

Cuando se considera necesaria la capacitación, también se deberá identificar la fuente de origen del nuevo personal reclutado.

Por ejemplo, podría existir una planta fundidora local a punto de cerrar o tal vez una cerrada en una población cercana. En todos los casos es necesario pensar en el alojamiento disponible donde haga falta una gran afluen-

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cia de personas. Todo este proceso requiere de una planeación detallada y los promotores generalmente entienden bien que la búsqueda de personal para un proyecto es una necesidad básica. Para los promotores del proyecto es importante lograr que sus gobiernos también entiendan esto y generalmente así lo hacen. Por ejemplo, los departamentos de trabajo y de inmigración podrán necesitar que los reglamentos sean modificados por la ley para facilitar una afluencia de trabajadores importados.

Por último, el conocimiento de las costumbres y prácticas laborales está ligado directamente a la estimación del proyecto.

A menudo se vuelve imposible establecer puntos de comparación entre precios internacionales debido a las diferentes prácticas laborales. Por ejemplo, como resultado de los acuerdos sindicales existentes que abarcan el área costera oriental de los Estados Unidos, se podrá encontrar dentro de la construcción subterránea aproximadamente cuatro veces la cantidad de personal que existe en proyectos similares ubicados en

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Asia, Australia o Europa. Por lo tanto, es obvio que un precio internacional de referencia para un túnel de esos continentes no se puede usar para comparar una obra subterránea, por ejemplo en Nueva York. La negociación anticipada de convenios de salarios laborales con los sindicatos y con organizaciones gremiales (en países con poderosos sindicatos establecidos) puede ser útil para controlar el costo final. La posibilidad de establecer con anticipación los mecanismos de nivelación de salarios y, de ser posible, de aspectos tales como medidas de prevención de huelgas, ayudará a tener una estimación de costos del proyecto mucho más confiable. Si se lleva a cabo profesionalmente por todas las partes que intervienen, un convenio de salarios laborales puede eliminar prácticas que tal vez se hayan vuelto obsoletas o inaplicables.

1.4 Procesos financieros, procedimientos de adquisiciones y aspectos legales Estas tres últimas categorías de la lista antes presentada se refieren a temas importantes por sí mismos y demasiado amplios para ser tratados con cierto detalle en esta ponencia. El asunto importante en todos los casos es el de siempre “pensar localmente” y no tratar de imponer un modelo usado en el extranjero cuando ese esquema no se adapte a las circunstancias locales. Difundir el conocimiento y entendimiento local significa tener a la gente local dentro del equipo humano de implantación del proyecto en puestos ejecutivos. Algunos países tienen formas únicas de hacer las cosas mientras que otros recurren a enfoques que son comunes, o al menos similares, a un grupo de países que comparten una cultura común.

La historia de “grupos comunes a un país” a menudo se remonta a los días de los poderes colonialistas y a su legado de marcos de referencia legales, comerciales y lingüísticos.

Por ejemplo, los países de habla francesa con frecuencia compartirán las mismas maneras basadas en el código napoleónico mientras que los países de habla hispana compartirán de la misma manera sus propias tradiciones que anteceden con mucho a las de una España moderna.

La capacidad de adquirir los bienes inmuebles y propiedades necesarias para que un proyecto pueda avanzar es indudablemente de importancia fundamental y los diferentes marcos legales de referencia y derechos de propiedad pueden hacer que esto se convierta en un riesgo clave del proyecto. En

democracias que valoran en gran medida los derechos del titular individual de la propiedad por encima de las necesidades de una comunidad más amplia, la sola adquisición de la propiedad necesaria para el proyecto se puede volver un proceso largo y complicado.

La obtención de los permisos reglamentarios y la capacidad de eliminar o relocalizar cualquier obstáculo como pueden ser los servicios públicos son fundamentales para el avance de cualquier proyecto; sin embargo, para proyectos de infraestructura lineal, tales como el Metro, los riesgos pueden ser enormes cuando instancias sin ningún interés intrínseco en el proyecto participan en el mismo. En países donde los servicios públicos son propiedad del estado o están muy regulados por éste este trabajo de facilitación puede ser relativamente sencillo. Este es particularmente el caso donde el gobierno o el propietario del servicio público es el patrocinador del proyecto. En países donde los servicios públicos son propiedad de empresas privadas la posibilidad de hacer participar a estas compañías en el proyecto se puede limitar seriamente. Una empresa de servicios públicos particularmente necia o de quehacer lento puede seriamente retrasar un proyecto o incluso puede tener a un propietario como rehén. La introducción de leyes que restringe el poder de las empresas de servicios públicos puede ayudar a controlar estos retrasos que impactan por su alto costo. Sin embargo, un enfoque mucho más efectivo es diseñar el Metro de tal forma que los impactos en servicios públicos se minimicen y esto significa lo siguiente: •• Evitar el trabajo de excavación y relleno en las calles tanto como sea posible •• Dentro de lo factible, colocar las estaciones fuera de las calles

2. Las reglas de oro a nivel mundial Las dos “reglas de oro” básicas son: •• “El tiempo es oro” •• “La calidad perdura hasta mucho después de haber olvidado el precio” El primer aspecto es el más importante relacionado con el título de este trabajo. Con el fin de correlacionar esta regla tan importante a un proyecto ilustrativo y preparar las conclusiones finales de esta ponencia, se comentará primero la segunda regla.

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2.1 La calidad perdura hasta mucho después de haber olvidado el precio Los Metros tienen que durar mucho tiempo.

Ninguno de los pasajeros de un ferrocarril que haya sido originalmente diseñado para trenes de vapor en el siglo XIX expresaría su consternación al saber que la construcción original sobrepasó el presupuesto en $200,000 dólares. Sin embargo, este control presupuestal en los contratos de construcción (sólo uno de los elementos en la fase de creación del proyecto) es en el que tendemos a concentrar nuestros esfuerzos en tiempos modernos. Incluso es mucho más importante recordar el costo de dar mantenimiento a este servicio durante toda su vida útil. Escatimar en pequeñeces para ahorrar algo del capital puede traer como resultado gastos de mantenimiento que agobian los ahorros. Esta máxima antigua sobre la calidad sigue siendo válida en nuestros días y debe considerarse junto con el adagio de que “el tiempo es oro”. Esto es particularmente válido para las partes móviles y sujetas a desgaste de maquinaria, para acabados en áreas públicas y en la mayoría de los elementos eléctricos y mecánicos que generalmente tienen que durar mucho más que la vida útil de diseño originalmente especificada. En muchos proyectos se harán investigaciones y se sostendrán reuniones de comité para decidir en algo básico como puede ser el caso de qué pintura o acabado se la debería aplicar a los muros en áreas públicas y la evaluación a menudo se centra alrededor del costo de capital. Imagínense que un dentista les va a tapar una muela; el paciente espera que el empaste dure mucho tiempo y no le pregunta al dentista, “¿Tiene algo más barato?” Las situaciones son exactamente iguales.

Aun cuando las evaluaciones se hagan correctamente y se tome en cuenta el mantenimiento a largo plazo, todavía se podría tomar una decisión absurda porque el representante del propietario sólo tiene control directo en el presupuesto total. La paradoja es que el proceso de toma de esas decisiones se lleva tiempo pero la curva de tiempo contra dinero es de carácter exponencial. Por lo tanto, el seleccionar roldanas de acero común y corriente en lugar de roldanas de acero inoxidable (por ejemplo) puede en realidad resultar más costoso, si el tiempo para tomar la decisión se descompone, en comparación con el acero inoxidable sin un estudio de resultado final. En realidad, los tiempos de decisión para componentes y productos pueden resultar de varios meses en organizaciones burocráticas.

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El producto con la más alta especificación es probablemente el más barato en general y la toma de esa decisión puede dar rápidamente el descuento en ahorro de tiempo que de hecho compensa el costo mayor del mejor producto. Los diseñadores y los promotores de proyectos tienen un compromiso con las futuras generaciones y este compromiso no se deberá tomar a la ligera.

2.2 El tiempo es oro Este antiguo adagio parece ser un enunciado de lo que aparentemente resulta evidente. Sin embargo, el autor ha encontrado que esta regla tan simple frecuentemente se pierde en la nebulosidad de las enormes organizaciones y grupos de proyecto y ha concluido que: •• Los sobrecostos son casi siempre el resultado de rebasar el tiempo previsto.

El control presupuestal no se aplica únicamente a la etapa constructiva o a los contratos de construcción. Un nuevo Metro es algo que se inicia con un sueño, se transforma en una idea and luego generalmente se convierte en un estudio de prefactibilidad.

Incluso después de alcanzar ese punto el tren estará todavía muy lejos de la etapa de construcción. Se necesitarán presupuestar las opciones, desarrollar los diseños conceptuales, preparar los diseños de detalle y elaborar los documentos contractuales mucho antes de poder iniciar los procedimientos de adquisición. Todo este proceso de incubación cuesta dinero.

