Asimismo se impartió un curso presencial de “Diseño por Sismo” como parte de la capacitación que ha programado la Secretaría de Actualización Profesional. El 06 de noviembre realizamos la Asamblea Extraordinaria en la que tratamos temas de capacitación, proceso electoral, la inclusión del Código de Ética y la actualización de los estatutos del Colegio. Como antesala a la tradicional posada navideña, el Comité de Damas organizó la campaña “Esferas regalo” que consiste en dar un obsequio a un adulto mayor del Asilo Bocado del Pobre y convivir con ellos. Me es muy grato felicitar a la Dra. Guadalupe Irma Estrada Gutiérrez, Coordinadora Editorial de esta revista por haber obtenido su grado de Doctora en Ingeniería el pasado 24 de octubre. Finalmente, agradezco al C.P. Alejandro Cano Ricaud, Director General de Grupo Cano por habernos recibido tan cálidamente en su empresa y darnos un recorrido para conocer el proceso de producción de las estructuras metálicas, así como por brindarnos la entrevista para esta edición.
I.C. Jorge Luis González Mendoza Presidente del XXXII Consejo Directivo del Colegio de Ingenieros Civiles de Chihuahua, Chih., A.C.
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es un gusto informarles que entre las actividades que tuvimos en el Colegio en los meses previos a esta edición, se entregó un reconocimiento a los socios del Colegio que participaron en el macro simulacro que organizó la Coordinación Estatal de Protección Civil el 21 de septiembre con motivo de la Semana Nacional de Protección Civil.
M.A.C. Jorge Luis González Mendoza Presidente
Dr. Fernando Rafael Astorga Bustillos Vicepresidente
I.C. Sandra Patricia Escobedo Sígala Secretaria General
M.I. Víctor Mireles Villegas
Consejo directivo XXXII
Secretario General Suplente
M.A. Pedro Romero Solís Tesorero
I.C. José Antonio Montes Madrid Tesorero Suplente
I.C. Oscar Rafael Ruiz Medina
Secretario de Actualización Profesional
M.V. Marco Alejandro Leyva Valenzuela Secretario de Actualización y Certificación
I.C. Víctor Manuel Amador Ponce de León Secretario de Servicio Social
M.D.U. Luis Carlos Máynez Hernández
M.I. Martha Lorena Calderón Fernández Dr. Antonio Campa Rodríguez I.C. José Antonio Cervantes Gurrola M.I. América Martínez Soto M.D.U. Luis Carlos Máynez Hernández Dra. Cecilia Olague Caballero I.C. Martha Delia Orona Baylón I.C. Irve Ikoval Paredes Rueda M.A. Arturo Rocha Meza I.C. Raúl Sánchez Küchle
Secretario de Comunicación y Difusión
Misión de la Revista CICDECH
“Presentar un modelo de excelencia para proyectar la contribución del Ingeniero Civil en el desarrollo de la sociedad y promover la actualización técnica, desarrollo humano y ética profesional de los socios del Colegio”.
CICDECH, Año 26, Núm. 163, noviembre /diciembre 2018, es una publicación bimensual editada por el Colegio de Ingenieros Civiles de Chihuahua, Chih., A.C., Av. Politécnico Nacional No. 2706, Col. Quintas del Sol, C.P. 31250, Chihuahua, Chih., Tel: (614) 4300559 y 4300865, www.cicchihuahua. org. Editor responsable: Dr. Fernando Rafael Astorga Bustillos. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo No. 04–2015-072116021400-102, ISSN 2448-6361, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Certificado de Licitud de Título y Contenido con No. 16680, otorgado por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Impresa por Carmona impresores, Blvd. Paseo del Sol #115, Jardines del Sol, 27014 Torreón, Coah. Distribuida por el Colegio de Ingenieros Civiles de Chihuahua, Chih., A.C., Av. Politécnico Nacional No. 2706, Col. Quintas del Sol, C.P. 31250, Chihuahua, Chih. Este número se terminó de imprimir el 29 de octubre del 2018 con un tiraje de 2,000 ejemplares. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del Colegio de Ingenieros Civiles de Chihuahua. Los contenidos podrán ser utilizados con fines académicos previa cita de la fuente sin excepción.
Dra. Guadalupe Irma Estrada Gutiérrez Edición bimensual Año 26, Núm. 163 noviembre/ diciembre 2018 Chihuahua, Chih.
Revista del Colegio de Ingenieros Civiles de Chihuahua, Chih., A.C. Av. Politécnico Nacional No. 2706 Chihuahua, Chih. México Tels. (614) 4300559 y 4300865
Chihuahua, Chih., A los socios, favor de enviar sus colaboraciones a: ingenieros@cicchihuahua.org El contenido de los artículos es responsabilidad de los autores. www.cicchihuahua.org
EDITORIAL
Consultoría, comunicación & rp Av. San Felipe No. 5 Chihuahua, Chih., México Tel. (614) 413.9779 www.roodcomunicacion.com
M.I. Arturo Alejo Tepate Dr. José Francisco Armendáriz López M.A.C. Vanessa Baeza Olivas M.I.H. Fabián V. Hernández Martínez M.E. Marco Alberto Madrid Pérez Dr. José Mora Ruacho M.V.T. Manuel de Jesús Rincón Camacho M. en Arq. Miguel Isaac Sahagún Valenzuela I.C. Irving Osorio Santos
Indexada en
CONTENIDO
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Reflexiones sobre auditoría y rendición de cuentas en la obra pública M.A.C. e I.C. Vanessa Baeza Olivas
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La iluminación natural Dr. José Francisco Armendáriz López y M. en Arq. Miguel Isaac Sahagún Valenzuela
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Plan de desarollo de la ciudad I.C. Martha Delia Orona Baylón
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Breve historia del desarrollo de la infraestructura de nuestro Colegio I.C. y M. A. Miguel Arturo Rocha Meza
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El rol de las estructuras de concreto en la absorción de CO2 Dr. José Mora Ruacho y M.I.H. Fabián V. Hernández Martínez
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Entrevista con el C.P. Alejandro Cano Ricaud
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El método de los elementos finitos aplicado en la ingeniería biomédica M.E. Mario Alberto Madrid Pérez y M.I. Manuel de Jesús Rincón Camacho
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Diseño Superpave contra diseño Marshall M.I. Arturo Alejo Tepate
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Las mezclas asfálticas y las tendencias I.C. Irving Osorio Santos
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Urbanismo, 50 sombras de verde M.D.U. Luis Carlos Máynez Hernández
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Reflexiones sobre auditoría y rendición de cuentas en la obra pública M.A.C. e I.C. Vanessa Baeza Olivas Universidad Autónoma de Chihuahua / Facultad de Ingeniería CICDECH Año 26, Núm.163 / noviembre - diciembre 2018
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ara lograr las metas y objetivos de cualquier proyecto puesto a nuestra disposición se requiere la rendición de cuentas, así sea algo mínimo o modesto ya que va de por medio nuestra imagen profesional y personal.
Ganarse la confianza requiere esmero y tiempo. La eficacia y la eficiencia son fundamentales. Hacer bien las cosas no es suficiente, es necesario que en las acciones y la toma de decisiones de cada proceso se procure dejar evidencia suficiente y competente. De esta forma, de principio a fin en nuestra administración y para un proyecto determinado, se debe estar en condiciones de informar, aclarar y mostrar los resultados del buen desempeño (SFP, 2018). Ahora bien, con independencia y total derecho que tiene el cliente o ente público de exigir resultados favorables durante o al término de nuestra gestión es importante que dentro de las múltiples actividades técnicas y administrativas que amerita el proyecto esté presente invariablemente en nuestro vocabulario la rendición de cuentas. Hay que crear confianza con un alto grado de credibilidad, confirmación veraz, exacta y oportuna. Sin duda es la mejor manera de allegarse de mejores oportunidades en el futuro inmediato. Algunas personas temen a las auditorías e históricamente esta sensación se hereda de manera tácita a las nuevas generaciones. Hay que cambiar esta dinámica. La auditoría en sí representa una oportunidad y es una herramienta útil para conocer el grado de eficacia y eficiencia. El hecho y derecho de realizar observaciones para corregir o prevenir cualquier posibilidad anómala sobre una mala actuación, puede ser motivo para fincar responsabilidades, esto no debe ser factor para atemorizar por ningún motivo a un verdadero profesional. Cumplir con nuestros deberes a caba-
INGENIERÍA CIVIL
lidad en el sentido más amplio, particular y específico en el día a día da solidez y fortaleza. Quizás muchos de los problemas no resueltos y que son comunes (Leonard, 1977) de los procesos de obra que redundan en observaciones de auditoría y que posiblemente no están dentro de los alcances de los auditores o no se logran visualizar a plenitud, son los siguientes: • El inmediato superior garantiza la responsabilidad, pero en la práctica con frecuencia se niega la autoridad. • En la rendición de cuentas (muchas veces) no se fomenta verdaderamente, pero en documentos se mantienen estándares adecuados y convenientes. • El líder del proyecto está propenso a ser manipulable por su inmediato superior quien es el responsable de dar continuidad a su contratación. • El líder del proyecto asume la responsabilidad pero el inmediato superior dirige el proyecto. • El contratista, de tener alguna ventaja congraciándose con el inmediato superior minimiza la actuación del líder del proyecto con la tibieza e indolencia del superior. • Poca o nula maduración de un proyecto previo a su construcción. • Despliegue de poder del inmediato superior al dejar manifiesto que tiene estrecha cercanía con el funcionario jerárquicamente de mayor rango. • Acciones coercitivas para desmembrar un sistema establecido y llevar las riendas del proyecto. • Se conoce a quien dirige tras bambalinas pero no existen registros de su actuación, ni persona que se atreva a evidenciar. Puede decirse que aunque la parte técnica-administrativa es laboriosa, en la obra se puede tener el conocimiento suficiente para salir adelante con el proyecto. El descontrol en ocasiones se ve venir de los mandos superiores al líder del proyecto que por aparecer en escena se toman decisiones fuera del orden establecido que un proyecto ejecutivo tiene previsto, esto sin duda genera mayor trabajo en campo, costos y tiempos que poco a poco van mermando cualquier iniciativa de dirección y control por el responsable directo de las acciones de obra (Rodríguez, 1995).
