Revista IC 640 abril 2023

La importancia de instalar plantas de almacenamiento de energía por bombeo

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sumario

Número 640, abril de 2023

3 M ENSAJE DEL PRESIDENTE

4 DIÁLOGO / 32 CNIC: ABRIRSE Y DIALOGAR CON LOS INVOLUCRADOS EN EL DESARROLLO DE LA INFRAESTRUCTURA / JUAN JOSÉ OROZCO Y OROZCO

8

LEGISLACIÓN / LINEAMIENTOS TÉCNICOS PARA LA CONSTANCIA DE VERIFICACIÓN DE SEGURIDAD ESTRUCTURAL / RENATO BERRÓN RUIZ Y DONET GONZÁLEZ GARCÍA

14 TECNOLOGÍA / CONVERSANDO CON UNA MÁQUINA / SILVIA RAQUEL GARCÍA BENÍTEZ

20

TEMA DE PORTADA: ENERGÍA / LA IMPORTANCIA DE INSTALAR PLANTAS DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA POR BOMBEO / JAVIER RAMÍREZ OTERO

24

PREVENCIÓN / MÉTODO PARA ESTIMAR ESCENARIOS DE INUNDACIÓN / MARCO A. TORRES PÉREZ NEGRÓN, JOSÉ FRANCISCO CHÁVEZ CIFUENTES Y EDUARDO REINOSO ANGULO

30

36

40

Dirección General

Ascensión Medina Nieves

Consejo Editorial del CICM

Presidente

Jorge Serra Moreno

VicePresidente

Alejandro Vázquez López consejeros

Felipe Ignacio Arreguín Cortés

Enrique Baena Ordaz

Luis Fernando Castrellón Terán

Esteban Figueroa Palacios

Carlos Alfonso Herrera Anda

Mauricio Jessurun Solomou

Manuel Jesús Mendoza López

Luis Montañez Cartaxo

Juan José Orozco y Orozco

Javier Ramírez Otero

Óscar Solís Yépez

Óscar Valle Molina

Alejandro Vázquez Vera

Miguel Ángel Vergara Sánchez

Dirección ejecutiva

Daniel N. Moser da Silva

Dirección editorial

Alicia Martínez Bravo

Coordinación de contenidos

Ángeles González Guerra

Diseño

Diego Meza Segura

Dirección comercial

Daniel N. Moser da Silva Comercialización

Laura Torres Cobos

Difusión

Bruno Moser Martínez

Dirección operativa

Alicia Martínez Bravo

Realización

HELIOS comunicación

+52 (55) 29 76 12 22

INGENIERÍA ESTRUCTURAL / EL ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD EN LA EVALUACIÓN DE INFRAESTRUCTURA / DAVID DE LEÓN ESCOBEDO

HISTORIA / NAVEGANDO POR LA HISTORIA DEL PUERTO DE VERACRUZ / HÉCTOR LÓPEZ GUTIÉRREZ

CULTURA / LIBRO EL ÁNGEL DE LA CIUDAD / EVA GARCÍA SÁENZ

AGENDA / CONGRESOS, CONFERENCIAS…

IC Ingeniería Civil, año LXXIII, número 640, abril de 2023, es una publicación mensual editada por el Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C. Camino a Santa Teresa número 187, colonia Parques del Pedregal, alcaldía Tlalpan, C.P. 14010, Ciudad de México. Tel. 5606-2323, www.cicm.org.mx, helios@heliosmx.org

Editor responsable: Ing. Ascensión Medina Nieves. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo número 04-2011-011313423800-102, ISSN: 0187-5132, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor, Licitud de Título y Contenido número 15226, otorgado por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Permiso Sepomex número PP09-0085. Impresa por: Ediciones de la Sierra Madre, S.A. de C.V., 8 de Septiembre 42-2, col. Daniel Garza, alcaldía Miguel Hidalgo, CP 11830, Ciudad de México. Este número se terminó de imprimir el 31 de marzo de 2023, con un tiraje de 4,000 ejemplares.

Los artículos firmados son responsabilidad de los autores y no reflejan necesariamente la opinión del Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C.

Los textos publicados, no así los materiales gráficos, pueden reproducirse total o parcialmente siempre y cuando se cite la revista IC Ingeniería Civil como fuente. Registro en el Padrón Nacional de Medios Certificados de la Secretaría de Gobernación.

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Costo de recuperación $60, números atrasados $65. Suscripción anual $625.

Los ingenieros civiles asociados al CICM la reciben en forma gratuita.

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

PORTADA: ELPERIODICODELAENERGIA.COM

Mensaje del presidente

32 CNIC: sostenibilidad, planeación y mantenimiento

Como cada dos años, en noviembre de 2023 nuestro colegio realizará la edición 32 del Congreso Nacional de Ingeniería Civil.

Luego de casi tres años de actividades preponderantemente virtuales por medio de aplicaciones de internet, con satisfacción anunciamos que volvemos al formato de congresos presenciales, en esta oportunidad en las renovadas y amplias instalaciones de nuestra sede. Habrá opciones específicas, limitadas a ciertos ámbitos reducidos, de participación virtual que oportunamente se anunciarán.

Esta edición de nuestro histórico congreso tiene como temas centrales sostenibilidad, planeación y mantenimiento.

Respondiendo a la experiencia de las ediciones anteriores y en atención a los distintos comentarios de quienes han participado, esta edición tendrá como características principales, además del retorno a las actividades presenciales, la planeación de las sesiones con intercambios previos entre moderadores y panelistas, para hacerlas más ejecutivas; se ofrecerán temas por especialidad de ingeniería civil y transversales, tanto de ingeniería civil como de otras profesiones vinculadas al desarrollo de infraestructura.

El formato de cada sesión será ágil; tendrá tiempos preestablecidos dedicados a la presentación de los temas, el intercambio de ideas, el debate respetuoso y enriquecedor, así como un espacio final para conclusiones y participación de los asistentes con preguntas y comentarios.

Como en ediciones anteriores, la intervención de los comités técnicos del colegio será determinante y activa, al hacer aportes sustanciales a la definición del programa y contribuir con moderadores y panelistas destacados.

Sin duda alguna, el regreso a las actividades presenciales será un elemento motivador para la masiva participación de los socios de nuestro colegio y de los miles de ingenieros civiles que asistirán desde los distintos rincones de México e invitados especiales de otras profesiones afines.

Desde aquí extiendo la más entusiasta invitación a que se registren oportunamente a las sesiones finales, que se celebrarán en noviembre, así como a las reuniones regionales que habrán de realizarse en distintas ciudades del país a partir del mes de junio. Por los distintos medios de información de nuestro colegio estaremos informando los detalles. Los esperamos con los brazos abiertos.

Jorge Serra Moreno Presidente del XXXIX Consejo Directivo

XXXIX CONSEJO DIRECTIVO

Presidente

Jorge Serra Moreno

Vicepresidentes

José Cruz Alférez Ortega

Felipe Ignacio Arreguín Cortés

Verónica Flores Déleon

Juan Guillermo García Zavala

Walter Iván Paniagua Zavala

Luis Francisco Robledo Cabello

Alejandro Vázquez López

José Arturo Zárate Martínez

Primer secretario propietario

Luis Antonio Attias Bernárdez

Primera secretaria suplente

Ana Bertha Haro Sánchez

Segundo secretario propietario

Carlos Alfonso Herrera Anda

Segunda secretaria suplente

Pisis M. Luna Lira

Tesorero

Mario Olguín Azpeitia

Subtesorero

Regino del Pozo Calvete

Consejeros

Renato Berrón Ruiz

Juan Cuatecontzi Rodríguez

David Oswaldo Cruz Velasco

Luis Armando Díaz Infante Chapa

Luciano Roberto Fernández Sola

Juan Carlos García Salas

Celina González Jiménez

Mauricio Jessurun Solomou

Reyes Juárez del Ángel

Luis Enrique Montañez Cartaxo

Juan José Orozco y Orozco

Juan Carlos Santos Fernández

Óscar Solís Yépez

Guadalupe Monserrat Vázquez Gámez

Jesús Felipe Verdugo López

José Santiago Villanueva Martínez

www.cicm.org.mx

JUAN JOSÉ OROZCO Y OROZCO Director general del 32 CNIC.

32 CNIC: Abrirse y dialogar con los involucrados en el desarrollo de infraestructura

Con puntos de vista diferentes sobre un mismo tema, que a veces resultan complementarios, en nuestro 32 CNIC queremos promover el debate, que siempre enriquece. Consideramos invitar a empresarios y funcionarios para que ofrezcan sus enfoques; la idea es presentar discusiones con diferentes actores y puntos de vista, y que los asistentes saquen sus propias conclusiones.

IC: ¿Cuál es el principal objetivo del 32 CNIC?

Juan José Orozco y Orozco (JJOO): En términos generales, uno de los principales objetivos de los congresos del Colegio de Ingenieros Civiles de México es invitar a expertos en diferentes disciplinas de la ingeniería civil para intercambiar experiencias, así como presentar y discutir temas que consideramos relevantes para el desarrollo del país.

Particularmente en este 2023, luego de estos años que estuvimos en una situación de pandemia, buscamos reunir al gremio de la ingeniería civil y otras profesiones afines a la ingeniería civil en el desarrollo de infraestructura en un espacio para la discusión de temas de interés común. En esta ocasión decidimos que el evento fuera en las instalaciones del colegio, que consideramos nuestra casa, para aprovechar y tener un encuentro presencial después de estos años de restricciones sanitarias.

IC: ¿Va a haber también una comunicación virtual, o será solo presencial?