Mientras más tiempo se lleve más se incrementará el costo. Mientras más se dilate más altas serán las ofertas de licitación recibidas cuando los contratos eventualmente salgan a la luz. Este es el resultado de cómo las economías mundiales trabajan sobre una base inflacionaria continua. Es así como los retrasos, incluso antes de asignar los contratos, traen como resultado mayores pagos para el propietario (y, a final de cuentas, para el público). Cada vez que se retrasa una decisión, en cada una de las etapas o cualquiera que sea la razón, el precio sube. Cada vez que una decisión previa queda sin efecto y se hacen cambios, el precio se eleva. La clave para entregar obras de Metro dentro del presupuesto (y de

hecho existen ejemplos de que esto sucede) se pueden resumir en una sola palabra; la palabra es rapidez.

A medida que el proyecto pasa por sus distintas etapas el costo de cada semana de retraso sube de manera exponencial. Los retrasos ya avanzada la construcción, o peor todavía, posteriores a la construcción (por ejemplo, durante etapa de puesta en marcha) son enormemente caros. Generalmente en el cálculo final los verdaderos aumentos de costos no son ni calculados ni revelados; el verdadero aumento de costo es obvio que podría incluir la no disponibilidad de las instalaciones para uso público lo cual significa pérdidas de costos adicionales, por ejemplo, en los tiempos de viaje de la gente o en el uso de instalaciones alternativas.

El truco es gastar una buena cantidad de dinero de manera inteligente durante las etapas preliminares. Esto implica la inclusión de cosas tales como adquisición de bienes inmuebles y desvío de servicios públicos. Aplazar la adquisición de terrenos para los sitios de trabajo o la compra de edificios que necesitan demolerse no significa ahorrar dinero.

En el cálculo final, el retrasar la adquisición cuesta más dinero que los propios costos de las propiedades inmobiliarias. Esto se debe a que las adquisiciones retrasadas generalmen-

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te representan retrasos en el propio trabajo de construcción y los costos derivados de los retrasos en la construcción son altos. Esto resulta difícil de explicar a los administradores del presupuesto cuando no existe un enlace presupuestal global y a esto se debe que una sola organización se deba hacer responsable de la realización del Metro. Desgraciadamente, y debido a los procesos necesarios para autorizar grandes gastos en infraestructura en los Estados Unidos (presupuestos derivados de diferentes carteras, necesitándose un testimonio de decisión (Record of Decision) antes de iniciar el gasto real) el enfoque recomendado a prueba de fallas en los Estados Unidos no es comúnmente posible. Sin embargo, se ha podido lograr en otras partes.

Un proyecto en el que participó el autor se usará como ejemplo de un enfoque perfecto y se describe a continuación.

3. La línea Hong Kong Island La primera fase de este proyecto de Metro tenía una longitud del orden de 13 km con 12 estaciones. El proyecto atravesaba una parte compleja densamente poblada de la ciudad con calles congestionadas y subsuelo granular difícil por debajo del nivel freático.

Para ello se usaron escudos de frente abierto (las máquinas excavadoras de túneles con frente presurizado apenas empezaban a

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desarrollarse) para avanzar con aire comprimido a presiones de 3.5 bars. También se necesitó un amplio tratamiento del terreno con productos químicos. El concurso para la consultoría del diseño se abrió en diciembre de 1980 y el trabajo de diseño se inició en enero de 1981.

Los primeros trenes empezaron a transportar pasajeros en mayo de 1985, es decir, menos de cuatro años y medio después de otorgar en contrato del diseño detallado. El proyectó se terminó dentro del presupuesto.

fecha de redacción de este artículo sin haberse terminado ninguno de los frentes de excavación del túnel. Para estar seguros, los aspectos políticos y legales no han resultado favorables para la realización del proyecto pero una vez iniciada la construcción los conflictos con los servicios públicos al llevar a cabo un cajón excavado a cielo abierto en una avenida principal de Manhattan han aumentado los retrasos y han empeorado todavía más la situación.

En comparación, la primera fase del Metro de Second Avenue en Nueva York (del orden de 3.2 km de largo con sólo cuatro estaciones y restauración y conexión a una estación existente) ha estado en las fases de diseño detallado y de construcción durante más de siete años a la

La razón principal de que para el proyecto de la línea de Metro Hong Kong Island se haya podido construir con esta rapidez es que para todo el ciclo de planeación se tomó en cuenta la máxima de que “el tiempo es oro” al haber adoptado los siguientes principios:

1. El Gobierno había promulgado una legislación facilitadora (denominada “the Railways Ordinance”) con muchos años de anticipación. La legislación autorizó al operador Mass Transit Railway Corporation (MTRC) a adquirir todos los terrenos que fueran necesarios para el proyecto y compensó equitativamente a los propietarios. En la mayoría de los casos los propietarios estuvieron más que felices con la compensación recibida.

las lumbreras de calle durante los primeros meses y licitarlos y construirlos como contratos avanzados mientras se concluía el resto de los diseños.

6. También se negoció con anticipación la reubicación de los servicios públicos los cuales se concursaron y concluyeron durante esos primeros meses.

2. El Gobierno emitió una ley para trabajar con aire comprimido con anticipación después de haber sido establecido por los consultores que el trabajo bajo aire comprimido sería el método principal requerido para la construcción del túnel.

7. Los consultores del diseño contaban con gran experiencia local y pudieron especificar en detalle el método que se usaría para las áreas de tratamiento del terreno. Esta operación se tuvo que realizar desde la superficie para iniciar y completar los túneles excavados a través de suelos blandos mediante el uso de aire comprimido con el fin de proteger los edificios frágiles, para construir cárcamos y galerías transversales, etc. No se permitieron desviaciones con respecto a los enfoques especificados.

3. Las áreas requeridas para el proyecto (en su mayoría para las estaciones fuera de la línea) fueron identificadas durante la etapa conceptual antes de proceder con el diseño detallado. Esto permitió que el proceso de adquisición se iniciara con anticipación de tal manera que todas las propiedades fueron adquiridas antes de que los contratos de construcción se fueran a concurso.

8. De manera similar, el tratamiento del terreno que se iba a realizar bajo tierra para unir el trabajo realizado con aire comprimido se especificó detalladamente (combinaciones de inyecciones de silicato de sodio con mezclas bentonita-cemento) y no se permitieron desviaciones con respecto a lo mostrado en los planos.

4. Las líneas anteriores se habían construido usando estaciones en cajón con excavación y relleno sobre las vías principales. Esto había ocasionado un trastorno enorme y el público estaba furioso por el inconveniente causado. Todo el concepto fue cambiado para este nuevo tren con el fin de minimizar la ocupación de espacio en las calles y en gran medida para acabar con la construcción tipo excavación y relleno en las vialidades. Esto se logró al ubicar las estaciones “fuera de línea” (es decir, a uno u otro lado de los túneles en operación) en las manzanas citadinas. Se crearon las áreas necesarias demoliendo edificios adquiridos.

Se construyeron sótanos profundos en los sitios demolidos para convertirlos en los vestíbulos de las estaciones, ligados a los túneles de plataforma mediante galerías para pasajeros excavadas a mano. Cada sótano de vestíbulo fue techado con una losa gruesa de transferencia muy reforzada que era capaz de soportar prácticamente cualquier diseño de un edificio de varios pisos. El organismo MTRC posteriormente construyó bloques de torres por encima de estas losas y los ingresos derivados de estos bienes inmuebles financiaron todo el ferrocarril.

9. El transporte de rezaga sólo se permitió durante la noche con el fin de no interrumpir el tránsito regular en las calles de por sí muy congestionadas. Esto significó tener que apilar la rezaga durante el día (los proyectos de túneles se trabajan casi siempre en turnos continuos de 24 horas por razones de seguridad).

Donde era necesario, los sitios de trabajo se hicieron de varios pisos para contar con área de varios niveles dentro de las áreas restringidas de terrenos adquiridas.

10. Los comprensivos contratistas mitigaron las quejas y objeciones mediante el uso liberal de efectivo y arreglando rápidamente cualquier daño causado a propiedades privadas. Por ejemplo, en una de las estaciones donde se tuvo que recortar la cima de una montaña con explosivos se rompieron muchas ventanas de edificios como resultado de los miles de rondas de demolición efectuadas. Al sustituir todas las ventanas dañadas con vidrios dobles de calidad superior el mismo día en que ocurrió el daño e incluso pagándole a los residentes disgustados un dinero adicional “por las molestias causadas” donde así se consideró apropiado, no se tuvieron interrupciones en el trabajo y ninguna acción legal se promovió.