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jados de una actividad técnica creativa y de desarrollo profesional. Peor aún es que pueden generar vicios administrativos que pueden arraigarse en nuestra juventud profesionista recién egresada. Al atender lo anterior, entonces es deseable reflexionar y aspirar a que con el trabajo arduo y preciso se tengan mejores condiciones de trabajo y de negocios. Las empresas, los profesionistas y las instituciones requieren reforzar cada proceso. Paso a paso es posible mejorar algunos puntos básicos a considerar (de muchos otros por comentar): • Fortalecer las instituciones con el actuar cotidiano eficiente y eficaz. • Preparar al profesionista desde las aulas para garantizar mejores prácticas. • Formar y capacitar de forma constante a líderes de proyecto. • Dar independencia al líder del proyecto. • Revisar la eficacia de los mecanismos de transparencia y de resultados. • Dar mayor peso a la revisión de la planeación y establecer acciones de mejora. • Asegurarse que las políticas de fomento de la rendición de cuentas no sólo desciendan a los niveles operativos sino también a los jerárquicos superiores. • Revisar los mecanismos de denuncia responsable. Referencias • SFP (2018). Guía General de Auditoría Pública. Secretaría de la Función Pública. México. • Rodríguez (1995). Sinópsis de Auditoría Administrativa. Ed. Trillas. Séptima Edición. Pp. 32. • Leonard (1977). Auditoría Administrativa. Editorial Diana. México. Pp.37.
Cuando la toma de decisiones no se da directamente por el líder del proyecto y que solo éste las promueve para que el superior jerárquico indique si se hace, cómo se hace y cuándo se realizan, entonces se cae en un vacío tanto de responsabilidad como de autoridad en obra aunado a los problemas de costo, tiempo y legalidad en su caso. Desde luego afecta a una rendición de cuentas sobresaliente. Se pueden mencionar uno y más cuestionamientos, pero al final si algo no sale bien el líder del proyecto como responsable del mismo absorbe este descontrol y requiere recomponer el rumbo en la medida de lo posible. Este es un problema constante, real pero poco atendido, lo cual se convierte en procesos cíclicos, enfadosos y ale-
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DESARROLLO SUSTENTABLE
La iluminación
natural
Dr. José Francisco Armendáriz López y M. en Arq. Miguel Isaac Sahagún Valenzuela Universidad Autónoma de Baja California CICDECH Año 26, Núm. 163/ noviembre - diciembre 2018 no de los retos de mayor importancia a nivel mundial es dejar de producir electricidad a partir de combustibles fósiles. La quema de carbón y derivados del petróleo, además de contribuir al cambio climático emite diversos contaminantes que afectan el equilibrio de los ecosistemas y a la salud humana.
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Entre los compuestos contaminantes emitidos por las plantas eléctricas basadas en combustibles fósiles se encuentran el monóxido de carbono (CO), los óxidos nitrosos (NOx) los óxidos de azufre (SOx) y los compuestos orgánicos volátiles (COV). Estos contaminantes son responsables de enfermedades crónicas como padecimientos cardiacos, asma y cáncer de pulmón.
A nivel internacional, se estima que la iluminación artificial es responsable del 21 % del consumo total de energía. Esto es, 3 % para espacios públicos y carreteras, 7 % para el sector comercial y de servicios, 8 % para el sector residencial y 3 % para el sector industrial. Por ello, aparatos electrónicos y eléctricos de menor consumo, así como mejores prácticas de iluminación natural son fundamentales para lograr edificios energéticamente eficientes. De hecho, contar con niveles de confort dentro de los espacios construidos está íntimamente relacionado con la disponibilidad de luz natural. Los reglamentos de construcción tienden a ser cada vez más estrictos en función de garantizar niveles mínimos de exposición solar; incluso, en algunos países se ha establecido el concepto “derechos solares”.
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7 % sector comercial y de servicios
8 % sector residencial
3 % sector industrial
21 % del consumo total de energía
Satisfacer totalmente las necesidades de electricidad a partir de fuentes renovables de energía representa una inversión económica importante que los diferentes gobiernos internacionales difícilmente podrán cubrir a corto o incluso a mediano plazo. Por esta razón, es importante encontrar alternativas que disminuyan el consumo de electricidad en cualquier tipo de actividad.
3 % espacios públicos y carreteras
07 Es importante considerar que el ser humano se ha adaptado con el paso del tiempo a determinados patrones de luz natural, que también influyen en sus estados de ánimo, niveles de atención, rendimiento laboral y hasta la producción de vitamina D. Cuando una persona no tiene una exposición regular a la luz del sol empezará a presentar síntomas de fatiga, estrés y trastornos emocionales. En el diseño de los edificios es frecuente que se utilicen fachadas acristaladas por motivos estéticos, favorecer la iluminación natural, generar vistas agradables y disminuir los costos de construcción. No obstante, en realidad lo que se consigue es incrementar los costos de mantenimiento del edificio, puesto que el exceso de vidrio incrementa las temperaturas interiores y consecuentemente los tiempos de uso de equipos de climatización. Según algunos estudios, una adecuada iluminación natural puede reducir un 25-30 % el consumo de energía. Sin embargo, cuando ésta no es apropiada llega a representar el 50 % del consumo eléctrico por afectar indirectamente a la climatización del edificio como en el caso de los edificios con fachadas acristaladas. Lo anterior se debe a que las superficies acristaladas ganan y acumulan el calor durante las horas en que se encuentran expuestas a los rayos solares. Son incontables los casos en que los edificios con estas características cuentan con persianas o cortinas que se contraponen al propósito de contar con una vista agradable a la ciudad o algún paisaje natural. La comodidad lumínica depende de las actividades que se realizan en el lugar específico, la edad de la persona, los horarios, las características de color y texturas de las superficies internas, así como de la forma y tamaño de las ventanas. Asimismo, se debe tener en cuenta que cierto nivel de luminosidad adecuado para determinada actividad puede ser insuficiente o excesivo para otras actividades. Actualmente existen diversos métodos e índices que evalúan la iluminación natural para contextos climáticos específicos. La normatividad europea establece criterios de comodidad visual en cuanto a la cantidad y distribución de la luz, la calidad de reproducción de colores, los riesgos de deslumbramiento o incluso la fisiología del ojo humano. En el caso de México, la NOM-028-ENER-2010 se limita a la eficiencia mínima para la iluminación en edificios. Las estrategias de diseño que se pueden utilizar para favorecer una iluminación natural satisfactoria son diversas. Pese a ello, su selección debe tener un cuidado especial en considerar las condiciones climáticas específicas de la localidad, el tipo de actividades que se realizarán y el mantenimiento específico requerido por la estrategia en particular.
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TECNOLOGÍA
Para edificios que ya han sido construidos con fachadas acristaladas la solución más práctica es poner una estructura exterior adicional tipo persiana. Los materiales, dimensiones, colores, texturas y ángulos de inclinación de las persianas deben corresponder a la trayectoria solar anual de la localidad y a la orientación específica del edificio. Una estructura tipo persiana permite la entrada de luz natural, pero no del calor. Por otro lado, una recomendación general para climas cálidos secos es procurar que el eje largo de la construcción sea este-oeste. La razón para ello es que la complejidad para satisfacer las condiciones de iluminación natural y climatización natural del edificio es menor si la superficie de los muros expuestos al este y al oeste es la menor posible. Finalmente, el diseño de la iluminación natural aún tiene un amplio margen de mejora desde el punto de vista técnico. Igualmente, ante el uso masivo de la tecnología LED, será imprescindible no perder de vista en los próximos años que la iluminación natural, además de jugar un papel importante desde el punto de vista económico y ambiental, también lo hace desde el punto de vista de la salud humana. Referencias Diaz-Mendez, S. E. et al. (2018) Economic, environmental and health co-benefits of the use of advanced control strategies for lighting in buildings of Mexico. Energy Policy, 113, 401–409. Gago, E. J. et al. (2015) Natural light controls and guides in buildings. Energy saving for electrical lighting, reduction of cooling load. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 41, 1–13. Galatioto, A. y Beccali, M. (2016) Aspects and issues of daylighting assessment: A review study. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 66, 852– 860. Kwon, S.-Y. y Lim, J.-H. (2017) Multi-objective context-adaptive natural lighting system. Energy and Buildings, 144, 61–73. Makaremi, N. et al. (2017) Quantifying the effects of interior surface reflectance on indoor lighting. Procedia Engineering, 134, 306-316. Mangkuto, R. A. et al. (2014) Comparison between lighting performance of a virtual natural lighting solutions prototype and a real window based on computer simulation. Frontiers of Architectural Research, 3, 398-412. Michael, A. y Heracleous, C. (2017) Assessment of natural lighting performance and visual comfort of educational architecture in Southern Europe: The case of typical educational school premises in Cyprus. Energy and Buildings, 140, 443–457. Montoya, F. G. et al. (2017) Indoor lighting techniques: An overview of evolution and new trends for energy saving. Energy and Buildings, 140, 50-60. Ramírez, E. et al. (2013) Development of a suitable synthetic projection to simultaneously study solar exposure and natural lighting in building windows. Energy and Buildings, 65, 391–397. Wong, I. y Yang, H. X. (2012) Introducing natural lighting into the enclosed lift lobbies of highrise buildings by remote source lighting system. Applied Energy, 90, 225–232.