JJOO: En principio, es un congreso que está planteado de manera presencial prácticamente al 100 por ciento. Sin embargo, vamos a grabar todas las sesiones técnicas del congreso y demás actividades principales, para tenerlas disponibles en la web del CICM. Durante el congreso se tendrá disponible una sala alterna para transmisión en vivo en caso de que se llenen los espacios donde se estén llevando las sesiones. Estamos analizando la posibilidad de que se pueda transmitir una señal en streaming a algunas oficinas específicas en distintos lugares del país en donde

las personas que no puedan asistir a las sesiones en la Ciudad de México se puedan reunir presencialmente, por ejemplo en algún colegio de ingenieros local, o en alguna oficina de delegación del gobierno federal.

A través de aplicaciones que hemos usado en otros eventos del colegio, buscamos que puedan participar los asistentes –los presentes o de manera remota–, hacer preguntas, interactuar en las sesiones, sin perder de vista que lo sustancial del congreso se efectuará de forma presencial, que sin duda es la manera más enriquecedora.

Nos planteamos que las sesiones tengan preferentemente un formato de panel, con un moderador y tres especialistas para que se discutan los temas de una manera ágil e interesante para los asistentes; sin embargo, también está la posibilidad de que se hagan las presentaciones de la forma tradicional con el apoyo de un documento que se proyecte en la sesión. Eso dependerá de lo que acuerde cada moderador.

IC: ¿Cuáles son los temas principales de este congreso?

JJOO: Sostenibilidad, planeación y mantenimiento son los tres temas ejes del congreso, que están relacionados, evidentemente. Para lograr un proyecto sostenible, es indispensable la planeación y, por supuesto, el mantenimiento o conservación. Mediante los procesos de planeación, se determina qué proyecto se debe llevar a cabo, cuáles deben ser sus alcances y características principales, cuándo es el momento adecuado para que se ejecute, cómo se puede financiar, etc. El mantenimiento es fundamental, sobre todo realizarlo de manera preventiva, para minimizar los recursos materiales y financieros que se requieren para conservar un proyecto en condiciones óptimas de operación y servicio.

IC: ¿Qué participación tienen los comités técnicos del CICM?

JJOO: Relevante. Estarán involucrados en cada sesión, con sus integrantes participando como moderadores y panelistas en muchos casos. La idea es que cada moderador (ya están definidos todos los moderadores) se reúna anticipadamente con todos los panelistas para determinar cómo se van a abordar los temas que se van a tratar en cada sesión, las preguntas que se van a hacer, y durante la sesión irá dando la palabra a los panelistas. Aunque los

temas generales de la sesión serán previamente conocidos por todos, durante la discusión irán surgiendo ideas y así se nutre mucho la discusión, con duración estimada de 60 minutos para el intercambio, el debate, y 30 para la interacción con los asistentes y las conclusiones. En cada una de las sesiones participarán cuatro comités, lo cual servirá para tener distintos enfoques sobre un mismo tema.

IC: ¿Habrá diversos enfoques para abordar cada tema –el empresarial, el gubernamental, transversales a las diversas disciplinas de la ingeniería civil y profesiones afines, por ejemplo?

JJOO: Sí. Por eso surgió la idea de poner varios comités en una misma sesión; tienen puntos de vista diferentes sobre un mismo tema, lo que se presta para debates que siempre enriquecen. No se trata de decir: “Esto está mal y esto está bien”. Muchas veces son complementarios. También consideramos invitar a empresarios y funcionarios para que ofrezcan sus enfoques. La idea es presentar esa discusión con diferentes actores y puntos de vista y que los asistentes saquen sus propias conclusiones.

IC: ¿Con qué criterio se seleccionará a los moderadores?

JJOO: En primer lugar, debe ser un experto en el tema de la sesión que habrá de moderar. No necesariamente tiene que ser alguien que esté en los comités técnicos del CICM, aunque es preferible, ya que allí está la actividad sustantiva del colegio. También es importante que tenga capacidad de generar condiciones de desarrollo efectivo del panel, para hacer la sesión amena y productiva.

IC: Se habla mucho de las obras emblemáticas de la actual administración federal. ¿Se van a tratar en los distintos paneles, en un solo panel o no se abordarán?

JJOO: Hay una sesión sobre el tema de megaproyectos. No queremos hablar de obras en específico. Si bien el debate es muy interesante y enriquecedor, tampoco queremos que se generen polémicas de tipo ideológico y político. Queremos enfocarnos en aspectos de ingeniería, en los casos de éxito o los que al final no han cumplido con su objetivo.

IC: Otro de los temas relevantes, de actualidad, es por ejemplo el de la sequía, del recurso agua. ¿Qué se tiene pensado? ¿Cómo se abordará? ¿Será con distintos paneles?

JJOO: Hay una sesión que se llama “Sequía, inundaciones y abastecimiento de agua potable” donde, en principio, estarían participando el Comité del Agua, el de Energía, el de Financiamiento y el de Planeación. Hay otras sesiones que podrían involucrar el mismo tema, por ejemplo “Proyectos cada vez más complejos”, “Ciudades sustentables para el futuro”; hay otro que tiene que ver con la planificación de proyectos de infraestructura.

IC: Otro tema importante que está tratándose en la actualidad es el de la relocalización, el nearshoring

JJOO: Estamos viendo cómo incorporarlo en alguna de las sesiones; sí es un tema de mucha actualidad.

IC: Cuáles fueron las razones para considerar a España como país invitado?

JJOO: México ha estado ligado a España en muchos sentidos, y los aspectos técnicos de la ingeniería civil no son la excepción. Tenemos muchas cosas en común y somos un país muy atractivo para el desarrollo de la infraestructura, por lo que hay una presencia importante de empresas españolas relacionadas. Desde el punto de vista de la ingeniería civil, a través de la historia siempre ha habido un rico intercambio técnico de experiencias tanto en el plano institucional como entre colegas. Especialmente nos interesa mucho que representantes de España nos hablen sobre la experiencia que tuvieron al incorporarse a la Unión Europea en lo que respecta a la planeación de su infraestructura, que es uno de los temas principales del congreso. España cuenta con una infraestructura reconocida como de las mejores del mundo y tuvo que entrar en un proceso muy riguroso de planeación que duró varias décadas.

Se busca que la participación de España no se limite al congreso; la idea es que a partir de este acercamiento se establezcan canales de colaboración técnica formales y otras aportaciones, como puede ser un programa de becas para posgrados entre ambos países.

IC: Sin el carácter de invitados especiales, ¿habrá otros países invitados, de condiciones de desarrollo similar a México, de América Latina, por ejemplo?

JJOO: Claro que sí, es posible. El foro está abierto para la participación de colegas de cualquier lado; sería particularmente interesante que vinieran sobre todo de países de América Latina, esperamos que con la difusión que haremos se logre su asistencia. También esperamos mucha participación de los estados de la República. La organización del congreso incluye el realizar reuniones regionales, donde parte del objetivo es invitar a participar a colegios de ingenieros de otros lados. Con otros países y con los estados de México la idea es generar un esquema de colaboración de largo plazo.

IC: ¿Se dará la interacción con expertos de disciplinas vinculadas al desarrollo de infraestructura, a la ingeniería civil sin ser ingeniería civil, por ejemplo, economía y financiamiento?

JJOO: En el colegio hay 12 comités técnicos. Hay unos que son sectoriales, como el de Agua, Energía, Transporte, Desarrollo Urbano, y hay otros que son transversales, como los de Resiliencia, Financiamiento, Tecnología, Planeación, etc., pero con el enfoque de la ingeniería civil... Sí se está considerado abordar temas de otras disciplinas, como menciona, pero con la visión del desarrollo de infraestructura.

Entonces hay que abrirse y dialogar con gente que está involucrada en los procesos de desarrollo de

infraestructura más allá de nuestra profesión: economistas, abogados, ambientalistas, biólogos, financistas, sociólogos y más.

IC: La sociedad en general suele asociar a la ingeniería civil casi exclusivamente con la construcción, pero la ingeniería civil es más que ello, sin duda.

JJOO: Efectivamente. Muchas veces se confunde a la ingeniería civil con la construcción. Cuando uno habla de una obra piensa de inmediato en un ingeniero civil. O al revés. A mí me pasa mucho: “¿Tú qué construyes?”, me preguntan. Yo no construyo como tal. Me dedico a prestar servicios de ingeniería civil, como estudios técnicos, diseño, supervisión, consultoría, sistemas de gestión, entre otras cosas. Es cierto que mucho de la labor de un ingeniero civil está orientada a que sus acciones se consoliden en una obra, y muchos constructores por lo tanto son ingenieros civiles.

IC: El hecho de hacer el congreso en las instalaciones del colegio aparentemente presenta la limitante de espacio para la exposición de maquinaria, por ejemplo. ¿Cómo se va a manejar ese asunto?

JJOO: Bueno, tenemos en el colegio instalaciones de excelente calidad, recientemente renovadas, y pensamos que después de estos tres años de aislamiento y “virtualidad” lo más conveniente es hacer el congreso en casa. Tenemos pensado instalar los puestos o stands normales para que las empresas exhiban sus productos o servicios; para eso aprovecharemos el salón principal y otras áreas que pueden albergar del orden de 70 espacios. Algunos se integran entre sí. Estimamos serán entre 40 y 50 expositores. En el caso de la maquinaria, estamos pensando en la opción del muy amplio estacionamiento del Bosque de Tlalpan que está justo frente a la sede del CICM; ya se ha utilizado en otras ocasiones. Sí existe esa opción de traer equipos más grandes, maquinaria, etcétera. Pensamos que va a haber mucho interés por parte de empresas, sobre todo de proveedores de equipos, software, señalamientos etcétera.

IC: Las empresas participan como expositores de servicios, productos y en ocasiones en las sesiones. ¿Las dependencias de gobierno también?

JJOO: Efectivamente. En esta ocasión hay un apoyo muy bueno de la SICT, en particular, tanto para la organización de las reuniones regionales como para la jornadas finales del congreso en la sede del CICM.