5. Por razones obvias, se necesitaron lumbreras de calle para lanzar los escudos de excavación del túnel y la ubicación de las mismas, así como los límites de cada contrato industrial fueron ultimados durante la etapa conceptual. Esto permitió diseñar

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4. Conclusiones: Construya su Metro con menos dinero

mapa de calles puede dar lugar a reducciones considerables de las longitudes de excavación de túneles requeridas. La creencia de que las calles proporcionan un corredor libre es totalmente falsa; en general, las calles son corredores para servicios públicos lo cual significa que son los peores lugares para excavar lumbreras o para ejecutar excavaciones y rellenos. La alternativa, adquirir partes de manzanas urbanas para demoler edificios y construir sótanos para estaciones, permite evitar la gran mayoría de conflictos con servicios públicos.

Cuando se evita la excavación de calles se podrá reducir tan significativamente el tiempo de diseño y de construcción que, aun cuando la adquisición de propiedades tenga que financiarse con el capital presupuestado para el ferrocarril, el ahorro neto será probablemente del cincuenta por ciento.

Independientemente de dónde se localice un proyecto en cualquier parte del mundo, el enemigo a la vista será siempre el tiempo. El tiempo perdido es muy difícil que se recupere. Cuando con los procesos acelerados se recupera parte del tiempo siempre se logra a un costo muy alto. Las razones principales de que los costos resultantes de la construcción de un Metro sean tan altos son que una atención insuficiente se presta a los detalles durante las etapas de planeación y conceptual y los propietarios no se apegan a las decisiones tomadas durante esas etapas. Por ejemplo, siempre resulta demasiado tarde posponer la adquisición de propiedades y la reubicación de los servicios públicos a la etapa de diseño detallado. Cada iteración de “reempaquetado” durante la etapa de diseño da lugar a retrasos y a un aumento de los costos. Los paquetes contractuales y los alcances del contrato necesitan ser ultimados durante la etapa conceptual y adherirse plenamente a ellos en las siguientes etapas. Los cambios de paquetes interfieren con principios conceptuales y producen una cascada de problemas futuros.

Los requisitos fundamentales son los siguientes: a) promulgar leyes facilitadoras para adquirir propiedades (bienes inmuebles) en un tiempo razonable; b) gastar el dinero prudentemente en etapas tempranas; y c) asegurarse de que la planeación del proyecto esté asociada a otros planos diferentes al proyecto y a otras necesidades de la comunidad o de la ciudad. La legislación deberá ser un asunto jerárquico que le permita al gobierno tomar decisiones que beneficien a toda la sociedad. Si al organismo del Metro se le autoriza oficialmente desarrollar las propiedades dentro de las manzanas urbanas apropiadas (como se hizo en Hong Kong para la línea de la isla en la década de los años ochenta) y conserve los derechos de alquilar (o incluso vender) esas propiedades, entonces todo el costo de construcción del ferrocarril tal vez se pueda recuperar en un periodo de diez años.

Una de las ventajas únicas de los túneles es que sus rutas no necesitan estar constreñidas por las calles del mapa. Sin embargo, debido a las dificultades derivadas de la servidumbre de paso y de leyes arcaicas acerca de la propiedad de bienes inmuebles, esto es exactamente lo que ocurre en muchas ciudades. Si en realidad esto no existe hace falta promulgar leyes para permitir que la ruta del Metro pase por debajo de los edificios. El desarrollo de una ruta que no esté constreñida por el

Túnel Amozoc-Perote

Reparación Emisor Central D. F.

Microtuneleo

Túneles gemelos eje 5 poniente

Construcción de Lumbreras

Mejoramiento de Suelos y Rocas

Excavación de Túneles

Cimentaciones Profundas

Microtuneleo

Obras Hidráulicas

Hincado de Tubería Túnel Bosques de Santa Fe

Estabilización de Taludes

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Lombardo Construcciones, S. A. de C. V. Insurgentes Sur 2376-702, Col. Chimalistac C. P. 01070, México D. F. Tel. 56 16 80 18 Fax. 55 50 65 41 www.lombardo.com.mx

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Excavaciones subterráneas Autor: Miguel Ángel Ramírez Ordaz

Excavaciones subterráneas, y control de excavaciones.

Muros Milán, además de proveer el mecanismo de sustentación durante el proceso de construcción, también tengan la vocación de ser estructuras definitivas que no requieran de un muro de concreto estructural adicional.

1. Para los casos donde se requerían desarrollar excavaciones por debajo del suelo a varios metros de profundidad, en la actualidad se practican procedimientos de sustentación de las excavaciones, que permiten controlar eficientemente cada una de las etapas de la construcción.

Cuando se excava a cielo abierto corte y relleno 1. Este método es aplicado cuando las propiedades mecánicas del suelo permiten el uso de anclas de tensión.

2. Después de un detallado y obligado estudio de mecánica de suelos, y de una fase extensa de diseño geotécnico y estructural, el siguiente paso será la definición del procedimiento constructivo que mejor se adapte a las condiciones tanto del entorno urbano como de costo, tiempo y seguridad de ejecución.

2. El diseño de los anclajes responden únicamente como elementos de control durante el proceso constructivo, después de la estructuración final, pierden su funcionalidad.

3. En la secuencia siguiente se observa un proceso de excavación a cielo abierto, que aloja a distintos niveles y etapas anclas de tensión combinadas con la protección propia del Muro Milán.

3. A continuación se describen dos métodos comúnmente utilizados en las excavaciones de grandes estructuras, estas soluciones se han desarrollado últimamente en la construcción de sótanos para estacionamientos bajo tierra, grandes cisternas, centros comerciales y recientemente en la construcción de las estaciones subterráneas del Metro Línea 12 de la Ciudad de México.

4. Esta solución se ha utilizado recientemente en edificaciones ubicadas en la zona de transición del Lago del Valle de México principalmente en el poniente de la Ciudad.

4. En la planificación del diseño y la construcción se debe considerar que las pantallas de concreto mejor conocidas en México como Fase I y II

Fase III y IV

Fase V y VI

Fase VII y VIII

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Boletín REVISTA Amitos

Sistema Descendente Top Down Arriba – Abajo

Fase V y VI

La técnica de excavar en forma descendente se ha utilizado en meses recientes en la construcción de grandes sótanos como el caso de la nueva Sede del Senado de la República y en las estaciones subterráneas de la Línea 12 del Metro.

En este concepto de diseño y construcción, se crea un mecanismo geotécnico estructural que permite controlar las deformaciones de corto y largo plazo.

Los muros pantalla o Milán, tienen una doble función, durante el proceso de construcción proveen un soporte o ademe temporal seguro que permite alcanzar los niveles y puntos necesarios para estructuras las losas estructurales.

Fase VII y VIII

En algunas ocasiones, el diseño arquitectónico demanda estructuraciones adicionales internas que proveen puntos de apoyo para futura estructuras.

Para el caso de edificaciones, estos apoyos, son puntos para desplantar columnas o elevadores.

Para el caso de las estaciones subterráneas de la Línea 12, se utilizan para crear espacios y estructurar trasandenes o escaleras mecánicas.

En la Línea 12 del Metro, el método top down, se utiliza para excavar estaciones con volúmenes cercanos a los 200,000 m3, con deformaciones máximas registradas de 2 cm.

Fase IX

A continuación se describen las secuencias constructivas para desarrollar excavaciones descendentes.

Fase I y II

Fase III y IV

Método Top-Down en la nueva Estación L-12

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Ventana de excavación bajo losas de concreto

Excavación descendente L-12

Conclusiones El diseño y la construcción de grandes excavaciones subterráneas, debe planificarse en forma concurrente, el papel del arquitecto y los diseñadores Geo-Estructurales son fundamentales para determinar las secuencias y factores de seguridad que deben aplicarse para estos casos.

Los sistemas de fortificación Muros Milán, Pilas de Cimentación y Losas de Concreto, deben diseñarse para las etapas de construcción y para los servicios de largo plazo.

Se debe disponer de un extenso plan de instrumentación y monitoreo que permita conocer el comportamiento del suelo y el entorno antes durante y después de la construcción.

Los métodos descendentes tienen ventajas importantes sobre los métodos a cielo abierto. Ofrecen mayor seguridad de ejecución, mejoran los tiempos de ejecución e impactan notablemente menos al entorno en el que se desarrollan las obras.

Construcción de Estaciones Subterráneas Metro Ciudad de México Línea 12 en suelos característicos de la Zona de Lago del Valle de México

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Artículo

Cómo decidir la fibra idónea Charles Allen Director, Tunnelling Ltd, London

Introducción El hormigón reforzado con fibras de acero (HRFA) para aplicación en obras subterráneas se ha venido utilizando desde hace tres décadas en hormigones proyectados y desde hace aproximadamente dos décadas en dovelas de túnel.

y microsintéticas, generalmente fabricadas polyolefin, pero más concretamente de polipropileno. El primero se utilizaba para mejorar el comportamiento del hormigón en incendios, reduciendo considerablemente el resquebrajamiento y el segundo para comportamiento estructural, en competencia con las fibras de acero.