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INGENIERÍA CIVIL
Plan de desarrollo de la ciudad
I.C. Martha Delia Orona Baylón Colegio de Ingenieros Civiles de Chihuahua CICDECH Año 26, Núm. 163/ noviembre - diciembre 2018
En nuestra ciudad existe un Plan de Desarrollo Urbano al 2040, elaborado y actualizado por la institución municipal de su competencia que toma en cuenta los temas básicos para su elaboración, observación y actualización.
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n México a partir de la década de 1970 se inició la institucionalización de la planeación urbana, al regular y ordenar el crecimiento de las ciudades a través de la Ley de Asentamientos Humanos. A partir de entonces se comenzó a atender el crecimiento desmedido de las grandes ciudades y sus áreas metropolitanas, resultado del aumento de la población urbana, estimado en un 80 % contra el 20 % de la población rural. El planeamiento o planificación urbana se refiere al conjunto de instrumentos técnicos o normativos que se establecen para ordenar el uso del suelo y regular su cambio o conservación, al tener un proyecto de modelo de ordenación para una ciudad. Una buena herramienta fue la de elaborar planes de desarrollo urbano como el que existe en nuestra ciudad con una visión al año 2040. Para diagnosticar y plantear estrategias de un plan de desarrollo de ciudad es necesario tomar en cuenta tres grandes temas básicos: 1.- La población. 2.- El desarrollo social. 3.- El aspecto cultural. Señales que manifiestan lo que requiere una sociedad dinámica para lograr una convivencia en la que se tomen en cuenta sus necesidades y lograr una buena calidad de vida, bienestar social y el desarrollo pleno de sus derechos.
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Población Auxiliándose de datos de población para un análisis en nuestra ciudad con informe del Consejo Nacional de Población de la ciudad de Chihuahua (estadística dada por quinquenio) hasta el año 2015 se presentaba una población de 885 386 habitantes con 1.86 % de tasa media de crecimiento anual (datos como lo analiza el INEGI) y en la misma fuente se obtuvo que en el 2010 la misma tasa era de 1.57 %, como se observa creció de un quinquenio al anterior, en un análisis ligero podemos interpretar que nuestra ciudad ofrece atractivos para el desarrollo de los ciudadanos y que se generó un incremento poblacional a través de una inmigración. De esa población se informa que el 51.3 % son mujeres y el 48.7 % son varones; se estima también que la población de Chihuahua es joven ya que la mitad de la población es menor de 28 años. Para diagnosticar y elaborar la estrategia de los asentamientos humanos es muy importante tomar en cuenta la densificación y preparar programas de población compacta o proyectar la infraestructura para zonas que lleven los servicios que se requieren, por ejemplo la población joven requiere de centros educativos; apoyados con la información existente del crecimiento productivo y económico se pueden establecer zonas de comercio y de instalación de plantas industriales, espacios culturales, recreativos, vías de comunicación, en fin planificar los lugares que necesita la comunidad. En este mismo tema de soporte para la observación del PDU40 se ha determinado que la cantidad de densidad poblacional promedio en el 2015 fue de 35.6 hab/ha, cantidad que se trata
11 de controlar para tener un mejor aprovechamiento del suelo y disminuir un crecimiento disperso que hace más elevado el costo de la ciudad. Desarrollo social Uno de los grandes temas que contempla un plan de desarrollo de la ciudad es el desarrollo social, sabemos que en todas las ciudades existen áreas que ofrecen una buena calidad de vida y otras no. Áreas desfavorecidas donde las condiciones para cumplir con una calidad de vida no presentan un buen calificativo; esas mismas comparaciones son más marcadas entre ciudades o poblaciones del mismo municipio. En nuestra ciudad tenemos zonas de población en las que no se cuenta con los servicios básicos, agua, drenaje, electricidad y pavimento, así como un equipamiento urbano. En el decreto publicado en el Diario Oficial en diciembre del 2014 se declaró la ZAP (Zona de Atención Prioritaria) para el municipio de Chihuahua en 51 zonas en las que se registran índices de rezago, pobreza y marginación, factores que ponderan para hacer la declaración. Para declarar el ZAP por pobreza se le define a la misma desde tres aspectos: • No hay bienestar económico si relacionamos que la necesidad de bienes y servicios no la cubre el ingreso percibido. • Carencia del ejercicio de sus derechos para el desarrollo social, recordemos que el trabajo y la, la educación son derechos, por mencionar algunos. • Carencia de incorporar al individuo al contexto territorial como son las características geográficas, sociales y culturales. Un ejemplo de esta carencia es la falta de arraigo a su ciudad o país que provoca la necesidad de emigrar. También dijimos que se declara la ZAP desde el concepto de rezago social, es una medida ponderada con los índices de salud, educación, servicios básicos urbanísticos y espacios de vivienda. Si estos índices están bajos, existe el rezago. El aspecto de marginación para declarar la ZAP es resultado de las carencias de los puntos anteriores que obliga a que vivan en zonas inaccesibles, viviendas dispersas, sin servicios de salud, lo cual impide el pleno desarrollo de su potencial humano. Las instituciones encargadas de determinar esos índices y recomendar las atenciones son la SEDESOL y CONEVAL.
Desarrollo cultural La actividad cultural más importante de los chihuahuenses es ver la televisión, el IMPLAN le asigna una 31 %, escuchar música un 28 %, a la práctica del deporte un 14 % y quedan muy por de bajo los porcentajes de la asistencia al teatro, los conciertos y las bibliotecas. Dentro de las actividades analizadas se observa que es prioritaria la construcción de espacios deportivos y los parques, lo ideal sería contemplarlo dentro del proyecto de equipamiento de la ciudad y vigilar que los desarrollos lo cumplan. Configuración de la ciudad La ciudad de Chihuahua en cuanto al uso de suelo sigue preferentemente una extensión horizontal que provoca demasiado uso, un fuerte costo al llevar los servicios urbanísticos y una gran movilidad, sin embargo, en estos últimos años se han construido algunos edificios que combinan el uso habitacional, comercial y los servicios, proyectos dirigidos a una clase social de altos ingresos, por lo que representa un porcentaje bajo dentro del crecimiento de la ciudad. Existe una falta de consolidación urbana integral representada bajo tres vertientes: • Los asentamientos periféricos con el concepto de exclusividad y seguridad, pero carentes de equipamiento y algunos servicios para una buena calidad de vida. • La ocupación de áreas vacías subutilizadas dentro del casco urbano y que cuenta con todos los servicios urbanísticos. • Los asentamientos periféricos con alto grado de pobreza y marginación que carecen de infraestructura urbana, equipamiento y que están distantes de centros de trabajo y educativos, generando una fuerte movilidad. El Plan de Desarrollo Urbano de la Ciudad de Chihuahua 2040 es un valioso instrumento para hacer de la ciudad un gran centro en el que se logre un desarrollo sostenible, elaborado bajo la participación ciudadana y la institucional. Referencias Estadísticas de INEGI Consejo Nacional de Población Documentos y gráficas del IMPLAN
En cuanto a las actividades económicas existe un balance en la diversidad y destacan la industrial, construcción, comercio, transporte, los servicios de la industria y las actividades terciarias, que son las de mayor peso. Como estrategia está haber creado los corredores comerciales y los parques industriales.
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INGENIERÍA CIVIL I.C. y M. A. Miguel Arturo Rocha Meza Colegio de Ingenieros Civiles de Chihuahua CICDECH Año 26, Núm. 163/ noviembre - diciembre 2018
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a Asociación Civil se constituyó el 03 de noviembre de 1959 por doce socios que se encontraban reunidos en el sótano del Café de la Esquina cuya ubicación era Av. Independencia y calle Victoria.
Las primeras reuniones del Colegio se realizaban en diferentes oficinas de los presidentes en turno y en cafeterías.