IC: ¿Cómo están pensadas las reuniones regionales?

¿Dónde van a ser? ¿Cómo se van a organizar? ¿Quiénes van a participar? ¿En cada reunión regional se va a tratar una tema distinto o en todas van a tratarse todos los temas?

JJOO: La idea es hacer pocas reuniones regionales pero muy concurridas y de alta calidad técnica. Estamos planteando hacer solamente cuatro: la primera en Pa-

chuca, en junio, con la participación de Hidalgo, Nuevo León, Tamaulipas, Nayarit, Zacatecas, San Luis Potosí, Colima, Jalisco, Aguascalientes, Guanajuato, Querétaro, Michoacán, el Estado de México y la Ciudad de México. Esta es la zona con más estados.

En julio programamos tener una en Cancún. Participarán allí Quintana Roo, Yucatán, Campeche, Tabasco y Chiapas. En septiembre otra en la ciudad de Oaxaca, que incluiría a Oaxaca, Veracruz, Guerrero, Puebla, Tlaxcala y Morelos. En octubre habrá una en Tijuana, que incluirá a Baja California, Baja California Sur, Sonora, Chihuahua, Sinaloa, Durango y Coahuila. Son esas cuatro. Estamos analizando algunos temas, que aterrizaremos más a fondo en interacción con el equipo de la dirección técnica del congreso. Pero puedo adelantar, por ejemplo, que en Pachuca consideramos abordar conservación e infraestructura, incluyendo agua, energía y transporte. En Cancún, infraestructura para el turismo. En Oaxaca, vías terrestres, que incluye carreteras, ferrocarriles, puertos, aeropuertos, y también vamos a hablar de infraestructura turística. Finalmente, en Tijuana el tema será tentativamente la infraestructura fronteriza.

En cada uno de estas reuniones estamos planteando también realizar visitas técnicas a distintas obras que están en proceso o a instalaciones que ya estén funcionando, que pueden ser de mucho interés para los asistentes. También tenemos pensado que cada uno de estos encuentros regionales duren dos días, más el día de la visita técnica.

IC: En el caso del norte del país, ¿no está planteado el tema del agua por la sequía?

JJOO: Sí. Al abordar conservación de infraestructura, uno de los temas es el agua; eso está considerado en la reunión de Pachuca, donde participarán estados del norte como Nuevo León y Tamaulipas. El tema de la sequía va de la mano con el de inundaciones, por lo que es de interés en todo el país.

IC: ¿Quiere agregar algún comentario final sobre algún aspecto que no le haya planteado y considere relevante?

JJOO: Respecto a los participantes en la Expo, consideramos que como parte de los beneficios que se les ofrezcan podríamos darles un espacio para impartir alguna plática técnico-comercial. Que puedan tener un espacio para invitar a los asistentes en un salón para 30-50 personas con un enfoque que pueda ser técnico y comercial. Eso no está en el programa técnico, es un tema aparte. Ya ha habido gente que ha manifestado interés. Tener aquí a tomadores de decisiones o posibles clientes en un mismo sitio, para los empresarios es muy interesante. La idea es tener un par de espacios para esos fines

Entrevista de Daniel N. Moser

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RENATO BERRÓN RUIZ

Ingeniero civil, maestro en Estructuras y doctor en Ingeniería.

Corresponsable en Seguridad

Estructural desde 1999 con más de 20 años de experiencia en el campo del diseño estructural.

Actualmente es el director general del Instituto para la Seguridad de las Construcciones de la Ciudad de México.

DONET GONZÁLEZ GARCÍA

Pasante de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional Autónoma de México.

Actualmente es prestador de servicios profesionales en el Instituto para la Seguridad de las Construcciones.

Lineamientos técnicos para la constancia de verificación de seguridad estructural

La rehabilitación de edificios dañados por el sismo del 2017 mostró que dichas intervenciones resultaron costosas e invasivas, al pretenderse satisfacer los estados límite de falla establecidos en el Reglamento de Construcción vigente. Por ello, algunos especialistas desarrollan lineamientos técnicos para la evaluación y rehabilitación de edificios del grupo A y subgrupo B1 que, a partir de un análisis de vulnerabilidad sísmica, da prioridad a los edificios más vulnerables y permite el uso de versiones del RCDF anteriores, en busca de un proceso práctico, económico y factible sin menoscabo de la seguridad estructural de los inmuebles.

Luego de los lamentables sucesos a causa de los sismos de septiembre de 2017, cuyas estadísticas muestran que los edificios que sufrieron daños graves o que colapsaron fueron los construidos antes de 1985 (90% de los registrados con daños graves), es conveniente intensificar los esfuerzos en materia de prevención y ajustar la normativa de construcción fortaleciendo la resiliencia sísmica de los edificios existentes del grupo A y el subgrupo B1, en particular de los que fueron diseñados y construidos con reglamentos anteriores a las Normas de Emergencia de 1985.

Por otra parte, con la experiencia del proceso de reconstrucción de los edificios dañados por el sismo de 2017 se evidenció que las rehabilitaciones resultaban costosas, invasivas y excesivas, por tratarse de cumplir con todo rigor los estados límite de falla (ELF) y de servicio establecidos en el Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal (RCDF) vigente, lo que generó el desistimiento de los propietarios o poseedores a rehabilitar.

Por lo anterior, se busca que la verificación de la seguridad estructural de las edificaciones existentes se realice conforme a lineamientos técnicos oficiales basados en el nivel de desempeño de prevención contra colapso –es decir, se acepta el daño en el inmueble ante solicitaciones instantáneas (sismo), mas no el colapso– y establecer consideraciones para las edificaciones que no presenten anomalías estructurales y cuya vulnerabilidad sísmica sea baja o media, lo que significa que su probabilidad de sufrir daño grave, o incluso colapso, sea poco significativa.

Objeto y finalidad

Un grupo de expertos en materia de seguridad estructural trabaja en los “Lineamientos Técnicos para la Elaboración de la Constancia de Verificación de Seguridad Estructural en la Ciudad de México” (lineamientos técnicos oficiales), que tienen por objeto establecer el procedimiento técnico para la elaboración de la Constancia de Verificación de Seguridad Estructural (CVSE).

Una vez que se cumpla con el procedimiento establecido en los lineamientos técnicos oficiales, se podrá registrar la CVSE ante la alcaldía correspondiente, que sustituirá a la actual Constancia de Seguridad Estructural de una edificación, establecida en los artículos 71, 71 bis, 71 ter y 71 quater del RCDF.

La CVSE es el documento que firma el corresponsable en seguridad estructural (CSE) en el que se demuestra que la estructura del edificio cumple con los ELF asociados al colapso establecidos en los lineamientos técnicos oficiales. La revisión de la que deriva la CVSE supone la posible ocurrencia de daño estructural y no estructural y el impedimento de colapso para salvaguardar vidas, siempre que se cumplan los ELF asociados al colapso del reglamento y sus NTC.

Procedimiento técnico para la elaboración de la CVSE

La CVSE deberá elaborarse según los plazos establecidos en los artículos 71 y 71 bis del RCDF para las edificaciones del Grupo A y Subgrupo B1. También se deberá

Lineamientos técnicos para la constancia de verificación de seguridad estructural

elaborar una CVSE cuando se altere el funcionamiento estructural de un edificio o cambie su uso y ocupación, de conformidad con el artículo 184 del RCDF; también cuando haya un sismo de magnitud importante y así lo requiera la administración.

El proceso para elaborar la CVSE comprenderá las siguientes etapas:

a. Inspección ocular y recopilación de datos del edificio mediante un análisis de vulnerabilidad.

b. Determinación y asignación del nivel de vulnerabilidad del edificio (NVE) y determinación de los tiempos límite de las acciones prioritarias.

c. Revisión de la seguridad estructural del edificio según el NVE asignado.

d. Elaboración del proyecto de rehabilitación del edificio, en su caso.

e. Ejecución del proyecto y registro de la CVSE.

El proceso de verificación de seguridad estructural deberá desarrollarse por un CSE y se permitirá que este se apoye en un especialista para los trabajos de diseño estructural, los que serán contratados por el propietario, poseedor o representante legal del inmueble.

Inspección y recopilación de datos mediante análisis de vulnerabilidad

Se entiende por análisis de vulnerabilidad a la inspección ocular y recopilación de datos generales de un edificio realizada y suscrita por un CSE conforme al formato del análisis de vulnerabilidad del edificio establecido en los lineamientos técnicos oficiales. Los datos recabados son, entre otros:

• Zona geotécnica según NTC-Cimentaciones.

• Grupo de importancia del edificio (A o B1).

• Año de construcción (antes o después de 1987).

• Efectos de colindancia o golpeteo (ubicación en la cuadra, separación de colindancias).

• Tipo de estructuración y cimentación.

• Ubicación en la cuadra.

• Regularidad geométrica en planta y en elevación.

• Regularidad de rigidez en elevación.

• Número de niveles, esbeltez y planta alargada.

• Modificaciones estructurales (rehabilitación, ampliación, reparación).

• Desplomo o asentamientos diferenciales.

• Emersión aparente o hundimiento.

• Daños presentados durante un sismo.

• Calidad de la construcción.

• Mantenimiento y conservación.

Con la información recabada, se define la calificación de vulnerabilidad del edificio mediante una metodología de evaluación que pondera cada uno de los datos mencionados.

Con base en la calificación de vulnerabilidad se define el nivel de vulnerabilidad estructural (NVE) aplicando la tabla 1, que puede resultar entre baja y muy alta.