Debido al crecimiento de la aplicación de hormigón proyectado reforzado con fibras de acero (HPRFA) que se desarrolló en el sector de la obra pública, varios fabricantes se introdujeron en el mercado, presentando diseños con una variedad de fibras de acero para escoger y especificar. Al principio, las especificaciones de refuerzo con fibras de acero eran a menudo básicas y preceptivas, especificando únicamente una serie de dosificaciones por m3 de hormigón, ignorando factores tales como características de rechazo, resistencia a tracción y aspecto de la fibra.

Así que hoy hay un cierto grado de confusión en el mercado acerca del tipo genérico de fibra que el calculista debe escoger. Cada tipo de fibra tiene sus propias características y aplicaciones adecuadas (6) pero aquí nos centraremos en su utilización para fines estructurales en hormigón proyectado y dovelas prefabricadas de hormigón para estructuras de obras subterráneas de ingeniería civil, tales como túneles y soterramientos.

En el transcurso de los años, cuando se adquirió mayor conocimiento acerca del comportamiento de las fibras de acero en el hormigón, las especificaciones de rendimiento se volvieron más relevantes y se empezaron a desarrollar nuevos métodos de ensayo para controlar y medir el rendimiento.

Hacia finales de 1990 empezó a ser más fácil para los calculistas especificar fibras de acero para utilizar tanto en hormigones proyectados como en dovelas de túnel. Sin embargo, durante este mismo período, se empezaron a introducir una serie de fibras sintéticas en el mercado de la construcción de obras subterráneas. Se trataba de fibras macrosintéticas

Los principales parámetros del hormigón reforzado con fibra (HRF) que guardan relación con el diseño de revestimiento de túnel, son la capacidad del momento flector, resistencia a tracción indirecta, resistencia a flexión (y a flexión residual) y valores de ductilidad (o tenacidad).

Rendimiento de las Fibras Estructurales

En el transcurso de los años se han desarrollado muchos métodos de ensayo para medir y determinar el comportamiento del HRF. Estos incluyen ensayos de viga, ensayos de placa circular y cuadrada y, más recientemente, ensayo de doble punzonado (o Barcelona). El factor común de cada uno de estos ensayos es la medida de la capacidad del HRF para

Fig. 1 – Fluencia a largo plazo (deformación en 1/100 mm) versus tiempo (días) [Lambrechts 2005]

continuar soportando y llevando la carga después de que la matriz de hormigón se haya fisurado. Esto es, en efecto, la esencia del comportamiento del HRF. Tras la primera fisura de la matriz de hormigón, las fuerzas de tracción se redistribuyen a las fibras, que actúan de puente en la fisura. Si el HRF continua soportando la carga a medida que más fisuras se propagan y tiene lugar la deformación, entonces es fácil entender que la fluencia de las fibras es un parámetro muy importante.

Fibras Macrosintéticas comparadas con Fibras de Acero Hay un gran número de fibras macrosintéticas disponibles en el mercado, fabricadas de una variedad de polímeros orgánicos y de diferentes geometrías. El módulo de elasticidad del acero es de aproximadamente 200 GPa, mientras que el de las fibras macrosintéticas oscila generalmente entre 2 y 10 GPa. Además de requerir mayor esfuerzo para alcanzar un nivel similar de resistencia, las fibras macrosintéticas, al igual que el hormigón, presentan un comportamiento elasto-plástico inherente bajo carga, por lo que es fácil llegar a la conclusión que las fibras macrosintéticas presentarán unas características de fluencia mayor que las fibras de acero bajo una carga sostenida. (Fig 1.)

Debido a la significativamente más baja rigidez de las fibras sintéticas en comparación con las fibras de acero, es inevitable que el tamaño de las fisuras en el HRF sintéticas sea mayor que en el HRF de acero, siendo las cargas y las condiciones iguales.

En estructuras de obras subterráneas de ingeniería civil, es muy aconsejable mantener deformaciones de revestimiento y

Fig. 2 – Ensayos de viga comparativos de tenacidad [Ratcliffe]

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consecuentemente, el ancho de las fisuras a un mínimo absoluto. En las aplicaciones de soporte de minas, donde son aceptables y previsibles deformaciones muy altas (y anchos de fisura), las fibras macrosintéticas pueden utilizarse e incluso tener ventajas sobre las fibras de acero en hormigón proyectado. Dichas fibras se han utilizado de forma extensiva en los niveles más bajos de las minas en Australia y Sudáfrica.

No obstante, vale la pena comentar aquí que, en el 2000, Bernard, la empresa que desarrollo el ensayo de panel circular para HRF, sugirió que “el acero sería el material a elegir para las aplicaciones que requieren ancho de fisura pequeño máximo, siendo las fibras sintéticas más adecuadas para altos niveles de deformación”.(1) Hay que reconocer que las fibras sintéticas pueden haber mejorado su rendimiento desde entonces, pero los ensayos de viga comparativos de tenacidad efectuados más recientemente para dovelas por Ratcliffe(2), muestran que incluso las altas dosificaciones de fibras macrosintéticas tienen niveles de tenacidad a bajas deformaciones que son inferiores a los de las dosificaciones moderadas de fibras de acero (Fig. 2).

Las curvas en la Fig. 2 indican una característica de las fibras de acero de reforzar la resistencia a bajas deformaciones, mientras que las fibras macrosintéticas muestran un debilitamiento de la resistencia. Esto significa que, una vez la matriz de hormigón se ha fisurado, las cargas de tracción se redistribuyen y quedan absorbidas por las fibras de acero más rápidamente que por las fibras macrosintéticas, dando de este modo una mayor tenacidad al nivel de los anchos de fisura exigidos para las estructuras de ingeniería civil. Únicamente cuando las fibras macrosintéticas se utilizan a muy alta dosificación (a menudo mayor que la indicada en la documentación de los fabricantes), se puede llegar a alcanzar el refuerzo de la resistencia.

Normalmente el ensayo específico a elegir para HPRF en estructuras de ingeniería civil es el ensayo de placa de acuerdo con la Normativa Europea EN 14487-1, Hormigón Proyectado, Definición, Especificación y Conformidad” (3). El valor de absorción de energía medido para un panel puede adoptarse cuando, en el caso de soporte de terreno, se pone énfasis en la energía que tiene que ser absorbida durante la deformación del terreno (lo cual es especialmente útil para revestimientos primarios de hormigón proyectado).

El ensayo preciso de panel circular, ASTM C1550-08, que mide la resistencia residual para deformaciones hasta 40 mm, ha sido promovido por la industria de fibras macrosintéticas. Sin embargo, la selección de la deformación central más apropiada a especificar depende de a donde vaya dirigida la aplicación del material. La energía absorbida hasta 5 mm de deformación central es aplicable a situaciones en las cuales el material deba mantener fisuras fuertemente cerradas a bajos niveles de deformación. Los ejemplos incluyen revestimientos finales en estructuras de obra subterránea, tales como túneles ferroviarios en los que se exija impermeabilidad. La resistencia residual hasta 40 mm de deformación es, de hecho, solo aplicable a situaciones donde se espera que el material sufra deformaciones muy severas en obra (lo que significa una fisura muy ancha). Generalmente hablando, este ensayo no debe utilizarse para estructuras de ingeniería civil con más de 10 mm de deformación prevista.

El ensayo de panel circular es de tipo isostático y no debe utilizarse para hacer una correlación con el ensayo EN hiperestático de panel cuadrado. Un ensayo hiperestático es impreciso y un ensayo de proceso multifisura, mientras que un ensayo isostático es un proceso preciso con patrones de fisura predeterminados. A causa de esta diferencia, no es posible y no tiene sentido intentar comparar los resultados de estos dos ensayos.

Compatibilidad con Sistemas de Membrana Impermeables Alguna información procedente de la industria de la fibra macrosintética ha dado a entender que existe preocupación acerca del peligro de que las fibras de acero sobresalgan de la superficie de la capa de hormigón proyectado, pudiendo agujerear las membranas impermeables previas o posteriormente instaladas. Sin embargo, la experiencia práctica en varias obras y los resultados de ensayo en laboratorios independientes confirman claramente que no hay problemas con las láminas de membrana/protección en combinación con el hormigón proyectado reforzado con fibras de acero.

Rendimiento en incendios de túnel En los últimos años, el aumento de los incendios extensivos en túneles ha creado mucho más énfasis en la necesidad de seguridad y en la de mitigar daños potenciales estructu26

rales en los túneles. Durante la fase de cálculo del Túnel Ferroviario del Canal de conexión a Londres (Tunnel Rail Link – CTRL - London) CTRL llevó a cabo, en la Universidad de Delft, varios ensayos de incendio extensivo en las dovelas bajo condiciones de carga.

Los ensayos probaron que la adición de 1 kg/ m3 de fibras sintéticas monofilamento a la matriz de HRFA reducía significativamente la profundidad del resquebrajamiento en las dovelas (4).