En 1971 el Ing. Homero Talavera Mendoza era presidente del Colegio y durante su gestión se obtuvo un terreno que donó el municipio ubicado en la Av. Juárez y Calle 45, se realizaron algunos anteproyectos para construir el local sede del Colegio, pero debido a la topografía, a sus dimensiones y a su ubicación se tuvo que rechazar su posible uso y el terreno fue revertido al municipio. En 1972 el presidente del Colegio era el Ing. José María Aguirre y se decidió rentar una oficina ubicada en la calle 3ª No. 1603 entre el Paseo Bolívar y la calle Coronado. En esa oficina un servidor se inscribió como socio en 1975 gracias a Año 26, Núm.163/ noviembre - diciembre 2018
que el Ing. Luis Jiménez me acompañó a registrarme y conocer las oficinas del Colegio. Durante la gestión del Ing. Juan José Leataud en 1978 se obtuvo una donación por parte del municipio de un terreno ubicado en la Av. Politécnico Nacional, donde actualmente se encuentran las instalaciones del Colegio. En aquél entonces el terreno donado constaba de 1 150 m2. El 03 de mayo de 1979 se puso la primera piedra y se dio inicio a la construcción de un edificio con una superficie de 220 m2 que contaba con el salón para juntas (hoy Salón Presidentes) oficina, baños y una pequeña vivienda para el velador; la obra estuvo a cargo del Ing. Miguel Mata. Cabe mencionar que este primer edificio se realizó principalmente con materiales y M. O. donados por contratistas del INFONAVIT y empresas comerciales del ramo. En 1984 durante la presidencia del Ing. Alberto Flores Safa se construyó un edificio en la parte posterior del terreno que
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constaba de una cancha de padle raquet, vestíbulo y baños, un total de 154 m2 construidos. En diciembre de 1985 durante la gestión del Ing. Jesús Bustillos se consiguió la donación por parte del Gobierno del Estado de un terreno adyacente que constituyó la segunda donación de terreno con una superficie de 1 115 m2. En 1986 fue el mismo Gobernador del Estado, Don Saúl González Herrera quien colocó la primera piedra para la segunda etapa de construcción. En el periodo comprendido entre los años 1988 y 1995 durante las administraciones de los ingenieros Pompeyo Portillo, Arturo Rocha, Fernando Ortega y Alfonso Cabello se construyó en una superficie de 375 m2 el edificio que actualmente ocupa el Salón Nueva Vizcaya, vestíbulo, Salón Fundadores, servicios sanitarios, cancha de básquetbol y estacionamiento. Entre 1998-1999 cuando fue presidente el Ing. Daniel Méndez, se construyó la planta alta del edificio original que actualmente ocupa los salones de juntas de consejo directivo, cubículo de contadora, oficina del consejo consultivo y centro de negocios con un área de 200 m2. En el año 2005 el Ing. Francisco Villaverde era el presidente del Colegio y se consiguió la donación por parte de Gobierno del
Estado de un terreno adyacente de 2 230 m2 que será complemento de nuestro estacionamiento y nos permitirá permanecer en esta ubicación ya que el crecimiento de nuestra membresía y la falta de estacionamiento provocaban problemas a los vecinos los días de asambleas y eventos. Durante el año 2016 el Ing. René Pacheco, presidente en ese entonces del Colegio inició la ampliación de nuestras oficinas y del salón de consejo contando con un área de 150 m2. En 2017 se concretó la donación con la anuencia del actual Gobernador Javier Corral del terreno adyacente de nuestro actual estacionamiento con un área de 1 867 m2 hasta el límite poniente de la propiedad de la Junta Central de Agua y Saneamiento.
Contamos con un terreno de
6 365 m2
El total de área construida es de
1 101 m2
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INGENIERÍA CIVIL
El rol
de las estructuras de
concreto
en la absorción de CO2
Dr. José Mora Ruacho y M.I.H. Fabián V. Hernández Martínez Universidad Autónoma de Chihuahua / Facultad de Ingeniería CICDECH Año 26, Núm.163/ noviembre - diciembre 2018
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l cambio climático es un tema muy conocido en los medios de información y su difusión ha llegado a sensibilizar a gran parte de la sociedad, por lo que se ha comenzado a tomar conciencia de su dimensión en las posibles consecuencias desalentadoras para el ciclo del medio ambiente. El Panel Internacional de Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés) advierte que el incremento en la composición de la concentración de muchos compuestos en la atmósfera impactarían de forma negativa el clima global. Estos compuestos se denominan comúnmente como gases de invernadero. Los gases de invernadero se pueden emitir de fuentes naturales o antropogénicas. De estos compuestos los más notables son el dióxido de carbono, CO2 y el metano que son muy estables en la atmósfera y que pueden impactar el clima por largos periodos de tiempo. La Figura 1 muestra las concentraciones promedio de CO2 en los últimos 20 000 años, según la IPCC.
En todos esos años, el subsuelo se ha encargado de absorber el CO2 depositándolo en grandes yacimientos de carbonatos que se encuentran en muchas zonas del mundo. Actualmente y en respuesta a estos impactos se hacen esfuerzos para reducir las emisiones de estos gases de CO2 para las próximas décadas. Como respuesta a este problema, una de las soluciones es considerar la infraestructura construida con concreto en todo este tiempo y formar parte junto con otras de ellas en el papel de absorción del CO2 y almacenarlo en un proceso llamado comúnmente como carbonatación. Esta forma se puede ver simplemente como una alternativa adicional del ciclo tan complejo de la carbonatación. El CO2 puede absorberse en estructuras de concreto expuestas a la atmósfera, como los edificios, puentes y pavimentos. Pero además las estructuras de concreto no necesariamente deben estar expuestas en la atmósfera para que este proceso ocurra. También pueden considerarse las estructuras de tubería y cimentaciones que pueden absorber CO2 desde el aire al subsuelo y pueden además absorber CO2 disuelto presente en las aguas subterráneas, dulces y saladas. ¿Cómo se absorbe el CO2 en el concreto?
Figura 1. Concentración de CO2 en la atmósfera desde los últimos 20 000 años.
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En entornos húmedos el CO2 de la atmósfera forma una solución acuosa ácida que puede reaccionar con la pasta de cemento hidratado del concreto y tiende a reducir el valor del pH de valores de 13 o 14 hasta el valor neutro. Este proceso como se ha comentado anteriormente se conoce como carbonatación (Figura 2). Además de esto, otros gases presentes en la atmósfera como el SO2 pueden neutralizar la alcalinidad del concreto, pero su efecto se limita normalmente sólo en la superficie del elemento estructural.
15 Conclusiones Se puede dar una respuesta satisfactoria y esperanzadora a las demandas actuales de exigencia de soluciones al problema de cambio climático y sus impactos en el medio ambiente. Esta respuesta es que consideremos la propia infraestructura construida con concreto desde inicios del siglo pasado y hasta el presente donde se demuestra su capacidad para abatir los porcentajes de gases de invernadero presentes y recurrentes en la atmósfera. Este potencial carece actualmente del conocimiento de su dimensionamiento tan necesario para afianzar y confiar a las infraestructuras de concreto esta solución.
Figura 2. Ejemplo de carbonatación en una muestra de concreto. Color rosado: libre de CO2. Color grisáceo: se ha absorbido CO2. Si bien, los estudios de carbonatación actualmente se dirigen al estudio de la corrosión del acero de refuerzo en el concreto afectado por la carbonatación, los siguientes puntos teóricos pueden servir de referencia para la identificación de aquellos elementos químicos que constituyen la carbonatación. Los constituyentes alcalinos del concreto están presentes en los poros líquidos (principalmente como hidróxidos de sodio y potasio) pero también en los productos de hidratación sólidos, Ca(OH)2 o C-S-H. El hidróxido de calcio, Ca(OH)2 es el hidrato en la pasta de cemento que más rápidamente reacciona con el CO2.
Algunos efectos de la carbonatación es que ésta no causa ningún daño al propio concreto, sino que le incrementa su resistencia y sella fisuras de menor anchura y sólo le causa contracción. Sin embargo, como se ha comentado anteriormente, la carbonatación tiene efectos importantes en la integridad del elemento de concreto reforzado sobre la corrosión del acero de refuerzo. ¿Cuánto CO2 puede absorber el concreto? ¿Cuánto CO2 puede ser absorbido al reaccionar con el hidróxido de calcio de la pasta del cemento en el concreto? Actualmente no hay respuesta a ello. Se ha sabido que por décadas se ha absorbido CO2 al concreto y los estudios actuales están enfocados a la corrosión del acero de concreto de la estructura y se ha encontrado que a groso modo menos de 1.0 mm de carbonatación se lleva a cabo por cada año en una estructura de concreto bajo condiciones normales. No será simple contestar esta pregunta en un futuro cercano, pero se tiene la certeza de que el interés del estudio de la carbonatación en el beneficio de reducir los gases de invernadero cobra cada vez más notoriedad en la investigación de materiales y medio ambiente.
Referencias PCA, CO2 and the Concrete Industry: Cement and Concrete as a Carbon Dioxide Sink, www.cement.org/for-concrete-books-learning/ concrete-technology/concrete-design-production/concrete-as-a-carbon-sink. L. Bertolini, B. Elsener, P. Pedeferri, R. Polder, (2004) Corrosion of Steel in Concrete. J.P. Broomfield, (2003) Corrosion of Steel in Concrete, in: Uhlig’s Corrosion. Handbook.