Tabla 1. Nivel de vulnerabilidad estructural Calificación de vulnerabilidad NVE Nivel de vulnerabilidad estructural

100 - 71 AA Vulnerabilidad muy alta

70 - 51 A Vulnerabilidad alta

50 - 31 M Vulnerabilidad media

30 - 20 B Vulnerabilidad baja

Tiempos límite de las acciones prioritarias

Las acciones prioritarias propias de la verificación son: revisión numérica estructural de los ELF asociados al colapso; elaboración del proyecto de rehabilitación, en caso de no cumplir con el estado límite, e intervención en obra del proyecto de rehabilitación.

Los plazos de las acciones prioritarias están en función del NVE y de la zona geotécnica. Para definirlos, se aplica la tabla 2.

El CSE aplicará el formato de acciones prioritarias registrándolo en el Instituto para la Seguridad de las Construcciones (ISC). En dicho formato se indica el NVE, las acciones prioritarias y los tiempos límite asociados a ellas, además de los datos propios del edificio.

Posteriormente, el propietario, poseedor o representante legal deberá contratar los servicios de un CSE para realizar la revisión numérica estructural, el proyecto de rehabilitación, en su caso, y supervisar la obra.

Con base en la revisión numérica, el CSE deberá examinar el cumplimiento de los ELF asociados al colapso del edificio, los cuales son:

a. ELF de elementos o partes isostáticas de la estructura, como son balcones, bardas y marquesinas.

b. ELF de sistemas de piso que muestren signos de corrosión de barras de refuerzo con desprendimiento de recubrimiento, flechas mayores que las permitidas en las NTC vigentes o que estén sujetos a cargas gravitacionales mayores que las consideradas en diseño o desde la última CVSE.

c. ELF de prevención de colapso a causa del sismo, según la versión del RCDF y sus NTC correspondientes, señalada en la tabla 3 de acuerdo con el NVE asignado. Aquí se consideran los ELF ligados a los reglamentos cuyas especificaciones han sido demostradas como satisfactorias ante sismos de magnitud importante, como son los reglamentos de construcciones de 1993, 2004 y 2017. Si la verificación determina que la construcción no cumple con dichos ELF, ésta deberá rehabilitarse (reforzarse, repararse, recimentarse, entre otras) o modificarse para satisfacer los ELF.

Para definir la versión del reglamento y de las NTCSismo a utilizar para la revisión numérica de la seguridad estructural, se aplica la tabla 3, en función del NVE y el año de construcción.

Las edificaciones con NVE-B (bajo) deberán someterse a una inspección ocular según el formato propuesto en los lineamientos técnicos oficiales, el que deberá

Lineamientos técnicos para la constancia de verificación de seguridad estructural

Tabla 2. Tiempos límite de las acciones prioritarias Información del análisis de vulnerabilidad Tiempos límite de las acciones prioritarias de la verificación

NVE Zona geotécnica, según el RCDF 2017

Tiempo límite para finalizar la revisión numérica estructural a partir del término de la vigencia de la CSE o de la CVSE (meses)

Tiempo límite para finalizar el proyecto de rehabilitación a partir del término de la vigencia de la CSE o de la CVSE (meses)

Tiempo límite para finalizar la ejecución del proyecto de rehabilitación a partir del término de la vigencia de la CSE o de la CVSE (meses)

AA Cualquier zona 6 (desocupar inmueble) 12 24

12

18

Tabla 3. Versión del RCDF y sus NTC para examinar los ELF

NVE Año de construcción Versión del RCDF para usar en la revisión Versión de la NTC-Sismo para usar en la revisión

AA Cualquiera Reforma 2017 2020

A Después de 1987 Reforma 2017 2020

A Antes de 1987 2004 Apéndice A, 2004

M Después de 2004 Reforma 2017 2020

M Entre 1987 y 2004 2004 Apéndice A, 2004

M Antes de 1987 1993 1993

B Cualquiera No aplica No aplica

ser suscrito por el CSE, acompañando a la CVSE para su registro ante la alcaldía.

Procedimiento de revisión numérica de la seguridad estructural Para realizar la revisión numérica de la seguridad estructural se considerarán trabajos de campo y de gabinete. Trabajos de campo:

• Si no se cuenta con planos estructurales originales del inmueble, deberá realizarse un levantamiento de la geometría general y de las secciones de los elementos estructurales.

• Levantamiento topográfico para obtener desplomos, nivelaciones y asentamientos diferenciales.

• Pruebas de laboratorio para obtener la calidad de los materiales: extracción de corazones de concreto para determinar su resistencia, peso volumétrico y módulo de elasticidad.

• Calas y escaneo de elementos para definir la cantidad y ubicación del acero de refuerzo.

• Pruebas específicas para materiales, como acero estructural y mampostería.

• Estudio geotécnico.

• Los indicados en las normas aplicables.

• Lo señalado en los lineamientos técnicos oficiales.

Trabajos de gabinete:

• Elaboración en computadora de un modelo numérico de la estructura existente.

• Desarrollo de la memoria de cálculo.

• Revisión de los ELF asociados al colapso de la versión del RCDF y sus NTC, definidos según la tabla 3.

Resultados de la revisión de los ELF y elaboración del proyecto de rehabilitación Cuando la revisión numérica de una estructura indique que cumple con los ELF asociados al colapso del RCDF y de sus NTC (definidos por la tabla 3) y, por tanto, no requiere ser rehabilitada, el CSE informará al propietario, elaborará y registrará la CVSE ante la alcaldía correspondiente previo registro en el ISC del formato del resultado de la revisión numérica estructural.

Si la revisión numérica estructural indica que la estructura no cumple con cualquiera de los ELF asociados al colapso del RCDF y sus NTC (tabla 3), se procederá a la elaboración del proyecto de rehabilitación. El CSE llenará el formato del resultado de la revisión numérica estructural y lo registrará ante el ISC.

Para realizar el proyecto de rehabilitación se considerarán los trabajos de análisis de la estructura rehabilitada, de conformidad con la NTC-Evaluación y Rehabilitación; diseño estructural de la rehabilitación; desarrollo de la memoria de cálculo y de los planos estructurales, indicando los detalles correspondientes y los procesos constructivos.

La elaboración del proyecto de rehabilitación del edificio se hará de conformidad con los siguientes puntos: NVE del edificio, fecha de construcción del edificio; para la determinación de las fuerzas inducidas por sismo, se usará la versión del RCDF de acuerdo con la tabla 3 y con las NTC-Evaluación y Rehabilitación; para el diseño de la rehabilitación, se usarán las NTC vigentes considerando sus ELF.

Los planos estructurales y la memoria de cálculo deberán ser firmados por el proyectista en diseño estructural y por el CSE, en tanto que el estudio geotécnico deberá ser suscrito por el especialista en geotecnia y el CSE, quien adicionalmente emitirá un informe de la revisión del proyecto estructural de rehabilitación, conforme a la NTCRevisión. Si participa el especialista en peligro sísmico y movimiento del terreno, deberá suscribirlo también.

Antes de la ejecución del proyecto de rehabilitación deberá verificarse que la edificación no se halle catalogada por el INAH, el INBAL o Seduvi. Si lo está, el propietario o poseedor deberá tramitar la autorización de estas dependencias.

Constancias

Una vez finalizado el proyecto de rehabilitación, el propietario, poseedor o representante legal deberá obtener la Constancia de Registro de la Revisión por parte del CSE del proyecto estructural ante el ISC, de acuerdo con el artículo 53 del RCDF.

Cálculo de los tiempos límite de las acciones prioritarias Realizado y firmado por CSE

Formato de acciones prioritarias Requisitado y firmado por CSE

Revisión numérica estructural Realizada por CSE

Lineamientos técnicos para la constancia de verificación de seguridad estructural

Análisis de vulnerabilidad y cálculo del NVE Realizado y firmado por CSE

Inspección ocular Realizada por CSE

Riesgo bajo

c. Revisar si las cargas de servicio son compatibles con el uso del edificio y con las suposiciones de la revisión de la seguridad estructural hechas para la Constancia de Seguridad Estructural o la CVSE vigente.

d. Constatar si el NVE usado para la Constancia de Seguridad Estructural o la CVSE vigente sigue siendo válido.

e. Analizar si las hipótesis de la revisión de la seguridad estructural y la memoria de cálculo de la Constancia de Seguridad Estructural o la CVSE vigente son adecuadas.

Formato del resultado de la revisión numérica estructural Requisitado y firmado por CSE

Elaboración del proyecto de rehabilitación Realizado por proyectista y revisado por CSE

Registro del proyecto de rehabilitación ante el ISC

Realizado y firmado por proyectista y CSE

Ejecución del proyecto de rehabilitación Supervisado por CSE

Registro de la constancia de verificación de seguridad estructural en la alcaldía Realizado y firmado por CSE

La ejecución del proyecto de rehabilitación deberá estar, en todo momento, bajo la vigilancia del CSE, quien revisará que se acate la normativa en la materia. El propietario sólo dará aviso a la alcaldía del inicio de los trabajos de rehabilitación sísmica; la obra quedará exenta de pago de derechos y de algún otro trámite. Para sustentar lo anterior, se reformará el artículo 62 del RCDF, relativo a la exención del trámite de manifestación de construcción para las rehabilitaciones estructurales ligadas a la aplicación de los lineamientos técnicos oficiales.

Una vez finalizada la ejecución del proyecto de rehabilitación, el CSE emitirá y registrará la CVSE del edificio rehabilitado ante la alcaldía correspondiente en los términos establecidos en el artículo 71 del RCDF, y entregará al ISC una copia de la CVSE registrada.

Cuando el edificio ya cuente con una Constancia de Seguridad Estructural, o en su caso con una CVSE, el CSE deberá requerir al propietario, poseedor o representante legal acceso al expediente técnico del edificio, con objeto de:

a. Revisar el expediente de la CVSE vigente.

b. Realizar una inspección ocular detallada del edificio para identificar daño en la estructura o en la cimentación, que fuera de mayor magnitud que el reportado en el expediente del edificio.