Como consecuencia de los resultados de ensayos, se incorporaron fibras monofilamento de polipropileno, de 18 micras de diámetro y 12 mm de longitud, en las dovelas de HRFA en todas la longitud de los túneles del proyecto CTRL. Desarrollos más recientes en la tecnología de la fibra monofilamento y ensayos de incendios indican que las fibras con una diámetro <20 micras y de 6 mm de longitud, son recomendables para una resistencia óptima al resquebrajamiento en incendios. Debe destacarse que las fibras microsintéticas no aportan capacidad estructural adicional alguna al hormigón. También debe destacarse que, contrariamente a lo indicado en algunas documentaciones de los suministradores, las fibras macrosintéticas no tienen un efecto significativo en el resquebrajamiento(5).

Los incendios en túneles pueden alcanzar temperaturas significativas (hasta 1400 OC) como se muestra en la Fig. 3. El punto de fusión de las fibras sintéticas se encuentra generalmente entre 150 y 180ºC, lo cual es beneficioso en el caso de las fibras microsintéticas para la resistencia al resquebrajamiento, debido al hecho de que las fibras se funden y dejan espacio adicional y ramificaciones en su zona interfacial por las que la presión de vapor en el hormigón se disipa, reduciendo la cantidad de resquebrajamientos en el hormigón.

No obstante, en el caso de las fibras macrosintéticas sometidas a incendio, la situación en términos de capacidad portante de carga estructural es más alarmante y aquí vale la pena citar directamente la Cláusula 5.1.5 del Informe Técnico de la Sociedad del Hormigón Nº 65 (2007): “Cuando están sometidas a fuego, las fibras macrosintéticas se ablandan cuando la temperatura aumenta y se fundirán a temperaturas de 150-160 oC. Perderán sus propiedades mecánicas y ya no aportarán capacidad

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estructural. De este modo, es claramente importante evitar el uso de fibras macrosintéticas para aportar capacidad estructural, que puede perderse en caso de incendio con el consiguiente colapso. Incluso en los lugares donde se usan para propósitos no críticos, será necesario retirar y sustituir el hormigón afectado por el fuego. En algunas situaciones será necesario el empleo de una protección pasiva contra incendios para limitar el aumento de temperatura.”

Las fibras de acero se empiezan a fundir a aproximadamente 1130 OC y consecuentemente, a altas temperaturas, tienen más capacidad para mantener unido un compuesto de HRF que las fibras macrosintéticas.

Fig. 4 – Perfiles típicos de temperatura en secciones de hormigón sometidos a incendio

La Fig. 4 (6) muestra los perfiles típicos de temperatura dentro de las secciones de hormigón que están sometidas a incendio (por ej. Hormigón proyectado o dovela de hormigón). Mirando el gráfico es fácil estimar que tras aproximadamente una hora de exposición a incendio en un túnel, las fibras macrosintéticas en los 100 mm primeros de hormigón se habrán fundido y perdido su capacidad estructural. (Fig. 4)

Los principales asuntos que los calculistas necesitan considerar a la hora de especificar un tipo genérico de fibra para aplicaciones de revestimiento final son: •• Convergencias/deformaciones previstas •• Características de fluencia, a largo plazo, del tipo de fibra tras la primera fisura de la matriz de hormigón.

•• Comportamiento en fuego.

•• Además, deben tenerse en cuenta otros aspectos más prácticos, tales como el efecto del tipo fibra en las propiedades plásticas del hormigón.

Los ensayos más recientes de resistencia a fuego de dovelas de HRFA realizados en Europa, mostraron que las fibras metálicas son una mejora adicional en el hormigón ya reforzado que, debido a la conductividad termal del refuerzo, causa un rápido estallido y resquebrajamiento del hormigón que está expuesto. El resquebrajamiento, aunque inevitable, es más limitado en el hormigón con fibras de acero en comparación con el hormigón reforzado con armado tradicional.

El rendimiento del HRF aumenta con: •• El rendimiento de la matriz de hormigón •• El volumen de fibras en la mezcla •• El rendimiento intrínseco de la fibra en la matriz (geometría, aspecto (l/d), método de anclaje, resistencia a tracción, Módulo E, etc.)

Como sucede con las dovelas de hormigón reforzado con armado tradicional, la adición de fibras monofilamento de polipropileno a la composición de HRFA reduce considerablemente el riesgo de resquebrajamiento.

Se deben especificar para cada proyecto, los procedimientos de ensayo adecuados y el criterio de rendimiento necesario del HRF.

Por lo tanto, la combinación de fibras metálicas y fibras monofilamento de polipropileno constituyen una óptima solución para mejorar la resistencia al fuego en elementos prefabricados, ejecutados in situ y revestimiento finales de hormigón proyectado en estructuras subterráneas.(7)

Referencias (1) Concrete Society Technical Report No. 65 (2007) “Guidance on the use of Macro-synthetic-fibre-reinforced Concrete” Informe Técnico de la Sociedad de Hormigón Nr. 65 (2007) “Guía sobre el empleo de Hormigón reforzado con fibras macrosintéticas” (2) Ratcliffe, R. – “Steel Fibre Reinforced Concrete (SFRC) for Tunnel Segments” , Australian Tunnelling Society, April 2009. “Hormigón reforzado con fibras de acero (HRFA) para dovelas de Túnel” (3) European Standard EN 14487-1 – “Sprayed Concrete, Definition, Specification and Conformity” – Normativa Europea EN 14487-1 – “Hormigón proyectado, Definición, Especificación y Conformidad” (4) Shuttleworth, P. –“Fire protection of precast concrete tunnel linings on the Channel Tunnel Rail Link”, Concrete magazine, April 2001. “Protección contra incendios de las dovelas prefabricadas de hormigón del Tunel CTRL”. Revista de Hormigón, Abril 2001.

(5) Tatnall, P. – “Fibre Reinforced Sprayed Concrete: The Effect on Antispalling Behaviour during Fires”, 4th International Symposium on Sprayed Concrete, Davos 2002. “Hormigón Proyectado reforzado con Fibras: El Efecto en el Comportamiento anti-resquebrajamiento en Incendios” – 4º Simposio Internacional de Hormigón Proyectado, Davos 2002.

(6) Adfil – private correspondence. Correspondencia privada (7) Rossi, P. - “Steel Fibres or Synthetic Fibres?”, Tunnels and Tunnelling, July 2009. “¿Fibras de acero o fibras sintéticas?”, Tunnels y Tunnelling, Julio 2009.

Conclusión Aunque las fibras macrosintéticas pueden aplicarse en ocasiones, en soporte de hormigón proyectado en algunas aplicaciones de minas, se continúa poniendo en tela de juicio su aplicación tanto en hormigón proyectado como en elementos de dovela para estructuras de ingeniería civil.

Fig. 3 – Curvas de temperaturas en incendio

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Artículo

Tuneleo rápido canadiense track drill y voladura: excavando el túnel de transferencia Rupert en la Bahía James, Quebec, Canadá C. H. MURDOCK, R.W. Glowe Independent Consultant, Vancouver, Canada, Independent Consultant, Longueuil, Canada Traducción: Andrei Olivares Hernández

El túnel “Transferencia Rupert” permite la transferencia de una parte sustancial de la corriente del río Rupert a la cuenca de drenaje del río Eastmain, incrementando la descarga de este en cerca del 100%. El aumento del flujo se llevara mediante turbinas río abajo a centrales eléctricas hidroeléctricas-Eastmain 1-A, a continuación, en Sarcelle, a las nuevas instalaciones, seguido por LG-2, LG-2A y LG 1-, todas centrales eléctricas ya existentes, construidas en los años 1970´s y 1980´s ,antes de llegar al mar en la bahía de James.

terconexiones de alto voltaje. También importa energía para esos mismos mercados, comprando algo más de lo que vende, usando un concepto pionero de “Banco de energía”, que sigue el antigua mercado de valores cuya máxima es compra a bajo precio y vende caro.

La energía en turnos nocturnos de bajo costo comprada de la industria nuclear y de plantas que deben ejecutar carbón para fuego permite a Hydro-Quebec de conservar agua en sus reservas, para luego vender en hora pico la energía durante el día.

El túnel de transferencia de Rupert es 2.908 metros de largo, con una altura de 18,6 metros y una anchura nominal de 12.7 metros. Fue excavado en 2007 y 2008, superior y el método de “Excavación de Arco superior y banqueo inferior”. La parte o arco superior fue perforada y volada por ambos extremos, alternando rondas, mientras que el banqueo fue excavado en un solo extremo. Modernos jumbos de perforación controlados por modernas computadoras de control que se utilizaron en la parte superior. El banqueo fue excavado a 10 metros de altura, utilizando tractores hidráulicos para taladrar. Excavadoras de gran tamaño con cucharón de volteo lateral y camiones de 50 toneladas se utilizaron para retirar la rezaga tanto del arco superior y del banqueo. La excavación de 665,900 metros cúbicos de Granito Canadiense tomó 13 meses, trabajando durante un invierno sub-ártico, con temperaturas que alcanzan los -40 grados Celsius.