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ENTREVISTA
C
ano Estructuras es una empresa de origen chihuahuense que inició en 1989 gracias a la visión del C.P. Alejandro Cano Ricaud y la experiencia y apoyo de su padre el Arq. Enrique Cano; con 30 años de servicio se ha consolidado a nivel nacional e internacional como una empresa de diseño, fabricación, montaje, instalación de membrana, armaduras y joist. En esta edición el C.P. Alejandro Cano concedió una entrevista a la revista CICDECH para hablar acerca de la organización de su empresa y la importancia de la ingeniería civil en el desarrollo urbano.
Egresado de la carrera de Contador Público del Instituto Tecnológico de Monterrey, el C.P. Alejandro Cano compartió: “Siempre quise estudiar ingeniería civil o arquitectura, pero finalmente me decidí por una carrera relacionada con la administración. Mi primer trabajo fue en un banco y posteriormente un buen amigo me invitó a trabajar con él como gerente de ventas en una distribuidora de acero, ahí me di cuenta de que existía un área de oportunidad muy importante en la fabricación de estructuras metálicas y que se relacionaba mucho con el trabajo de mi padre así que un día me acerqué a él y le comenté que debíamos iniciar un negocio de estructuras, yo tenía 23 años y después de varios meses finalmente lo convencí de que me apoyara; me prestó parte de un terreno que había comprado para un proyecto y en septiembre de 1989 empezamos con las operaciones de Cano Estructuras”. El primer proyecto de la empresa fue la planta de Tecnología de Moción Controlada y a lo largo de los años han trabajado con clientes como American Industries, Grupo Bafar, Interceramic, Honda, Kia, Nissan, Unefón, Copachisa, General Motors, Abitat y GEG, entre otros.
“Actualmente tenemos mucho trabajo, sin embargo hemos pasado por periodos muy difíciles como en 1995 con la devaluación de la moneda, en el 2008 se vino otra crisis muy fuerte y volvimos a batallar, sin embargo a partir del 2011 las cosas mejoraron y del 2012 a la fecha hemos tenido un crecimiento muy importante a nivel nacional. Si revisan los índices de economía se darán cuenta que tenemos más de treinta trimestres en los que el Producto Interno Bruto va a la alza y eso ha generado mucho trabajo para Cano Estructuras. Primero fue en Ciudad Juárez que por su condición de frontera y ventaja competitiva para la industria manufacturera generó que se construyeran muchos edificios para grandes desarrolladores y posteriormente el trabajo se extendió al centro del estado y después por todo el bajío, así tuvimos la oportunidad de trabajar en Aguascalientes, Guanajuato, Querétaro, San Luis Potosí y la Ciudad de México, solo por citar algunos estados”. Año 26, Núm.163/ noviembre - diciembre 2018
C.P. Alejandro Cano Ricaud
Director General de Grupo Cano
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El Contador Alejandro Cano considera que gracias a la cercanía que tiene el estado de Chihuahua con los Estados Unidos la mano de obra y la mentalidad de los trabajadores chihuahuenses tiene mucha influencia americana y eso les ha proporcionado una capacidad para trabajar muy diferente a la que tienen los trabajadores de otros estados: “La eficiencia en nuestra producción nos ha ayudado a fabricar estructuras más eficientes y nos ha dado la posibilidad de hacer rentable nuestro trabajo en otros estados a pesar de las distancias que debemos recorrer para transportar los materiales”. Agregó que en los últimos cinco años han invertido una gran cantidad de recursos en equipo de corte, pintura, granallado, grúas viajeras, automatizaciones en general y equipo de computo gracias al desarrollo económico que se ha vivido en gran parte del país.
“De los mil metros de terreno con que empezamos Cano Estructuras hoy contamos con una superficie de 70 mil metros”. En 2010 Grupo Cano tuvo la oportunidad de comprar una planta en Ciudad Juárez denominada Joist Structural System: “Esta empresa contaba ya con una certificación otorgada por el Steel Joist Institute, un instituto dedicado a controlar la calidad y proceso de la fabricación de joist o armaduras. La principal función de esa planta era exportar material a Texas y Nuevo México, sin embargo gracias al trabajo que hemos tenido Cano Estructuras se convirtió en su principal cliente debido a que la planta de Chihuahua dejó de fabricar armaduras y joist. La planta está certificada en ISO 9000 y trabajamos para conseguir la certificación del American Institute Of Steel Construction (AISC)”. Además comentó que gracias a las certificaciones con las que cuenta Cano Estructuras y Joist Structural System han logrado incursionar en el mercado estadounidense: “Uno de nuestros proyectos más reciente en los Estados Unidos es el Hotel Spring Hills de la cadena Marriot en el Paso, Texas”. El pilar de la empresa es la ingeniería civil: “Estoy convencido de que la ingeniería civil genera el desarrollo y Cano Estructuras no sería la empresa que es actualmente sin todos los ingenieros civiles que colaboran con nosotros. La Dirección de nuestra empresa cuenta con un staff de nueve gerentes de los cuales siete son ingenieros civiles egresados de la Universidad Autónoma de Chihuahua”. Agregó sentir un gran cariño por la carrera debido a la influencia que recibió de un personaje a quien admiró mucho:
“Mi carrera en la política la inicié a lado de un gran ingeniero civil, quien sin duda alguna fue el responsable de modernizar a Chihuahua, me refiero al Ing. Jorge Barousse Moreno”. “En el año 2000 el Ing. Jorge Barousse fue candidato a la presidencia municipal de Chihuahua y me invitó a colaborar como su suplente, en ese entonces mi padre acababa de fallecer y sentí que no era el momento de tomar una responsabilidad de esa magnitud, sin embargo el Gobernador Patricio Martínez me convenció de hacerlo. La campaña inició en el 2001 y contamos con todo el apoyo del gremio de los ingenieros civiles; resultamos ganadores en esa elección y el 10 de octubre el ingeniero Barousse tomó posesión como presidente municipal. El 01 de julio del 2002 después de un desayuno en el Colegio de Ingenieros Civiles murió de un infarto y tres días después fui nombrado presidente municipal de Chihuahua”. La administración del C.P. Alejandro Cano terminó en el 2004 y el entonces Gobernador electo de Chihuahua, el Lic. José Reyes Baeza lo invitó a sumarse a su equipo como Secretario de Desarrollo Industrial; en el 2009 fue Diputado Federal y en el 2012 formó parte del equipo de transición del Presidente Enrique Peña Nieto en el área económica, después de eso regresó a la ciudad de Chihuahua y se dedicó por completo a la dirección de su empresa. Finalmente comentó sentirse orgulloso del crecimiento que ha tenido su empresa en 30 años: “Este año Cano Estructuras se convirtió en Grupo Cano debido a que adquirimos una empresa de impermeabilización que se llama Cano Roofing; tenemos Cano Estructuras, Joist Structural System, Cano Montajes, Cano Servicios y JSSINC una empresa que comercializa el acero en Estados Unidos. En total damos empleo a poco más de 1 000 trabajadores en el estado de Chihuahua”.
Dr. Antonio Campa, Dr. Fernando Astorga, Ing. Jorge Luis González, C.P. Alejandro Cano, M.D.U. Luis Máynez y Dra. Guadalupe Estrada.
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TECNOLOGÍA
método de los elementos finitos El
aplicado en la ingeniería biomédica M.E. Mario Alberto Madrid Pérez, M.I. Manuel de Jesús Rincón Camacho Universidad Autónoma de Chihuahua CICDECH Año 26, Núm. 163/ noviembre - diciembre 2018
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l primer programa oficial de estudio en ingeniería biomédica comenzó en 1959, como Maestría en la Universidad Norteamericana de Drexel y en ese mismo año se realizó en París la primera conferencia internacional sobre ingeniería biomédica. El Committes of Engineer’s Joint Council de los Estados Unidos de Norteamérica definió en 1972 a la bioingeniería como la aplicación de los conocimientos recopilados de la unión fértil entre la ciencia ingenieril y la médica para su aplicación en beneficio del hombre. La aplicación de fuerzas en un organismo viviente y la investigación de los efectos de esas fuerzas en el cuerpo humano o en un sistema humano, incluso las fuerzas que surgen desde dentro y fuera del cuerpo, es llamada biomecánica. Existen hallazgos de la ingeniería biomédica desde la época del antiguo Egipto, Andreas G. Nerlich en su artículo comenta sobre una momia que data aproximadamente de 1065-740 A.C. La investigación antropológica indicó que la momia era una mujer de 50 a 55 años. Su estatura era 1.69 m aproximadamente. La examinación paleontológica demostró que el primer dedo del pie derecho había sido amputado durante la vida de la persona debido a que en el lugar de la amputación se mostraba el tejido blando intacto como se puede ver en la Figura 1.1A. El dedo extraído se había remplazado por una prótesis de madera, Figura 1.1B. Una inspección cuidadosa reveló el uso del cuerpo prostético como se aprecia en la Figura 1.1C. Un examen de radiología y tomografías computarizadas mostraron que el primer metatarsiano estaba poco desmineralizado, Figura 1.1D
Figura 1. Pie derecho de momia.