En caso de que el NVE no haya cambiado y que la revisión de la seguridad estructural realizada para elaborar la Constancia de Seguridad Estructural o la CVSE vigente sea adecuada, se permitirá que el CSE registre la nueva CVSE. De no cumplirse con lo anterior, el CSE deberá realizar y satisfacer lo requerido en los lineamentos técnicos oficiales y, en su caso, aplicar lo relativo a la elaboración del proyecto de rehabilitación. No se podrá considerar falta o violación al RCDF el hecho de no contar con la CVSE renovada, siempre y cuando se haya dado aviso a la alcaldía del inicio del proceso de verificación indicado en los lineamentos técnicos oficiales para registrar la CVSE dentro del plazo límite establecido para realizar la revisión numérica, el proyecto de rehabilitación, en su caso, y su ejecución. Para la mejor comprensión del proceso de la verificación de la seguridad estructural de un edificio para el registro de la CVSE, en la figura 1 se presenta el diagrama de flujo.

Conclusión

El Gobierno de la CDMX, a raíz del sismo de septiembre de 2017, se enfrentó a la tarea de rehabilitar o reconstruir los edificios afectados y para tal fin creó la Comisión para la Reconstrucción de la CDMX.

Uno de los grandes retos a los que se enfrentó esta comisión fue la rehabilitación de edificios construidos antes de 1985, que fueron los más dañados. En el desarrollo del proyecto, se observó que al tratar de cumplirse con la versión del RCDF-2017 se generaban diseños invasivos y caros, que finalmente no llegaban a realizarse por este motivo.

Si realmente se busca una resiliencia aceptable de la CDMX para el próximo sismo de magnitud importante, tendrán que intervenirse de manera obligada un gran número de inmuebles vulnerables y mejorar su desempeño durante el sismo. En consecuencia, es necesario contar con un programa de rehabilitación estructural que sea práctico, económico y factible, sin menoscabo de la seguridad estructural de los inmuebles.

Con los lineamientos técnicos oficiales se busca tener un programa de rehabilitación estructural que cumpla con lo anterior al ser aplicado de manera selectiva, es decir, en aquellos edificios cuya vulnerabilidad sísmica se clasifique en muy alta, alta o media

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

Figura 1. Diagrama de flujo del proceso de verificación.

Conversando con una máquina

Este artículo es sobre los chats inteligentes y se suma a documentos sobre ellos de carácter descriptivo, anecdotario, perturbador, alentador… que están surgiendo por todos lados, que se transmiten sin filtro (a velocidad vertiginosa), que “existen” y por eso importan. ¿Uno más?

Cualquier tecnología suficientemente avanzada es indistinguible de la magia.

A. Clark

SILVIA RAQUEL

GARCÍA BENÍTEZ Doctora en Ingeniería. Sus líneas de investigación son sistemas complejos suelo-estructura, dinámica de masas de suelo y rocas, geosísmica, redes neuronales, inteligencia artificial y modelado avanzado de fenómenos naturales, entre otras.

Considero necesario comenzar con una breve discusión sobre la “opinocracia”. Como humanos, la razón es fundamental para entender y entendernos, de ahí su importancia para la ciencia y la vida moral y política. Razonar o dialogar (dialogar es discurrir con razones) es imprescindible para articular una sociedad abierta y plural, conciliando intereses y opiniones y tomando –entre todos– decisiones justas y convincentes. Sin ciudadanos racionalmente competentes no hay democracia, hay –como dijo alguien– “opinocracia”. Sobre los productos/aplicaciones de la inteligencia artificial (el término más usado en el año 2022; la RAE lo seleccionó por delante de “apocalipsis”, “ucraniano” e “inflación”) se está activando un feroz movimiento en el que todos se creen con derecho a tener razón, sin considerar que tal derecho (como el que se tiene a emitir sentencias o recetar pastillas) va ligado al conocimiento y la responsabilidad para ejercerlo.

Este moderno prurito antiintelectualista (según el cual tener razón es como tener pulmones o dedos en los pies: no hace falta hacer nada) exige atender bases éticas y filosóficas para que el debate público deje de ser entretenido y se vuelva fértil. Una prueba del ínfimo nivel argumentativo del debate (sea en los medios o en ese extraño conato de sociedad civil que son las redes) es la abundancia de pseudoargumentos y falacias que se dan en él. Si un chat inteligente es tal o cual cosa se llama a la falacia ad hominem, en vez de atender a los argumentos se descalifica a la persona que los esgrime; ad populum, si lo dicen todos, entonces es verdad; o ad baculum, ¡entiende, que te lo estoy diciendo! Normalmente, estos enredos son esgrimidos por un “hombre de paja” (alguien que sólo ojea noticias cortas, artículos simplistas o material que no requiere –o él lo decide así–ser leído a profundidad o analizado).

Cultivar el conocimiento Razonar, y bien lo sabemos los ingenieros, no es cosa de un día. Hace falta mucha práctica, hace falta cultivar el conocimiento. Voy a usar a Parménides y sus dos vías: ta pros doxan o la vía de la opinión, que equivale al conocimiento sensible de las cosas materiales y cambiantes (la realidad es una opinión, se sabe lo básico sobre lo imperfecto, es un conocimiento equívoco) y ta pros aletheian o la vía de la verdad, la única que da acceso al auténtico conocimiento, al saber racional que se obtiene por ejercicio del intelecto, de lo auténticamente real. En este texto se intenta mostrar un camino por el que podemos transitar todos para conocer, entender y decidir… buscar, como decía Machado, la verdad juntos. En las condiciones que impone esta revolución tecnológica y las distopías/utopías que se vislumbran para la humanidad, es imperioso que persistamos en esa búsqueda.

¿Qué es un chat inteligente?

Un chat inteligente es un sistema de charla (plática) con inteligencia artificial, que responde a interrogaciones porque está entrenado para mantener conversaciones. Para entrenar a esta inteligencia artificial se le hacen preguntas, se le muestran las respuestas y se refuerzan las consideradas por el modelador como “+correctas” de forma que, a lo largo del tiempo, el sistema realice de forma automática la tarea diseñada.

Este procesamiento del lenguaje natural NLP (natural language processing) intenta que las computadoras entiendan, interpreten y manipulen el lenguaje humano. Aunque este procesamiento no es una ciencia nueva, el NLP avanza rápida y asombrosamente por el big data, el poder computacional y los algoritmos mejorados. Siendo el lenguaje nativo de una computadora millones de ceros y unos que producen acciones lógicas, resulta asombro-

so que un dispositivo entienda “me gusta esta canción”, y a través de esta frase evalúe, almacene y reaccione adaptando su algoritmo para reproducir esa canción –y otras como esa– la siguiente vez que se quiera escuchar música. El dispositivo asistente que se activó por la voz entendió la intención no hablada en el comentario, ejecutó una acción, incluso pudo haber proporcionado retroalimentación en un enunciado bien estructurado, y lo hizo, todo, en menos de cinco segundos.

¿Se ha insertado una tecnología como esta en la ingeniería civil? Es bastante complejo emitir una simple respuesta como: “Se ha aplicado para simplificar, mejorar o automatizar cierto proceso de diseño o construcción”, que es la idea que se tiene sobre el uso de tecnologías de vanguardia en la profesión, porque estamos hablando de examinar el lenguaje, reconocer expresiones y contestar con consecuencias aceptadas por otros (los modeladores). En la construcción de la infraestructura se crean objetos que habilitan la explotación del ambiente, del agua o del aire en beneficio de la vida humana, aplicando conocimiento y conceptos (sobre cálculo, física, mecánica, etc.). ¿Un ingeniero civil actualmente sostiene diálogos con un robot para realizar este trabajo? No. ¿Podría llegar a hacerlo? Seguramente sí, pero no será de una forma tan cercana a las aplicaciones que hoy estamos comenzando a conocer. En la función del diseño, de la materialización y de la supervisión de obra siempre está conectado (en diferentes niveles de inmersión) el reflejo de la pericia humana, si esto es traducido en grandes bases de datos, establecido en reglas conectivas y expresado como bloques algorítmicos que mimeticen el proceso premisa → conclusión (tras reconocer texto o señales de audio); entonces estaríamos generando un entorno computacional, conversacional, que nos asistiría en el día a día, un ingeniero auxiliar.

¿Por qué el revuelo?, ¿qué está pasando hoy?

El procesamiento del lenguaje natural enfrenta la complejidad y diversidad de la comunicación humana. Nos expresamos de maneras infinitas, verbalmente y por escrito. No solo existen cientos de lenguajes y dialectos, sino que en cada lenguaje existe un conjunto único de reglas gramaticales y de sintaxis y términos y palabras coloquiales. Aunque el aprendizaje supervisado y no supervisado, y específicamente el aprendizaje a fondo (deep learning), se utilizan ahora para modelar el lenguaje, se necesitan también entendimiento sintáctico y semántico, y conocimientos de dominio que no están necesariamente presentes en estos métodos de aprendizaje máquina (machine learning). Como se puede inferir, una máquina que conversa es un entramado de técnicas, herramientas, métodos, teorías, bases de datos, instrucciones, calificaciones… cuya complejidad se está acercando (y en eso creo que se asienta la fascinación) a la humana. Habrá que recordar que de alguna forma ya hemos interactuado con el NLP y aprovechado sus ventajas: sistemas GPS operados por voz, asistentes digitales,

software de dictado (voz a texto o viceversa), chatbots de servicio al cliente y, más importante, las soluciones empresariales que explotan su capacidad para agilizar, simplificar y aumentar las operaciones comerciales sin que nosotros, los consumidores, lo notemos. Ahora, prácticamente de forma natural, la inteligencia máquina habilitó los avances en el reconocimiento de voz (ante personas que hablan rápidamente, arrastrando las palabras, con diferentes énfasis y entonación o con gramática incorrecta), la caracterización de palabras por función de uso y contexto (por ejemplo, distinguir “make” en inglés cuando es verbo y cuando es sustantivo), desambiguación del sentido de las palabras, reconocimiento de nombres a entidades, análisis de sentimientos.