Hydro Quebec es la Hidroeléctrica generadora más grande del mundo. H-Q actualmente opera 59 centrales eléctricas, equipadas con 336 turbinas y produce 33,680MW. Tres proyectos que involucran siete nuevas centrales eléctricas están bajo construcción en este momento, y se planea que entren en servicio entre 2011 y 2020, añadiendo una mayor de 2,468MW. Estas son: Eastmain 1-A 768MW, en servicio a finales 2011; La Sarcalle, 150MW, en servicio a finales del 2011;

Colocando esto en un contexto equivalente al de una TBM, el volumen excavado con perforación y explosivos equivale a 23.55 kilómetros de un túnel de una TBM de 6 metros de diámetro. El promedio de producción requerido de esta hipotética TBM de 6 metros de diámetros seria un promedio de 1,812 metros por mes, para excavar el mismo volumen de roca en 13 meses.

1.- El dueño del Túnel Rupert es Hydro-Quebec. HydroQuebec es una corporación del Provincial Crown, cuyos dueños son los habitantes de Quebec. Da servicio a 3.6 millones de clientes en la provincia de Quebec.

H_Q exporta energía a Nueva Inglaterra, el estado de Nueva York y la provincia de Ontario., mediante 18 in29

Figura 1 Hydro Quebec principal generación e instalaciones de transmisión (2008)

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La Romaine, 1,550MW, y cuatro plantas de energía, la primera estará en servicio en el 2014, la segunda en 2016, la tercera en 2017 y la cuarta planta in 2020.

En resumen y esto por Terawattvhours: Eastmain-1-A 768MW, en servicio desde 2011 Sarcelle 150MW, en servicio desde 2011 Total de las nuevas instalaciones:

En la ultima década H-Q ha traído linealmente siete nuevas plantas, totalizando 2643MW, con 25 turbinas. Estas son: Sainte-Marguerite-3, 884 MW; Toulnustouc, 526MW; Eastmain 480MW; Peribonca, 385MW; Grand-Mére 230MW; Rapide-des-Coeurs, 76MW and Chute-Allard 62MW. (Fig. 1)

2.3TWh 1.1TWh 3.4TWh= 39%

De las existentes Plantas de energía río abajo

Hydro- Quebec es dueña y opera el complejo subterráneo más grande de centrales eléctricas en el mundo, en el sitio Robert Bourassa (LG-2) y el sitio LG-2ª. Las 22 unidades instaladas ahí tienen una capacidad total de 7,722MW. Una docena de centrales eléctricas H-Q, son cada una de más de 1,000MW en sus capacidades instaladas. Además de estos grandes recursos hidroeléctricos, H-Q opera el reactor nuclear Gentily-2 CANDU -675MW y el Tracy planta termal de quema de aceite de 660MW en servicio con poca frecuencia, en adición a 3 plantas con turbinas de gas_Becancour de 439MW; La Citiere 280 MW y Cadilac 162MW o de 217,200 caballos de potencia, por mucho la más potente Cadilac jamás construida. Todos estos complejos generadores Hidroeléctricos tanto los ya construidos como aquellos ahora en construcción; nucleares, de quema de aceite y de quema de gas dan un total de 38000MW. Más del 90% de la energía de Hydro-Quebec´s es producida por caída de agua. H-Q opera también 23 plantas de diesel que dan servicio a comunidades del norte y Off- Grid Island.

Robert-Bourassa (LG-2), La Grande 2-A and La Grande-1

5.3TWh= 61%

Energía total atribuible a Eastmain-1-A Project

8.7TWh= 100%

Para motivos de comparación, las 4 Centrales Eléctricas el complejo la Romaine, que recientemente inicio su construcción, producirá 8.0T Wh, con una capacidad total instalada de 1,550MW y un costo proyectado del orden de los 6.5 billones. En otras comparaciones, los 935MW de nueva capacidad aumentados por el Túnel de Transferencia Rupert producirá 9% mas de energía que los 1,550MW del proyecto La Romaine, y en un costo menor, debido a la mejor utilización de la plantas existentes río abajo.

(1TWh= 1,000GWh= 1,000,000MWh= 1 billion KWh) Para poner estos términos eléctricos en un contexto urbano, los requerimientos de energía anuales del área metropolitana de Chicago se podrían alcanzar con 8.7TWh + 8.0TWh. (= Eastmain-1-A, Sarcelle y La Romaine)

Durante los 70´s y 80´s, Hydro Quebec a través de su subsidiaria, Societe dÉnergie de la Baie James (SEBJ) construyó siete hidroeléctricas generando estaciones en cascadas en La Grande River. Estas estaciones con un total de 65 unidades, tienen una capacidad instalada de 16,020 MW con un valor de recuperación de 50 billones de exceso. H-D ha tenido desde 1971 un poder acordado de compra de 5429MW de energía de las plantas de Newfoundland y de Labradors Churchill Fall y un acuerdo que termina en 2041.

Una planta Térmica de eficiencia promedio genera 8.7TWh, requiriría sobre 4 millones de toneladas de carbón. Habría que visualizar un tren cargado de 1000 kilómetros de longitud, la distancia entre Vancouver y Calgary y esto sería para cuatro millones de toneladas de carbón.

3.-El proyecto Eastmain 1A- Sarcelle-Rupert está comprendido de 3 principales elementos-

Hydro Quebec opera la red de transmisión eléctrica más grande en Norte América. Era la primera en el mundo de operar líneas de transmisión a 700,000 volts. La primera línea de 735KV entro en servicio en 1965. La H-Q red de alto voltaje (765-735KV) ahora se extiende a 11422 kilómetros. La distribución de la red de medio y alto voltaje ahora son 110,127 kilómetros.

•• La construcción de la 768MW Eastmain-1-A Casa de Máquinas •• La construcción de la central eléctrica de 150MW Sarcelle •• El desvío parcial del río Rupert hacia estas dos potencias, y en adelante, hacia el actual Robert-Bourassa (LG-2), La Grande 2-A y La Grande potencias-1.

Los consumidores residenciales de H-Q tienen la tarifa más baja en Norte América 6.87 centavos por KWh. Esto comparado con 7.13 centavos de Vancouver, 11.01 centavos de Portland, 15.05 centavos en Chicago y 25.32 centavos en la ciudad de Nueva York. Alrededor del 95% de la producción actual de Hydro-Quebecs es hidroeléctrica, pero 3,000 MW de energía por viento se encuentra en línea ahora o en suministro de tubería, con fechas de terminación de 2015.

4.-El desvío parcial del río Rupert incluye las siguientes obras: •• Cuatro presas.

•• Un vertedero en el río Rupert, que regula el flujo hacia abajo, en ese río.

•• 74 diques en todo el perímetro de los embalses.

•• 2 lagos, cámara de carga por un total de 346 kilómetros cuadrados de superficie.

•• Una transferencia de túnel de 2,9 kilómetros de longitud.

•• Una red de canales por un total de 12 kilómetros, para facilitar el flujo de agua.

•• Construcción de una serie de presas de control en el río Rupert, aguas abajo del vertedero

2.- El túnel de Transferencia Rupert desviará más de 800 metros cúbicos por segundo de agua del Río Rupert a la cuenca del río Eastmain, para proveer capacidad adicional de generación hidroeléctrica. Esta capacidad se producirá en dos nuevas estaciones actualmente en construcción- la 768MW central eléctrica Eastmain 1-A y la Sarcelle de 150MW. El costo total del proyecto es de 5 billones. Además la producción de energía aguas abajo de las instalaciones existentes se añadirá sustancialmente a los beneficios de la energía.

30

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5.-Descripción del proyecto del Túnel de Transferencia Rupert-la longitud del túnel es 2,908 metros de largo:

Un típico corte de 5.4 m desprende 551Bm3 de roca, y cerca de 1,500 toneladas de material.

•• La movilización, la limpieza de los portales y la construcción de líneas eléctricas temporales y vías de acceso se inició en abril de 2007.

•• La sobreexcavación de los portales en las áreas aguas arriba y aguas abajo se inició en mayo.

•• Excavación de roca de los portales se inició en julio de 2007.

•• En agosto, 2 de los 4 jumbos fueron entregados, y los otros 2, poco tiempo después.

•• Los trabajos de corte y perforación en el portal de aguas abajo se inició en septiembre de 2007.

•• Debido a las dificultades imprevistas en excavación de roca, el portal de trabajo aguas arriba se terminó después de lo previsto, y concluyó en octubre de 2007.

•• Los Túneles, sobre una base sostenible, trabajando en ambos extremos se comenzó a mediados de octubre, 2007.

•• La Navidad y Año Nuevo 2007/2008 fue un cierre de vacaciones de 2 semanas de duración.

•• Trabajo en la parte superior se terminó a principios de junio de 2008, con una duración partida de 8 meses.