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En la actualidad el análisis y diseño de prótesis e implantes se hace con la ayuda de softwares computacionales que emplean el método de los elementos finitos. Este método posee la capacidad de poder ser aplicado a geometrías complicadas por lo que hoy en día tiene gran aplicación en el campo de la biomecánica como en muchos otros. En la Figura 2 se muestra un modelo de elementos finitos desarrollado por el grupo Applied Mechanics and Bioengineering (AMB) de la Universidad de Zaragoza, España, el cual realizó un análisis estático del pie en la posición de despegue para una persona de 30 años con 60 kg de peso después de haberse desarrollado una hemiartroplastia en la primera falange proximal para corregir las patologías de hallux valgus y hallux rigidus. Este modelo contiene 1 836 607 elementos y 329 159 nodos. El modelo hace distinción entre el hueso cortical y el hueso esponjoso. Este modelo está formado por 28 huesos del pie: 12 falanges menores, dos falanges mayores, cinco metatarsianos, tres cuñas, escafoides, cuboides, astrágalo, calcáneo y dos sesamoideos incrustados en el primer metatarsiano. Los huesos, cartílagos, ligamentos, músculos, tendones e implante del modelo se muestran en la Figura 2. Los huesos, cartílagos e implante son modelados como elementos tetraédricos, los ligamentos son modelados como elementos barra, es decir solo son capaces de resistir carga axial y los músculos y tendones son modelados como elementos viga,
esto es, tienen capacidad de resistir flexión. Todos los elementos son considerados como cuerpos homogéneos, isotrópicos y linealmente deformables. Las propiedades mecánicas de los materiales son apreciadas en la Tabla 1. En la Figura 3 se muestra el implante y la malla generada del mismo. El análisis se desarrolla en dos pasos, en el primer paso se aplica una carga de pretensión del 2 % a los músculos como consecuencia de la posición de despegue del pie y en el segundo paso se aplica el peso de la persona a un grupo de 361 nodos en el astrágalo en la zona de unión con la tibia y el peroné considerando una fuerza de 1805 N descompuesta en los ejes globales del modelo. Para las condiciones de frontera del modelo se consideró un apoyo fijo en la superficie de inserción del tendón de Aquiles, la primera y segunda falange proximal. Para las falanges distales de los dedos menores se restringió la traslación y rotación en el eje vertical. Para la obtención de conclusiones acerca del modelo se discuten los resultados del análisis estructural entre expertos en el área estructural y expertos del área médica. La ingeniería biomédica es una de las profesiones con mayor futuro en el mundo, debido a que cada año en distintos países se invierten millones de dólares en el desarrollo de nuevas tecnologías con el fin de elevar la calidad de vida de las personas, teniendo la necesidad de expertos en el diseño y desarrollo en el área.
Figura 2. Elementos del modelo.
Tabla 1.
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Figura 3. Implante y malla del implante.
Referencias G. G. Glave, “Ingeniería biomédica,” pp. 99– 118. P. D. E. Humedales, E. N. U. N. Contexto, M. Ines, G. Santos, and D. D. E. Tesis, “Tesis doctoral,” 2014. D. Ph, Biomechanics. A. G. Nerlich, A. Zink, U. Szeimies, and H. G. Hagedorn, “Ancient Egyptian prosthesis of the big toe,” Lancet, vol. 356, no. SUPPL., pp. 2176–2179, 2000. E. Morales-Orcajo, J. Bayod, R. Becerro-de-Bengoa-Vallejo, M. Losa-Iglesias, and M. Doblare, “Influence of first proximal phalanx geometry on hallux valgus deformity: a finite element analysis,” Med. Biol. Eng. Comput., vol. 53, no. 7, pp. 645–653, 2015. M. A. Martínez Bocanegra, J. Bayod López, A. Vidal-Lesso, R. Becerro de Bengoa Vallejo, and R. Lesso-Arroyo, “Structural interaction between bone and implants due to arthroplasty of the first metatarsophalangeal joint,” Foot Ankle Surg., 2017.
22 Diseño Superpave contra diseño Marshall INGENIERÍA CIVIL
Parte II
M.I. Arturo Alejo Tepate Colegio de Ingenieros Civiles de Chihuahua CICDECH Año 26, Núm. 163/ noviembre - diciembre 2018
Comportamiento de mezclas asfálticas
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ara entender el comportamiento de la mezcla asfáltica no se debe perder de vista que el cemento asfáltico y el agregado mineral pétreo además de ser parte de su estructura, deberán de actuar como un sistema en el que tendrá que existir cohesión y fricción (Figura 1) dos parámetros fundamentales que determinan la resistencia de la mezcla asfáltica (Teoría de Mohr-Coulomb). Por lo anterior es importante considerar los tipos básicos de deterioros que el ingeniero de caminos trata de evitar: la deformación permanente, grieta por fatiga y grieta por temperatura.
Figura 1. Mezcla de concreto asfáltico. a) La deformación permanente: representa la acumulación de pequeñas deformaciones producidas con cada aplicación de carga. Este tipo de deterioro origina la falla llamada “ahuellamiento” la cual puede tener varias causas, por ejemplo debilidad de la estructura del pavimento por daño de humedad y por la densificación del tránsito. El primer tipo de ahuellamiento es causado por muchas aplicaciones repetidas de carga al suelo natural subrasante, a la subbase o a la base. (Figura 1.2). También puede ser el resultado de una sección de pavimento demasiada delgada, sin la profundidad necesaria para reducir a niveles tolerables las tensiones sobre la subrasante cuando las cargas son aplicadas y también el resultado de una subrasante debilitada por la filtración de humedad.
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23 Un asfalto débil nos da una cohesión (C) baja y por consiguiente baja resistencia al corte de una mezcla asfáltica y caso contrario, un asfalto fuerte nos da una cohesión (C) alta y por lo tanto alta resistencia al corte de la mezcla asfáltica (Figura 2).
Figura 1.2 Roderas por fallas en la subrasante. El segundo tipo de ahuellamiento es por la acumulación de deformaciones en las capas asfálticas (Figura 1.3) y es causado debido a que su resistencia al corte es demasiado baja para soportar las cargas pesadas repetidas a las cuales está sometida. La deformación por corte se caracteriza por un movimiento de la mezcla hacia abajo y lateralmente. Los pavimentos asfálticos ahuellados provocan una seguridad deficiente, porque los surcos que se forman retienen suficiente agua que provoca hidroplaneo o acumulación de hielo.
Figura 2. Variación del valor de la cohesión que depende de las características del asfalto.
Una forma de asegurar que el cemento asfáltico aporta una aceptable resistencia al corte de las mezclas asfálticas es usar un cemento asfáltico no solo duro sino de comportamiento lo más próximo posible a un sólido elástico a altas temperaturas del pavimento, por ejemplo un asfalto de alto desempeño (Asfaltos PG). Otra forma de incrementar la resistencia al corte de las mezclas asfálticas es elegir un agregado con un ángulo de fricción interna alto ( Ø ) (Figura 3); lo cual se logra haciendo una selección de un agregado de buena cubicidad y rugosidad y con una granulometría tal que se desarrolle un buen contacto entre partícula-partícula(agregados 100 % triturados).
Figura 1.3 Roderas por fallas en la mezcla. El ahuellamiento de las mezclas asfálticas débiles es un fenómeno asociado a las temperaturas; esto podría sugerir que es un problema de cemento asfáltico, pero lo correcto es enfocarlo como un problema conjunto del agregado mineral y del cemento asfáltico, tal como se dijo en el primer párrafo del presente artículo. Lo anterior se puede demostrar al utilizar nuevamente la ecuación “Mohr-Coulomb”, ambos materiales pueden influir en el ahuellamiento: s=σ tang ϕ donde: s = resistencia al corte σ = al esfuerzo normal Ø = ángulo de fricción interna (lo origina el agregado pétreo) C = cohesión (lo origina el asfalto)
Figura 3. Variación del valor del ángulo de fricción interna que depende de las características del agregado pétreo. b).- El deterioro tipo “grieta por fatiga”: se produce frecuentemente en la huella donde las cargas vehiculares son aplicadas y son grietas longitudinales intermitentes a lo largo de la huella. Un estado intermedio de estas grietas por fatigas es la llamada “piel de cocodrilo” y en casos extremos, el estado final de la grieta por fatiga es la desintegración con la formación de baches. Materiales rígidos, altas deflexiones y altos niveles de tensiones conducen a vidas útiles reducidas por la fatiga. Pero no puede ser enfocado como un problema de los materiales exclusivamente. La grieta por fatiga es usualmente causada por un número de factores que deben de producirse simultáneamente, las cargas pesadas repetidas, subrasante con pobre drenaje, diseños pobres, deficiente construcción de capas del pavimento y deficiente control de calidad. (Figura 4). Año 26, Núm.163/ noviembre - diciembre 2018
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Figura 6. Grieta por temperatura. Figura 4. Grietas por fatiga generalizada debido a múltiples factores.
d).- El deterioro tipo “grieta por temperatura”: se produce cuando el pavimento se dilata y se contrae por los cambios bruscos de temperatura y en combinación cuando se aplican las cargas vehiculares del tráfico (Figura 5 y 6) originando una serie de agrietamientos que se ubican transversalmente al tráfico; además este tipo de deterioro permite la filtración de agua provocando disminución de la resistencia al corte (Teoría de Mohr-Coulomb); otra posibilidad también es la introducción del oxígeno del aire en la grieta; originando el fenómeno llamado oxidación o envejecimiento y por congelamiento del agua. Una manera de disminuir este tipo de agrietamiento es utilizar asfalto PG, el cual se deberá de seleccionar dependiendo de la zona geográfica en que se encuentre el tramo por diseñar.