Entonces ¿por qué el revuelo?, ¿qué está pasando hoy? Por primera vez, un chatbot responde fluidamente a preguntas de forma conversacional, genera textos (muy velozmente) sobre prácticamente cualquier tema, redacta correos electrónicos, artículos de investigación, resúmenes de textos complejos, traduce, programa fragmentos de código, opera matemáticamente, incluso nos hace preguntas y organiza nuestro mejor plan de viaje, cambia nuestra dieta o decide sobre el teléfono celular que nos conviene… y lo compra. ¿Magia? Cuidado, lector: si no está entrenado en la inteligencia artificial, está usted ante un “conflicto cognitivo” que está provocando a la corteza dorsolateral prefrontal de su cerebro. ¿Se siente atraído? Es porque no entiende. No es peyorativo, no es insulto, es el incentivo evolutivo que ha llevado al ser humano a tratar de dar sentido a lo que parece inexplicable y, de esta manera, aprender y desarrollarse. Algo que desorienta y distorsiona nuestros sentidos es profundamente perturbador; ponerlo en el contexto de un truco de magia lo vuelve entretenido y divertido. Conversar con un bot es divertido, pero debería ser también intelectualmente desafiante. Riesgos los tiene, desventajas existen y claras anomalías éticas y morales se vislumbran ante la proliferación de inteligencias de este tipo. Y sobre esto también hay centenas de documentos –no es la intención de este sumarse a la discusión; lo que intenta esta disertación es contribuir modestamente, servir de apoyo para quien toma una decisión.

“Preocupaciones” y “penalizaciones” o “favoritismos” y “recomendaciones” Entonces, el bot (aféresis de robot) conversacional es un algoritmo entrenado al que se muestran respuestas correctas a preguntas específicas. Se refuerza lo que se considera un comportamiento de respuesta mejorado. Las respuestas provienen de un banco de datos que evoluciona. ¿Quién decide cuál es la respuesta correcta?, ¿quién construye las reglas de interpretación de preguntas?, ¿quién “premia” por mejores desempeños?, ¿quién elige el banco de datos (de respuestas)?, ¿quién activa el crecimiento (y en qué sentido) del banco de datos? Un ser humano, un grupo de ellos. Podrían ser distintos de los que desarrollaron o idearon las herramientas tecnoló-

Minería de datos

Inteligencia artificial

Aprendizaje automático

Aprendizaje profundo

Macrodatos

Interrelación de diferentes técnicas computacionales inteligentes. Fuente: Salehi y Burgueño, 2018.

gicas, los creadores de estos auxiliares computacionales. ¿Será que esto es realmente lo que está detrás de las “preocupaciones” y “penalizaciones” o “favoritismos” y “recomendaciones” sobre su uso? No sería esto algo nuevo. La declaración de la ONU (noviembre de 1975) sobre la utilización del progreso científico y tecnológico en interés de la paz y en beneficio de la humanidad anticipaba que este avance era uno de los factores más importantes del desarrollo de la sociedad humana, y por esto había que, de alguna forma, normar (promover, recomendar) que los estados firmantes cuidaran de su uso para mejorar las condiciones de vida de los pueblos y las naciones, y no para exacerbar problemas sociales o amenazar los derechos humanos y las libertades fundamentales del individuo. Recalco que se habla sobre los avances y su uso para la satisfacción de las necesidades materiales y espirituales de todos los sectores de la población, y bajo ningún concepto debería aplicarse para violar la soberanía y la integridad territorial de otros estados, intervenir en sus asuntos internos, hacer guerras de agresión, sofocar movimientos de liberación nacional o seguir políticas de discriminación racial. Algo (o mucho) de esta buena intención se ha perdido en el camino.

Amenaza o ventaja

Las actividades de influencia ejercidas en o sobre el ámbito cognitivo de las comunidades objetivo de los bots de este tipo (que no somos todos los seres humanos, eso es claro) suponen tanto una amenaza y quebrantamiento grave para la estabilidad y la continuidad de la raza humana como la posibilidad de disminuir la susceptibilidad de ser manipulado, evitando la parcialidad y la creación de nichos de superioridad. Importante es reconocer que el surgimiento de estos asistentes se da en un espectro operacional volátil e incisivo de “ruido y niebla de infor-

mación” y “manipulación mediática”, en lo que todo es urgente y no hay tiempo para profundizar y discernir. El conformismo cognitivo al usar un bot conversacional, es decir, la dependencia (en diferentes niveles) de su uso para la reproducción más simplista y vacía de la información es uno de los aspectos a evitar, pero esto ha pasado y podría seguir pasando en los sistemas educativos tradicionales y en la comunicación en general. Prefiero, y lo hago desde mi posición más reflexiva como desarrolladora, estudiosa y académica, usar una mirada positiva. Conversar con un bot puede ser una suerte de bitácora que cimienta el pensamiento crítico y muestra claramente y sin sesgos nuestros errores en la formulación de preguntas. No es la respuesta de un bot lo verdaderamente importante, sino lo que hacemos con ella. Si hay un efecto de expansión analítica e ideológica, el diálogo con una entidad de inteligencia artificial expandirá la creatividad y activará los mejores procesos de aprendizaje, lo que probablemente termine por mostrar las equivocaciones y debilidades de las instituciones educativas, pervertidas como “industria” desde hace muchos años.

“La escritura afectará la capacidad de la gente para recordar información de manera oral, acabará con la memoria”: Sócrates. “La televisión fracasará, porque la gente pronto se aburrirá de mirar a una caja contrachapada cada noche”: Zanuck (1946). “No existe ninguna razón por la cual una persona podría querer tener un ordenador en su casa”: Olsen (1977). Peor aún: “Debe abandonar por completo la opinión de que el Sol se detiene en el centro del espacio y la Tierra se mueve a su alrededor, y de ahora en adelante no sostener, enseñar o defender de cualquier manera esta doctrina, ya sea de forma oral o por escrito”: Belarmino (1616).

Hay muchos más robots de los que creíamos Resulta incuestionable que el salto tecnológico se ha producido. La realidad es que hay muchos más robots de los que creíamos, transformando aspectos de la vida conocidos hasta ahora como la automatización, la conectividad y la desintermediación. El hecho de que algunos de estos bots “hablen” los hace más visibles, y eso favorece la alarma entre quienes gustan de ser alarmados. Cada uno podrá afrontarlo de distintas maneras, pero vivimos en un mundo automatizado y digital y esto no puede ser puesto en duda, y tampoco que eso está transformando el entorno del trabajo, del ocio, la economía, las relaciones personales y nuestra organización social. Los neoluditas, voces escépticas o preocupadas y en su extremo apocalípticas, deben ser escuchados porque sus visiones y actitudes parten de problemas o dudas parcialmente probadas pero persistentes. Sin embargo, integrando correctamente las informaciones, estudiando, analizando, corrigiendo y discutiendo, uno encuentra sobrados argumentos con los que hacer frente a los mensajes apocalípticos. Por poner un ejemplo, la supuesta destrucción del empleo resulta incongruente en Corea del Sur, el país más robotizado

del mundo, que tiene niveles de desempleo entre los más bajos del planeta (son otros sus enormes conflictos y no están ligados a los bots inteligentes). Desempleo o paro significa falta de empleo, se trata de un desajuste en el mercado laboral donde la oferta de trabajo (por parte de los trabajadores) es superior a la demanda de trabajo (por parte de las empresas). ¿Dónde cabe la aniquilación de la oferta por un bot “autónomo”? ¿Quién ajusta el mercado laboral? ¿Acaso nos está preocupando la pobreza? La pobreza es producto de la violencia estructural que se sustenta en un orden social injusto mediante una distribución desigual de la riqueza que recae en manos de unos pocos en detrimento de la mayoría de la población. La violencia estructural se sustenta en cuestiones de casta, etnia, género o puesto dentro de la escala social; violencia estructural en la que se entremezclan otras violencias: la cultural, patriarcal, moral, política… Entonces, podemos convenir que la pobreza genera conflictos (algunos acaban en crisis armadas), pero ¿un bot inteligente tiene el “poder” para generar este esqueleto promiscuo de relaciones sociales desiguales?

Conclusión

Mientras escribo pienso que lo que leí, analicé, resumí, usé con mi estilo y adecué con mi experiencia para la

creación de este documento es la labor que mimetiza (o intenta) un chat conversacional. Y sonrío. No encuentro motivo para temer. No creo que exista razón alguna para pensar que mi yo creativo está siendo amenazado. Sé y entiendo, como muchos otros desarrolladores de tecnología, que el acto de creación necesariamente implica destrucción: la destrucción de viejos y habitualmente ineficientes modos de vida y producción. De esta desintegración surge vida, oportunidades, alternativas, formas inéditas sin las cuales, sencillamente, no podríamos seguir viviendo, formas inéditas con las cuales podemos construir una vida mejor para todos

Bibliografía

Clark, A. (1973). Profiles of the future: An inquiry into the limits of the possible. Harper & Row.

Luna, A. (2021). Escritura y pensamiento, la advertencia de Sócrates Centro Mexicano de Estudios Económicos y Sociales.

Essoe, G. (1981). The book of movie list. Westport: Crown.

Gil, C. (2014). La revolución de los computadores: navegando en un mar virtual. Universidad de Almería.

Flores, J. (2018). El juicio de la Inquisición contra Galileo. Historia National Geographic Salehi, H., y R. Burgueño (2018). Emerging artificial intelligence methods in structural engineering. Engineering Structures 171: 170.189.

¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a helios@heliosmx.org www.cimesa.net

JAVIER

RAMÍREZ OTERO

Director adjunto de Planeación y Proyectos de Ingeniería, S.C. Consultor en proyectos de ingeniería hidráulica e hidroelectricidad. Miembro emérito del CICM. Académico de número de la Academia de Ingeniería.

La importancia de de almacenamiento de

La producción de energía eléctrica en México se centra en las plantas termoeléctricas, que cubren aproximadamente el 70% de las necesidades del país. El gobierno federal tiene la meta de alcanzar el 35% de generación mediante fuentes de energía limpias y renovables, para lo cual es necesario diversificar las fuentes de producción. Aquí se aborda el tema de las plantas de acumulación de energía por bombeo, que permiten mejorar la eficiencia del sistema eléctrico mediante el consumo de la energía sobrante en las horas de mínima demanda y generar en las horas de mayor demanda; también mejoran la producción de las plantas intermitentes consumiendo la energía sobrante que producen en horas de baja demanda y cubren los déficits que se presentan en las horas en que la generación es baja o nula debido a los cambios climáticos.

El desarrollo de la industria eléctrica en México se inicia a partir del siglo XIX, principalmente mediante la construcción de plantas hidroeléctricas (Batopilas, 1889). Con el crecimiento de la demanda, se inició la instalación de centrales termoeléctricas; se empezó con plantas diésel y de carbón, se construyeron plantas convencionales de vapor que utilizan combustóleo, se siguió con plantas de ciclo combinado que consumen gas y a continuación se iniciaron las plantas geotérmicas y la nuclear. A partir de este siglo empezó a consolidarse la instalación de plantas de energías intermitentes, como las eólicas y solares. Hoy en día, la producción de energía eléctrica se centra fundamentalmente en las plantas termoeléctricas, que cubren aproximadamente el 70% de las necesidades del país. Por otra parte, de acuerdo con la Prospectiva del Sector Eléctrico, se estima que para el año 2030 la capacidad instalada en el país será del orden de 120,000 MW, basada principalmente en el consumo de hidrocarburos; también el gobierno federal tiene la difícil meta de alcanzar el 35% de generación mediante fuentes de energía limpias y renovables, para lo cual es necesario diversificar las fuentes de producción. El tema que se presenta en este artículo es el de las plantas de acumulación de energía por bombeo (PAEB), comúnmente llamadas también plantas de rebombeo, que forman parte del grupo de las energías limpias.

Las PAEB se han estado construyendo principalmente para cubrir las máximas demandas de energía (picos), y

hoy en día también algunas se utilizan para respaldar a las plantas intermitentes. En la figura 1 se muestra de manera esquemática lo que es una PAEB.

El funcionamiento de una PAEB se basa en el aprovechamiento de un desnivel topográfico, con un tanque de almacenamiento en la parte superior y otro en la parte inferior; su concepto es muy similar al de una planta hidroeléctrica, pero con la particularidad de que la PAEB puede turbinar de manera reversible, es decir, puede operar como generador de energía y como motor para bombear.

Una PAEB opera diariamente, tanto para generar como para bombear, y debe estar interconectada a la red eléctrica existente.

El almacenamiento, tanto en el vaso superior como en el inferior, no requiere ser de grandes volúmenes –al contrario de lo que en general se necesita en las presas para las plantas hidroeléctricas–, ya que el consumo de agua es mínimo y únicamente deben reponerse las pérdidas por evaporación.

Cómo funciona una PAEB

Para comprender el funcionamiento de una PAEB, en la figura 2 se presenta la curva típica de demanda horaria para el centro del país, donde el eje de las ordenadas representa la potencia de la demanda máxima (en porcentaje) y el eje de las abscisas representa las horas en que se demanda dicha potencia; el área bajo la

de instalar plantas de energía por bombeo

curva representa la energía consumida durante todo el periodo del día, así como la que se consume en cada intervalo horario.

Ahora bien, a manera de ilustración, en la figura 3 se muestra, con una línea en color rojo, la ordenada media; por debajo de dicha línea, en color amarillo, se observan los “valles”, es decir, las horas de mínima demanda de energía. En la parte superior de la línea roja, en color verde, se hallan los “picos”, que representan las horas de máxima demanda de energía

Es importante señalar que el área que se localiza por debajo de la ordenada media y no corresponde al área de mínima demanda se denomina “energía base”, que se ve reflejada en la gráfica con color azul.

En un sistema eléctrico como el de México, generalmente las plantas termoeléctricas proporcionan la potencia y la energía requeridas durante el periodo de “energía de base” (área azul) y las plantas hidroeléctricas, la potencia y energía requeridas durante el periodo de los “picos” (área verde); también los picos máximos de demanda son proporcionados por las plantas conocidas como de tipo “jet”, que son como turbinas de avión que también consumen gas (área naranja).

El caso de las termoeléctricas

Las plantas termoeléctricas están diseñadas para operar de forma continua y evitar el paro o cese de operación, en virtud de que su arranque resulta costoso y tardado; se requieren varias horas para su arranque y funcionamiento operativo óptimo, particularmente en el caso de las centrales convencionales de combustóleo y carbón; el arranque de las plantas nucleares es mucho más complejo, costoso y tardado; las plantas de ciclo combinado, por su parte, tienen tiempos de arranque menores, pero su diseño está orientado también a proporcionar energía en forma continua durante el periodo de base.

Durante los periodos de mínima demanda, se presentan dos opciones a seguir: reducir la capacidad de operación de algunas de las plantas termoeléctricas, con el costo que esto representa –más aún si se trata de efectuarlo todos los días del año–, o bien, permitir que continúen generando energía eléctrica –y disipándola–durante las horas de los valles.

Central hidroeléctrica

Flujodeaguaenbombeo

Tanque o vaso inferior Equipo reversible turbina-bomba

Flujodeaguaengeneración deenergía

Tanque o vaso inferior Equipo reversible turbina-bomba

Tanque o vaso superior

Se bombea consumiendo energía sobrante cuando el costo es más bajo (valles)

Tanque o vaso superior

Se genera cuando el costo de la energía es más alto (picos)

Balance económico favorable además de mejorar la eficiencia de las plantas termoeléctrica y de las renovables

Ventajas de las PAEB

Las PAEB permitirán mejorar la eficiencia del sistema eléctrico mediante el consumo de la energía sobrante en las horas de mínima demanda, que es cuando su costo es el más bajo, y para generar en las horas de mayor demanda (en los picos), que es cuando su costo es el más alto; se obtiene así un balance económico favorable y rentable.

Estas plantas no solo tienen la ventaja y cualidad de proporcionar la energía de picos y de mejorar la eficiencia de las plantas termoeléctricas; también mejoran la de las plantas intermitentes, como las eólicas y solares,

Figura 1. Esquema de una planta de almacenamiento de energía por bombeo.

Figura 2. Curva típica de demanda diaria en la región centro del país.

consumiendo la energía sobrante que producen en horas de baja demanda, cuando no hay consumo, además de cubrir los déficits que se presentan en las horas en que la generación es baja o nula debido a los cambios climáticos que se presentan continuamente; el resultado es un balance o equilibrio que compensa las variaciones en la generación de energía. De esta manera se eleva la eficiencia de manera importante, y se contribuye a obtener la rentabilidad en estas modalidades; otro punto a destacar es que las PAEB ayudan a mejorar la frecuencia en las redes de trasmisión eléctrica.

Casos en el mundo

Las plantas de rebombeo se han instalado desde mediados del siglo pasado en 38 países; hoy en día existen más de 200 centrales con una capacidad instalada superior a los 170,000 MW, equivalentes a casi dos veces la capacidad eléctrica total instalada en México, así como plantas en proceso de construcción, principalmente en China, con capacidad de 14,700 MW.

Algunas de las PAEB construidas en diversas partes del mundo son: Dinorwig, en el norte de Gales, con 1,700 MW, y Markersbach, en Alemania, con 1,050 MW; en Estados Unidos, Raccoon Mountain, Tennessee, con 1,600 MW, y Ludington, Michigan, de 1870 MW. En Taiwán, Minghu y Mintan, con una potencia total de 2,610 MW. En Valencia, España, La Muela, que entró en operación en 2013 con una potencia total de 1,722 MW. En Okinawa, Japón, se construyó una planta piloto que aprovecha agua de mar; entró en operación también en 2013 con una potencia de 30 MW.

Cabe mencionar el proyecto Espejo de Tarapacá que se tiene conceptualizado en Chile; aprovechará agua de mar como almacenamiento inferior y concavidades

naturales como vaso superior, para instalar cerca de 300 MW aprovechando un desnivel topográfico de 600 m; para el

Figura 4. PAEB Anémona en el Sistema Necaxa.

Figura 3. Curva típica de demanda en la región centro del país con el funcionamiento y operación de una PAEB.

Figura 5. PAEB El Descanso I y Mesa de Álvarez, Baja California.

Figura 6. Planta general del vaso inferior, PAEB El Descanso.

bombeo utilizará la energía del sistema fotovoltaico Cielos de Tarapacá.

Oportunidades

para las PAEB en México

En México aún no se ha construido una PAEB, a pesar de que existen sitios y condiciones favorables para su instalación en varias partes del país. Lo anterior se debe al sistema tarifario que actualmente opera, ya que el diferencial que existe en las tarifas entre las horas de pico y las horas de los valles no ha permitido obtener rentabilidad en los proyectos. En Europa, Japón, Estados Unidos y otros países, el diferencial entre pico y valle es muy importante; en algunos, la tarifa en los valles es prácticamente nula, lo que resulta en una rentabilidad importante y en un incremento considerable en la eficiencia de las plantas termoeléctricas.