•• Trabajo en el banqueo se completó a principios de noviembre de 2008, con una duración de 5 meses de banqueo.

•• En general los trabajos duraron 13 meses.

•• El trabajo de desmovilización terminó en diciembre de 2008, evitando un segundo invierno.

•• El túnel fue terminado 12 meses antes de la exigencia del propietario del desvío.

•• Todos los objetivos de los propietarios relacionados con el tiempo se cumplieron.

•• El llenado de la cámara de carga del río Rupert comenzó el 7 de noviembre de 2009, un año después de que el túnel fue terminado.

En los 300 m bajo el Lago Sillimanite se requirió perforaciones de prueba de más de 10 m del frente.

7.- Observaciones Generales

•• Excavación abierta de roca en los portales tanto río arriba como río abajo -467,000 m3, cortes de roca hasta 60 metros de profundidad, con banqueos de 10 metros.

•• Excavación subterránea de roca parte superior 296, 600 m3 8.6 metros de altura, 12.7 metros de ancho totales 13.7 metros. Área frontal-97m2 unos 102m2 excavados totales.

•• Excavación subterránea de roca banco 396,300m3 10.0m de altura 12.7 m ancho Área frontal – 127 m2 La parte superior fue excavada con perforadoras horizontales de 3 brazos Sandvik (Tamrock) T11A data Jumbos, con canasta para hombres.

El largo de la perforación fue de 5.8 m con porcentaje de penetración promedio de 5.4m Para los 15 metros en cada extremo, se utilizo la técnica del corte y piloteo, con perforaciones piloto limitadas a 2,5 metros de recuperación, dejando al menos 2 m de roca a la línea A para el corte subsecuente.

Número de rondas de perforaciones requeridas: 30m/2.5m= 12 rondas Número de rondas de cortes requeridos: 30m/2.5m= 12 rondas Rondas para un frente total requeridas: 2,878m/5.4m= 533 rondas

El banqueo fue hecho usando de 4 a 5 perforadoras neumáticas hidráulicas de cadenas (track drill) trabajando en un lado únicamente.

La profundidad de las perforaciones fue generalmente de 10.6 metros en una sección de voladura de 10 a 12 metros de longitud critico en cada turno. Una voladura de 12 m rompió 1,524Bm3 de roca, o cerca de 4,100 toneladas de material.

•• Costo-La oferta más baja presentada fue de $ 57 millones. Se encontraron algunas condiciones imprevisibles de la roca, dando lugar a pérdidas temporales en la producción, retrasos y costos adicionales. Estas cuestiones se están debatiendo actualmente.

La rezaga tanto para el arco superior como el banqueo se hizo con Cat 988 de descarga lateral y camiones Cat 773 de 50 toneladas de capacidad. El afine del Túnel fue hecho con martillos CAt 365.

En cada avance fue se colocaron anclas y malla de acero, hasta el frente, antes de la perforación de la siguiente ronda. La malla permanece en sitio.

6.-Programa: El trabajo se cotizo el 30 de enero y fue concedido a finales de marzo de 2007.

•• Cuatro nuevos jumbos de perforación condicionalmente ordenados a Sandvik (Tamrock) en febrero de 2007 - antes de la adjudicación del contrato, para obtener ventaja en el programa, dos T11 completos , un T11 no data y un T8 de 2 brazos. El T8 se utilizó para anclaje.

Figura 2 Excavación completa del Túnel de Transferencia Rupert, notar la línea horizontal en el frente del banqueo, a 10 m. sobre la cubeta.

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•• Campamento-El campamento es propiedad y está operado por Hydro-Québec, sin costo para los contratistas o los empleados- Sí, hay un almuerzo gratis!

•• Los cuatro Sandvik (Tamrock) jumbos se mantuvieron por los mecánicos del contratista, que trabajaron bajo la supervisión diaria de un técnico in situ de Tamrock, apoyada por un suministro de piezas adecuado. Nunca hubo una perdida debido a disponibilidad.

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Criterio de ruptura de Griffith

Artículo

Dr. Rafael Morales y Monroy

Introducción

El esfuerzo st se produce sobre una cara vertical al borde de la fisura con una inclinación crítica ( yc ) con respecto al esfuerzo principal mayor. Esta inclinación se alcanzará cuando

En el mundo de la Ingeniería Civil, de la Geotécnia, de la Mecánica de Rocas y de los Túneles y la estabilidad de macizos rocosos, es necesario conocer la forma en que se comportan las rocas al ser sometidas a esfuerzos que, aunque una roca tiene resistencias tan altas o mayores al concreto de alta resistencia, muchas veces sus “accidentes”: fisuras, fracturas, fallas, juntas, etc., le hacen presentar zonas de debilidad que deben de tenerse en cuenta durante cualquier diseño, sin embargo, en el análisis de la fractura, el criterio que sigue rigiendo es el de falla frágil, instituido por Griffith. A continuación se hace una descripción sucinta de tal criterio.

donde De donde se puede afirmar que st es máximo, cuando y =0°, llegando así al criterio macroscópico que permite expresar la ec. 1 como :

Parte del supuesto de que en una roca existe una red de fisuras microscópicas orientadas en todas direcciones y que al momento de la aplicación de los esfuerzos se producen concentraciones en los extremos de estas fisuras. Si estas concentraciones son suficientes para vencer la resistencia molecular, la primera fisura que se volverá inestable será la más larga y es aquella cuya orientación es la más favorable; la fisura se alargará hasta la ruptura macroscópica y el esfuerzo más desfavorable estará situado en los extremos de las fisuras.

(2) donde st es la resistencia a la tensión.

Entonces, si s1 + 3s3 > 0, la ruptura se producirá para la siguiente ecuación : (3)

Esta ruptura implica dos condiciones necesarias:

y para el caso de compresión simple, ella queda como:

1) De esfuerzo: ya que debe ser suficientemente grande para vencer la cohesión de la roca.

(4)

2) De energía: ya que debe estar liberada en cantidad suficiente para alimentar la energía de superficie de las dos nuevas superficies formadas por la propagación de la fisura.

Si s1 + 3s3 < 0, la ruptura se produce para la ecuación: (5) por tanto, se puede considerar que:

Criterio Original

(6)

Supone que es en las extremidades de las microfracturas que la condición de esfuerzo puede ser satisfecha, ya que la fractura tendrá lugar cuando el máximo esfuerzo de tensión (st) alcance el valor de la cohesión molecular ( so) de la roca; este esfuerzo está definido por:

(

1

)(

)

pero la relación (sc/st) = 8, es inferior a los valores experimentales.

Este criterio puede representarse en un plano s1-s3, (Fig. 2) y en otro plano s-t (Fig. 3).

(1)

donde Y= ángulo del eje mayor con la dirección s1

a= relación del eje menor al mayor, de la figura considerada.

Fig. 2 Criterio de Griffith

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donde se puede ver la misma forma de curva (parábola) del criterio original de Griffith, sobre el eje t, hasta el punto de coordenadas (0,2st); ésta parte corresponde a la fase de cerramiento de las fisuras.

En seguida, la principal diferencia con la teoría original, es la zona de transición, en la que algunas fisuras se cierran y finalmente, la fase en que todas las fisuras están cerradas; aquí también la curva vuelve a ser la misma que la original.

Criterio Energético de Griffith.

Fig. 3 Criterio de Griffith

Este criterio se basa en una aplicación del principio de la energía potencial mínima que establece que una fisura de tensión se propagará en un material frágil, cuando la energía liberada por el fracturamiento (Es) sobrepasa la energía necesaria para crear nuevas superficies de fractura (Ed):

Criterio de Griffith - McClintock-Walsh.

El criterio original de Griffith no toma en cuenta el cerramiento de las fisuras muy aplanadas antes de llegar al valor crítico st y tampoco a las fuerzas de fricción que pueden actuar sobre las superficies en contacto. Mc Clintock y Walsh sí hacen esta consideración y propusieron como ecuación para su criterio, para el caso de fisuras cerradas:

(10) donde

(7) despreciando el esfuerzo necesario para cerrar las fisuras.

2c = longitud de la fisura

Sobre esta base Griffith consideró que la variación de la energía potencial es igual a:

La ecuación anterior es idéntica a la ecuación presentada para el criterio de Mohr Coulomb desarrollada:

(11) donde: 4cg =

que puede reducirse, considerando un ensaye de compresión simple (s3 = 0) a:

y con m = 1, entonces

es el aumento de energía de superficie debido a la fisura.

(pc²s²/E) = disminución de energía debida a la variación de las fuerzas aplicadas y a la deformación del medio.

(8)

Derivando la ecuación anterior se encuentra una relación entre el esfuerzo crítico (sc) y la longitud de la fisura (c):

(9)

(12)

En un plano de coordenadas (s,t), esta ecuación toma la forma

que puede dibujarse como:

Fig. 5 Placa de espesor unitario con un módulo de elasticidad "E", sometido a tensión axial.