Figura 5. Agrietamimento por temperatura.
Referencias R.J. Cominsky, G.A. Huber. T.W. Kennedy y R.M. Anderson, “The Superpave Mix Design Manual for New Construction and Overlays”, Strategic Highway Research Program, SHRP-A-407, 1994. Publication FHWA-SA-95-003 de U.S. Department of Transportation Federal Highway Administration Mecánica de suelos.- Teoría y Aplicaciones. Tomo 1. Juárez Badillo y Rico Rodríguez.
INGENIERÍA CIVIL
Las
mezclas asfálticas y las tendencias
I.C. Irving Osorio Santos Facultad de Ingeniería / Universidad Autónoma de Chihuahua CICDECH Año 26, Núm. 163/ noviembre - diciembre 2018
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n México, desde la década de 1990 se ha dado gran relevancia al desarrollo e investigación de mezclas asfálticas para la construcción y conservación de carreteras debido a que estas capas de rodadura cumplen con las exigencias de: mayor duración, menor ahuellamiento al paso vehicular, una gran impermeabilidad, resistencia a la radiación ultravioleta, aumento a la adherencia con los neumáticos, mejor adhesión entre el asfalto y material pétreo, entre otros beneficios. Las mezclas asfálticas que también reciben el nombre de aglomerados están formadas por una combinación de agregados pétreos y un ligante hidrocarburo, de manera que quedan cubiertos por una película delgada continua. Se fabrican en plantas fijas o móviles, se transportan después a la obra y allí se extienden y se compactan. (Kraemer et. al., 2004). En la actualidad la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) utiliza para construcción y conservación de las carreteras federales las siguientes capas superficiales: • Mezcla asfáltica de tipo SMA: Stone Matrix (Mastic) Asphalt. • Mezclas asfálticas de tipo CASAA: (Capa Asfáltica Superficial Altamente Adherida). • Mezclas asfálticas de granulometría abierta: (Open Graded Friction Coruse: OGFC). • Mezclas de granulometría densa.
Mezcla densa
Mezcla discontinua
Mezcla abierta Figura 1. Esquema de las mezclas asfálticas.
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26 En este artículo se describen los primeros tres tipos de mezclas asfálticas.
Tabla 1. Granulometría de las mezclas asfálticas.
Capas de rodadura utilizadas en México La clasificación de los diferentes tipos de mezclas asfálticas se puede encontrar en la Normativa para la Infraestructura del Transporte NIT-SCT, específicamente la parte de conservación de carreteras, N·CMT·4·04/17 Materiales Pétreos para Mezclas Asfálticas, donde especifican los requisitos de calidad de los materiales pétreos que se utilizan en la elaboración de mezclas asfálticas. Mezclas asfálticas de tipo SMA: es una mezcla asfáltica de granulometría discontinua con un esqueleto mineral formado relativamente de material pétreo grueso, relleno con un “mástico” de asfalto, arena fina, conocido como “filler” (polvo mineral) y fibras de celulosa usadas como inhibidor de escurrimiento (N·CSV·3·02·014/15 Capas De Rodadura De Granulometría Discontinua Tipo SMA). Mezclas asfálticas de tipo CASAA: consisten en una membrana homogénea de emulsión asfáltica polimerizada como elemento para garantizar la impermeabilización y la alta adherencia, seguida de una capa delgada de concreto asfáltico polimerizado de granulometría discontinua escalonada, con alta fricción interna y resistente a deformaciones (N·CSV·3·02·015/15 Capas de Rodadura de Granulometría Discontinua Tipo CASAA).
La emulsión para el riego de la liga que se usará en los tres tipos de mezclas asfálticas deber ser una emulsión catiónica de rompimiento rápido modificado con polímeros de tipo I. Criterio de selección de mezcla asfáltica Para la selección de la capa de rodadura que se aplicará en las carreteras se consideran dos necesidades principales (Cincere, 2011): • Condición de obra. Costos, durabilidad, vida remanente del pavimento, estado físico de la carpeta actual, intensidad del tráfico, precipitación media del lugar, entre otros.
Mezclas asfálticas de granulometría abierta: es una mezcla en caliente, uniforme, homogénea y con un alto porcentaje de vacíos, elaborada con cemento asfáltico modificado con un polímero elastomérico y materiales pétreos de granulometría uniforme, con un tamaño nominal de 12.5 mm (N·CSV·3·02·003/15 Capas De Rodadura De Granulometría Abierta).
• Demanda del usuario. Superficies de mayor resistencia al derrape en seco y en mojado, más silenciosas, menor pulverización de agua en tiempo de lluvia provocada por la interacción neumático-agua-pavimento, menor resistencia a la rodadura para disminuir el consumo de combustible, mayor visibilidad, menor desgaste de los neumáticos, menores daños a los vehículos.
Comparativa de materiales
En la Tabla 2 se muestra en qué condiciones se pueden aplicar cualquiera de las capas de rodadura señaladas anteriormente.
Las capas de rodadura de estos tipos no tienen función estructural ya que generalmente se construyen con espesores menores de cuatro centímetros sobre carpetas tanto de mezcla asfáltica como de concreto hidráulico; la finalidad de estas capas de rodadura es mejorar la superficie de rodamiento y alargar la vida útil. Los agregados pétreos que se utilizan para las mezclas asfálticas deben ser productos de trituración con las siguientes características de los materiales pétreos:
Tabla 2. Guía de selección de capa de rodadura.
27 Conclusión En México, aunque tienen poco tiempo de aplicarse las capas delgadas de rodadura con mezcla en caliente de alta funcionalidad, su finalidad es la de mejorar y hacer más eficiente la operación en las carreteras tanto federales como estatales y ya han presentado desempeños favorables cuando en la construcción se apega al diseño y a las características y calidad de los materiales. Las ventajas al usar las capas de rodadura de tipo SMA y CASAA en la conservación de las carreteras en el país son: elevado índice de fricción/seguridad, disminución de ruido, reduce el fenómeno de acuaplaneo, mejor drenaje superficial, bajo mantenimiento, resistencia a las roderas, mayor vida útil a la carretera, mejora la visibilidad del señalamiento horizontal, entre otros. En el caso del tipo de granulometría abierta las ventajas al usarlo son: eliminar el fenómeno de acuaplaneo, ofrece una elevada resistencia al deslizamiento a altas velocidades, evita la reflexión de la luz de los vehículos, proporciona una superficie de rodadura cómoda y silenciosa. Referencias Dirección General De Servicios Técnicos. (2014). Guía De Procedimientos Y Técnicas Para La Conservación De Carreteras En México. e-asfalto. Stone Mastic Asphalt (SMA) Asphalt Machineries and Equipment Tecnología De Pavimentos Para El Nuevo Milenio. 28 de septiembre de 2018, Sitio web: http://www.e-asfalto.com/sma/index.htm Grupo Surfax. Mezclas SMA: calidad, seguridad y ahorro. 28 de septiembre de 2018, de Sitio web: http://www.surfax.com.mx/new_site/ admin/descargas/Mezclas-SMA.pdf Normativa Para La Infraestructura Del Transporte (NIT-SCT). Secretaria De Comunicaciones Y Transporte. Susana Méndez Olvera. (2013). Control de Calidad de las Mezclas Asfálticas Calientes y Templadas (tesis de licenciatura). Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco, México. Víctor M. Cincire Romero. (2011). Capas delgadas de rodadura en caliente, experiencia en México: El reto del cambio del estado de la práctica actual al estado del arte. Revista AMAAC, 80, 26.
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DESARROLLO URBANO
Urbanismo,
50 sombras de verde M.D.U. Luis Carlos Máynez Hernández Colegio de Ingenieros Civiles de Chihuahua CICDECH Año 26, Núm. 163/ noviembre - diciembre 2018
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l desarrollo urbano vive una época de cambios, donde se requiere transformar las ciudades en entes competitivos, productivos y que ofrezcan a sus habitantes oportunidades para progresar. Sin embargo, la prosperidad económica debe mantener un equilibrio con el bienestar del individuo. Ante los planeadores urbanos se extiende un abanico de opciones para transformar las ciudades, ya que se dispone de distintos enfoques que al final conllevan a destinos diferentes. Para algunos proyectistas el futuro les presenta un campo fértil para hacer predicciones y se han preocupado por implementar iniciativas que tendrían que adoptar las ciudades, por ejemplo: “priorizar a la clase económicamente activa”, “promocionar el turismo”, “transitar hacia un futuro más sustentable”, “generar mayor número de empleos y mejor remunerados” y “rediseñar el transporte público masivo”, entre otros. Al final, las ciudades deben enfocarse en sus prioridades y tomar decisiones a partir de una gran variedad de posibilidades y opciones. Las ciudades ahora se orientan principalmente en una de dos direcciones a medida que avanzan, privilegian el mercado o privilegian a las personas. Dicho de manera directa, para algunas ciudades su prioridad es el desarrollo económico y para otras las personas. La diferencia es profunda, tanto así que se debe concebirlas como entidades diferentes: ciudades industriales o ciudades de personas. El verde, el color de la vida, la renovación, la naturaleza y la energía se asocia con significados de crecimiento, armonía, frescura, seguridad, fertilidad y medio ambiente. El verde también se asocia tradicionalmente con el dinero, las finanzas, la banca, la ambición y la codicia.