Fig. 4 Criterio de Griffith modificado

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Para una ruptura en tensión (Fig. 5), Griffith propuso la ecuación: (13) que relaciona los esfuerzos contra las deformaciones (s-E), representados en la figura 6. para esfuerzos:

para deformaciones

Fig. 7 Modos de propagación de las fisuras

Para el caso más general de estado de esfuerzos, en un terreno cualquiera, éste se encuentra representado por el verdadero estado de esfuerzos triaxial, en que:

Fig. 6. Gráfica esfuerzo-deformación para el criterio energético de Griffith.

Irwing hizo algunas consideraciones semejantes con una terminología diferente. Consideró que la energía potencial (W) de una fisura de longitud 2c, aumentaría en dc si W disminuye:

En las rocas se pueden encontrar tres tipos diferentes de fallas, dependiendo de la orientación y magnitud de sus esfuerzos:

donde G es la energía por unidad de superficie necesaria para alargar la fisura.

a) falla normal:

La fisura se vuelve inestable cuando G alcanza un valor Go igual a la resistencia a la propagación. G está definido como:

donde: K = s √ (pc) =

Go = Ko²/E,

factor de intensidad de esfuerzos, y

por tanto:

b) falla inversa:

(14) la cual es la misma que la Ec. (12), pero con Go = 2g ; se ve que los métodos difieren solamente por su terminología.

El mismo Irwing consideró, generalizando, que los esfuerzos en la vecindad de la fisura son de la forma: (15) y que existen tres modos diferentes de propagación de la fisura en la dirección original (Fig.7).

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5. La teoría de Mohr generaliza el criterio de Mohn-Coulomb a un estado de esfuerzos triaxiales donde las propiedades de los materiales están en función de los esfuerzos.

Los esfuerzos cortantes sobre el plano de deslizamiento alcanzan un máximo en función de la presión de confinamiento y las características propias del material.

c) falla transformante:

6. Para Griffith en tres dimensiones, el esfuerzo es depreciado por todos excepto por Murrell, quien propuso un paraboloide truncado de ecuación: (16)

Esta última falla, transformante, se presenta como un movimiento horizontal a lo largo de un plano vertical.

con un valor más real para el esfuerzo crítico: (17)

En los tres casos, la falla se produce para una cierta relación de (s1/s3).

Esta relación se expresa normalmente por una cierta ley, sea MohrCoulomb (resistencia última), sea Griffith-Irwing (balance energético).

pero, sin embargo, lejos de los valores experimentales.

Crítica de los Criterios

7. Las fracturas en tensión están orientadas perpendicularmente al esfuerzo menor σ3.

8. Para la aplicación del criterio de Griffith a las rocas es necesario conocer los valores de σt y σc. Para evaluarlos debe hacerse un ensaye de tensión utilizando la elasticidad.

Generalmente, el valor tomado para estas pruebas es superior al calculado teóricamente.

1. De manera general todos los criterios se basan en las condiciones de homogeneidad de esfuerzos, teoría de elasticidad, isotropía, y consideran dos mecanismos de fractura: a) por cortante: está dominado por el mecanismo de deformaciones pero, a grandes temperaturas y presiones de confinamiento, su comportamiento se vuelve dúctil. b) por tensión: se caracteriza por un aumento de espacios interatómicos que sobrepasan el equilibrio energético y consideran como despreciables las ligas atómicas. Su fractura es frágil para bajas temperaturas y presiones de confinamiento.

9. El criterio de Griffith, estudiado por Mc Clintock y Walsh, enfoca las fracturas como estáticas, en condiciones totalmente diferentes a las cinéticas, que dan un límite superior de la velocidad de fracturamiento y que cambian también el campo de esfuerzos. Para tomarlas en cuenta deben considerarse los factores de intensidad de esfuerzos dinámicos en lugar de los estéticos y sobre todo, las ecuaciones de movimiento en lugar de las de equilibrio.

2. Hablan siempre del “inicio de la ruptura” y miden la resistencia final, es decir, a la fractura macroscópica. Debe notarse una diferencia entre el inicio de la fractura y su propagación, además de dos condiciones de esfuerzo:

10. La orientación de una fisura elíptica abierta por un esfuerzo está dada con relación al ángulo pero, σt y σc están ligados entre sí, por lo que se ha dicho que el esfuerzo crítico es inferior a los valores reales, por tanto, debe ser más grande que el considerado.

a) condiciones en tensión: bajo estas condiciones los esfuerzos de inicio de la fractura y la falla total tienen casi el mismo valor. b) condiciones en compresión: bajo estas condiciones, los dos mismos puntos anteriores: de inicio de fractura y de falla total, están bastante alejados uno del otro.

11. Los criterios de Griffith-Mc Clintock-Walsh y el de Mohr-Coulomb, para grandes presiones de confinamiento son semejantes, luego del cerramiento de todas las fracturas pre-existentes en el material.

12. La forma de la fisura considerada por Griffith fue una elipse aplanada, y una sola para todo el proceso de fractura.

3. Los criterios no toman en cuenta la presión del agua intersticial, para la cual, deberá hacerse una consideración adicional.

4. El criterio de Mohr-Coulomb se hizo para compresión.

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Agenda Boletín REVISTA BoletínAmitos Amitos

Agenda

19th Microtunneling Short Course

3º Congreso Brasileño de Túneles y Estructuras Subterráneas

Sede: Colorado School of Mines Campus in Golden Lugar: Golden, Colorado Fecha: 7, 8, 9 y 10 de febrero de 2012 Informes: www.microtunneling.com Teléfono (303) 444 - 2650

Sede: Sao Paulo Lugar: Centro Fecomercio de Eventos Fecha: 20 a 22 de marzo de 2012 Informes: 3cbt@acquacon.com.br

www.acquacon.com.br/3cbt

2o Simposio Internacional Sobre Túneles y Lumbreras en Suelos y Rocas

Colloquium on Using Underground Space in Urban Areas in South-East Europe UNDER CITY

Sede: Por confirmar Lugar: Ciudad de México Fecha: 8, 9 y 10 de febrero de 2012 Informes: amitos@amitos.org y

simposiotuneles2012@smig.org.mx Tel. 5528 3611 , 5677 3730 y 5679 3676

Sede: Dubrovnik, Croatia Lugar: Hotel Congress Centre “Lacroma” Fecha: 12 al 14 de abril de 2012 Informes: Tanga Rabar www.hubitg.com Tel. + 385 51 410 447

2nd International Conference on RoadaAnd Rail Sede: Dubrovnik Lugar: Croatia Fecha: 7 al 9 de mayo de 2012 Informes: Prof. Stjepan Lakusic

laki@grad.hr www.grad.unizg.hr/cetra Tel. + 385 146 39 245

38th General Assembly of ITA Sede: Bangkok Tailandia Lugar: WTC Fecha: 20 al 23 de mayo de 2012 Informes: www.ita-aites.org

secretariaita-aites.org Tel. +41 21 693 23 10

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Las cinco vocales en el idioma español

aeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeioua eiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouae La famosa escritora española Lucía Echevarría, ganadora del Premio Planeta, dijo iouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaei en una entrevista, que “murciélago” era la única palabra en el idioma español que ouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeio contenía las 5 vocales. uaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiou aeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeioua Un lector, José Fernando Blanco Sánchez, envió la siguiente carta al periódico eiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouae ABC, para ampliar su conocimiento. iouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaei ouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeio uaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiou aeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeioua eiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouae Carta al director del diario ABC iouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaei ouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeio Acabo de ver en la televisión estatal a Lucía Echevarría diciendo que, “murciélauaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiou go“ es la única palabra en nuestro idioma que tiene las cinco vocales. aeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeioua eiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouae Mi estimada señora, piense un poco y controle su “euforia”. iouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaei ouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeio Un “arquitecto” “escuálido”, llamado “Aurelio“ o “Eulalio”, dice que lo más “auténuaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiou tico” es tener un “abuelito” que lleve un traje “reticulado” y siga el “arquetipo” de aeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeioua aquel viejo “ reumático” y “repudiado”, que “consiguiera” en su tiempo, ser “esquieiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouae lado” por un “comunicante”, que cometió “adulterio” con una “encubridora” cerca iouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaei del “estanquillo”, sin usar “estimulador”. ouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeio uaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiou Señora escritora, si el “peliagudo” “enunciado” de la “ecuación” la deja “irresoluta”, aeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeioua olvide su “menstruación” y piense de modo “jerárquico”. eiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouae iouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaei No se atragante con esta “perturbación”, que no va con su “milonguera” y “meouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeio ticulosa” “educación”. uaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiou aeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeioua Y repita conmigo, como diría Cantinflas: eiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouae iouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaei ¡Lo que es la falta de ignorancia! ouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeio uaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiou aeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeioua eiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouae iouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaei ouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeio uaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiou aeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeioua eiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouae iouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaei ouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeio uaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiou aeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeioua eiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouaeiouae 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