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Antecedentes Sin duda, ambos tipos de ciudades se preocupan tanto por el desarrollo económico como por el bienestar de las personas. Después de todo, estos dos elementos deben estar presentes para constituir una ciudad. No existe una ciudad que no quiera una economía fuerte y es difícil encontrar una ciudad que no quiera una buena vida para sus ciudadanos. En última instancia, un tipo particular de ciudad se privilegia sobre la otra, a menudo porque consideran su enfoque como la mejor manera de lograr el otro objetivo. Es decir, para las ciudades industriales su razonamiento puede resumirse como: “¿Quieres una buena calidad de vida y una comunidad vibrante? Entonces, se debe trabajar para tener una economía fuerte, generar empleos, atraer inversiones a su ciudad, estimular a una gran cantidad de nuevas empresas y ser amigable con las actividades económicas”. Por otra parte, la ciudad orientada hacia las personas hace este razonamiento: “¿Desea una economía fuerte y bastantes empleos bien remunerados? Entonces debe trabajar para hacer de su ciudad un lugar donde la gente quiera vivir, una ciudad que sea amigable con sus necesidades, que sea viva, saludable, segura, sostenible y sobre todo que sea habitable”. La visión que se tenga para la ciudad tiene implicaciones a largo plazo, son concepciones opuestas que repercuten en la experiencia de vida de las personas. Pasado el tiempo, las diferencias serían muy notables en la conformación de la forma urbana, la conciliación de la diversidad cultural, el índice de criminalidad, las decisiones sobre la forma de transporte, la consolidación de la sostenibilidad, entre otras. Las elecciones que las ciudades tomen para ser ciudades industriales o ciudades humanas repercutirán en las vidas presentes y trascenderán a las generaciones.
Houston, ciudad industrial, el color del dinero Las ciudades industriales tienen políticas de prioridades que enfatizan el individualismo y la ciudad en general está enfocada en ganar dinero, aumentar la riqueza regional y atraer negocios y empleos. La desigualdad es alta, se recompensa a los económicamente privilegiados y se brinda menos apoyo a los pobres. La delincuencia es una constante, en buena parte debido a sus otras características de individualismo, diversidad segregada, desigualdad y énfasis en la adquisición de bienes materiales.
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prioridades. La desigualdad es relativamente baja porque la paridad social y económica es un valor central.
Las opciones de transporte son diversas, muchos ciudadanos utilizan el transporte público y las bicicletas ya que la planificación urbana alenta proactivamente estas opciones. Las ciudades reconocen el cambio climático como un problema grave y buscan contar con menos degradación ambiental. La calidad de vida de la población de Copenhague se ha mejorado de manera impresionante y las organizaciones que lo clasifican están de acuerdo, colocándola entre las ciudades más habitables del mundo.
Como ciudad industrial, Houston ha tenido un gran éxito. En los últimos años ha producido un inmenso crecimiento de empleos, ha sido nombrada una de las dos mejores ciudades de los Estados Unidos por crear empleos de clase media, número uno para la contratación y creación de nuevos empleos, una de las tres ciudades más aptas para los negocios, entre las dos mejores para crecimiento poblacional, uno de los cinco principales destinos de inmigrantes, segunda ciudad más amigable de los Estados Unidos y entre las ciudades de los EE. UU. tiene el ingreso anual por trabajo más alto, ajustado por el costo de la vida. En promedio, la región metropolitana crece de 120 000 a 140 000 personas por año, aunque en la expansión de la región de Houston, la mayor parte de ese crecimiento se encuentra fuera de sus límites políticos. La región metropolitana de Houston (6.77 millones) ha crecido tanto que actualmente tiene un millón de personas más que toda la nación de Dinamarca (5.77 millones). Y su PIB es sustancialmente mayor que la producción económica combinada de esta opulenta nación. ¿El resultado final? Según la revista Forbes centrada en el mercado, Houston es la “ciudad más genial” de Estados Unidos, un ranking dado porque la ciudad tiene muchos empleos. Houston es el prototipo de crecimiento económico en esteroides. Copenhague, ciudad humana, el verde es vida. Las ciudades humanas son diferentes y se centran en temas de calidad de vida: estas son las partes principales de su política de
Copenhague también ha sido nombrada en varios rubros como “la ciudad más verde del mundo”, “la ciudad más amigable para la bicicleta en el planeta”, una de las diez mejores “ciudades del mundo”, “la sustentable meca del transporte del mundo”, recibió el Premio Europeo del Espacio Arquitectónico del Jurado de Arquitectura y el de “La mejor ciudad del mundo” por la revista de diseño Wallpaper y “El mejor metro del mundo”. La agencia francesa de estadísticas Nantes Applied Research realizó un análisis de las principales encuestas de calificación de ciudades y lo combinó con un análisis cualitativo de los sitios de redes sociales. Según su investigación, declararon a Copenhague como “la mejor ciudad, la más deseable del mundo”. Impuestos verdes Houston (ciudad industrial) y Copenhague (ciudad sustentable) divergen de manera notable en el tema de los impuestos. El presupuesto municipal de Houston proviene principalmente de impuestos a la propiedad, al agua y alcantarillado y a las ventas. Los impuestos sobre el agua y el alcantarillado generan la siguiente mayor cantidad de impuestos recaudados (aproximadamente una cuarta parte del presupuesto total de la ciudad) y también se evalúan por propiedad. La tasa general del impuesto a las ventas es del 8.25 por ciento de los cuales el 6.25 por ciento se destina al estado de Texas. Del dos por ciento restantes, un centavo va al gobierno de la ciudad y un centavo va al Departamento de Tránsito Metropolitano.
Año 26, Núm.163/ noviembre - diciembre 2018
30 Copenhague también traza impuestos sobre las ventas, pero esto está lejos de ser su única fuente que contribuye a las arcas de la ciudad. El impuesto sobre la renta es la principal fuente de fondos municipales. El porcentaje de ingresos que se destina exclusivamente al gobierno municipal es del 23.8 por ciento y la mayoría de los hogares paga el doble del total en una escala de impuestos progresiva al total del gobierno nacional, estatal y municipal. Los impuestos sobre el uso del suelo para las residencias son 2.4 por ciento, tres veces más alto que el de Houston y también hay un impuesto para las propiedades comerciales. Esto significa que los habitantes de Copenhague pagan alrededor del 25 por ciento de sus ingresos a la ciudad, otro 25 por ciento a otros niveles de gobierno y con lo que queda pagan el 25 por ciento del impuesto a las ventas por todo lo que compran (ese dinero se dirige a el gobierno nacional).
Conclusiones
No es de sorprender que estas ciudades presenten cantidades muy diferentes en sus presupuestos. El expendio municipal es 1.5 más alto en Copenhague que en Houston. Sin embargo, Houston tiene cuatro veces más residentes que Copenhague. Con esto en consideración, el gobierno municipal paga en dólares estadounidenses alrededor de $ 12 764 por residente en Copenhague, mientras que Houston administra solo $ 2 181 por residente. Copenhague gasta cuatro veces y media más por residente que Houston.
Emerson, M. & Smiley, K. (2018). Market cities, people cities : the shape of our urban future. New York: New York University Press. http://www.newgeography.com/content/005538-visualizing-houston-s-population-density http://worldpopulationreview.com/world-cities/copenhagen-population/ Plan de Desarrollo Urbano de la Ciudad De Chihuahua: Visión 2040 https://www.numbeo.com
Se requieren cerca de $100 391 pesos en Copenhague para mantener el mismo estándar de vida que se puede tener en Chihuahua por $ 34 000 pesos. Se requieren cerca de $79 100 pesos en Houston para mantener el mismo estándar de vida que se puede tener en Chihuahua por $ 34 000 pesos.
Se han presentado dos ejemplos de ciudades con visiones opuestas. Chihuahua puede adaptar sus políticas urbanas para encaminarse por cualquier opción. Si bien la competitividad, la generación de empleos y el crecimiento económico son deseables, pero generan un detrimento de la calidad de vida, la opción de encaminarse hacia una ciudad sustentable implica un profundo cambio en los paradigmas que subyacen en la sociedad. El costo para las finanzas públicas llegaría a ser muy elevado y tendría que ser sufragado con nuevos o mayores impuestos. Una ciudad sustentable requiere mayor densidad poblacional, una ciudad industrial demanda una mayor expansión territorial. Referencias
Forros, página principal y contraportada
Segisa Gobierno del Estado Municipio de Chihuahua GCC
08 09 15 18
Constructora Aralte
19 21 24
Sheraton
27 30 31
Ecotécnicas
Maplasa Refaccionaria Octavio Vázquez Coprose Altozano Portillo y Young S.C. Grupo Técnico de Construcción Caysa S.A. de C.V. SPEC Dimanor