En nuestro país se han estudiado diversas opciones para instalación de plantas en el centro, el noreste y el norte, con capacidad cercana a los 5,000 MW; sin embargo, el potencial es mucho más grande, y puede ser incrementado considerablemente a medida que se vayan presentando las grandes demandas de energía de picos en el mediano y largo plazo, así como con la entrada en operación de energías intermitentes.

En el noreste se han localizado varios sitios cercanos a la ciudad de Monterrey, uno de ellos a las afueras de la ciudad, en los municipios de Monterrey y General Escobedo, en las faldas del cerro conocido como el Topo Chico, para una planta con eventual capacidad de 200 MW. También se han estudiado diversos sitios en el cañón del río Santa Catarina con caídas que oscilan entre los 100 y los 400 metros.

Se ha estudiado asimismo la posibilidad de instalar una planta de rebombeo cercana a los 300 MW utilizando las aguas que abastecen a la ciudad de Tijuana a través del acueducto Mexicali Tijuana, en las cercanías de la ciudad de Tecate.

Otra zona con gran potencial se ubica en el Sistema Hidroeléctrico Necaxa, donde se podría instalar una planta de 1,200 MW; se han estudiado dos opciones, la primera llamada Anémona (véase figura 4), con una potencia de 498 MW, y la segunda Tenango, con potencia de 680 MW.

Una alianza entre el Sindicato Mexicano de Electricistas y una empresa privada ha estudiado otra opción, también dentro del Sistema Hidroeléctrico Necaxa, que aprovecharía como vaso superior las presas La Laguna y Los Reyes, y como vaso inferior la propia presa Necaxa; tendría una caída aproximada de 700 m y una capacidad por instalarse cercana a los 700 MW. La conducción sería a través de un túnel de aproximadamente 11 km, con casa de máquinas subterránea.

En el noroeste se han estudiado diversos sitios, entre los que destacan El Descanso I y Mesa de Álvarez, Baja California, con una capacidad cercana a los 1,200 MW aprovechando los escurrimientos del arroyo El Descanso, como vaso inferior; se construirían dos vasos superiores, uno en la margen izquierda y otro en la margen derecha,

Pinzanes

Colorines

Potencial superior a 2500 MW

con sendas casas de máquinas, cada una de 600 MW (véase figura 6).

En la misma zona de Baja California se tienen estudios de plantas en las que se aprovecha el agua de mar, con una capacidad de 600 MW.

En la región central del país se ha analizado la zona que comprende el extinto Sistema Hidroeléctrico Miguel Alemán, ubicado en el Estado de México, donde se puede aprovechar parte de la infraestructura que dejó de utilizarse cuando entró en operación el proyecto de abastecimiento de agua del Sistema Cutzamala, específicamente las plantas hidroeléctricas de Ixtapantongo, Santa Bárbara y Tingambato, con un potencial que puede ser superior a los 2,500 MW y que están prácticamente sin operar. En la figura 7 se muestran los posibles aprovechamientos y el potencial.

Conclusiones

Existen numerosos sitios en México donde es posible instalar plantas de rebombeo, aprovechando partes de la infraestructura construida en diversas presas del país que pueden utilizarse como vasos de almacenamiento superior o inferior. Tales son los casos de las presa Las Adjuntas (Vicente Guerrero) en el estado de Tamaulipas; Las Tórtolas (Francisco Zarco) en el estado de Durango; y Zimapán en los estados de Hidalgo y Querétaro, entre otras.

Por último, es de destacarse que las PAEB por lo general no provocan grandes afectaciones sociales y económicas, principalmente porque los almacenamientos son muy pequeños en comparación con las presas que deben construirse en los proyectos hidroeléctricos. Existen excelentes proyectos, como La Parota, Las Cruces y Chicoasén II, que están detenidos por problemas de esa índole, a pesar de los grandes beneficios que podrían generar al país

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La importancia de instalar plantas de almacenamiento de energía por bombeo

Figura 7. PAEB en el Sistema Hidroeléctrico Miguel Alemán.

Santo Tomás Ixpantongo

MARCO A.

TORRES PÉREZNEGRÓN

Ingeniero civil, maestro y doctor en Ingeniería. Se ha desempeñado en el II UNAM y en la empresa ERN en proyectos relacionados con el modelado del riesgo por eventos hidrometeorológicos en México y América Latina.

JOSÉ FRANCISCO CHÁVEZ CIFUENTES

Ingeniero en Hidrología con interés en el desarrollo. Es jefe de Departamento B en la Dirección General de la Comisión Nacional del Agua.

EDUARDO REINOSO ANGULO

Ingeniero civil con doctorado. Investigador titular del II UNAM. Ha participado en más de 50 proyectos de investigación.

Método para estimar escenarios de inundación

Aunque la comunidad científica ha concluido que se ha producido un incremento en los eventos extremos de precipitación, siguen faltando pruebas sobre las tendencias en las inundaciones que provocan. A continuación se presenta una metodología para la generación de escenarios de inundación que incluyan las proyecciones de precipitación, obtenidas mediante modelos de circulación global, para que sirvan como base para la evaluación probabilista del riesgo por inundación.

Las pruebas del calentamiento del planeta se encuentran en múltiples indicadores climáticos independientes, desde la atmósfera hasta las profundidades de los océanos. Entre ellos se encuentran los cambios en las temperaturas superficiales, atmosféricas y oceánicas, los glaciares, la capa de nieve, el hielo marino, el nivel del mar y el vapor de agua atmosférico.

De acuerdo con el Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, sus siglas en inglés), el cambio climático (CC) ocasiona un incremento en la frecuencia e intensidad de los eventos extremos, como ocurre con los meteorológicos (precipitaciones, nevadas y sequías, entre otros) que a su vez puede repercutir en la intensidad de las inundaciones,

deslizamientos y ciclones tropicales, por citar algunos; esto aumenta la necesidad de fortalecer la gestión del riesgo de desastres con una visión clara en cuanto a competencias, planes, directrices, financiamiento, coordinación entre sectores y de una manera que tenga en cuenta la naturaleza cada vez más sistémica del riesgo de desastres.

Para crear sociedades resilientes ante los desastres se requiere incrementar la inversión pública y privada en la prevención y reducción del riesgo a través de medidas estructurales y no estructurales. Para realizar esto de una manera eficiente, es necesario cuantificar el nivel del riesgo al que se encuentra expuesta la población, la infraestructura y demás activos de interés.

Escenarios de inundación asociados a una frecuencia de ocurrencia

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Escenarios de inundación asociados a una frecuencia de ocurrencia

En términos generales, el procedimiento del análisis probabilista de riesgo consiste en evaluar las pérdidas en el grupo de activos expuestos durante cada uno de los escenarios que colectivamente describen la amenaza, para luego integrar los resultados obtenidos en indicadores de riesgo, como son la pérdida anual esperada, la tasa de excedencia de las pérdidas y la pérdida máxima probable (PML).

En los análisis de riesgo por inundación, la amenaza está representada por un conjunto de eventos o escenarios que colectivamente deben describir todas las formas posibles en que puede ocurrir una inundación en el sitio de análisis, y las frecuencias de ocurrencia de cada uno de estos eventos (véase figura 1). Un escenario, entonces, estará definido por una combinación precipitación-escurrimiento, la frecuencia anual de ocurrencia de la combinación y un mapa de los tirantes de inundación producidos por el tránsito de la avenida y el eventual desbordamiento del cauce que la conduce (Torres et al., 2014).

Por lo anterior, para realizar un análisis probabilista del riesgo por inundaciones, incluyendo las proyecciones por cambio climático, es necesario contar con una colección lo suficientemente amplia y exhaustiva de escenarios de precipitación con los cambios que se esperan a futuro para caracterizar de manera adecuada los escenarios de inundación que originan.

Metodología

El peligro de inundación debido a la lluvia se relaciona directamente con la precipitación pluvial en la cuenca analizada, el tipo de cobertura dominante del suelo y las características de la topografía del terreno. Por lo tanto, el procedimiento utilizado para determinar los escurrimientos a partir de la precipitación que los origina debe estar basado en un modelo de lluvia-escurrimiento. Los pasos principales para el desarrollo del modelo de amenaza de inundación pluvial se desarrollan en seguida.

Generación de escenarios de precipitación

Como parte de la Quinta Comunicación Nacional para el Quinto Reporte de Evaluación del IPCC, en México se realizó un proyecto conjunto (Fernández et al., 2015) entre el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC) órgano sectorizado de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat), y el Centro de Ciencias de la Atmósfera (CCA) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). En este estudio, con base en el análisis de cuatro modelos de circulación global (CNRM-CM5, HadGEM2-ES, MPI-ESM-LR y GFDL-CM3) y en la climatología de referencia (19612000), se obtuvieron escenarios de cambio climático para escenarios de concentración de gases de efecto invernadero con RCP 4.5 (escenario medio) y RCP 8.5 (escenario alto) con los horizontes a futuro cercano (2015-2039), futuro medio (2045-2069) y a futuro lejano (2075-2099) para la República mexicana.

Debido a que los resultados disponibles de las proyecciones de precipitación por cambio climático únicamente presentan mallas de porcentajes de cambio y valores medios, ambos proyectados por mes, se propone una metodología para simular series de precipitación diaria utilizando como señal base los eventos diarios de mallas de bases de datos de precipitación globales (CHIRPS, CMORPH, IMERG, entre otros) y las proyecciones de CC obtenidas con los modelos de circulación global.

Para la generación de las mallas de escenarios diarios de precipitación que incluyan las proyecciones de CC obtenidas con los modelos de circulación global se realizan las siguientes consideraciones:

• La precipitación media diaria de la serie simulada es igual a la media de las proyecciones de CC.

• La desviación estándar de la serie simulada se obtiene considerando un coeficiente de variación mensual igual que el observado en los datos actuales.

• La correlación espacial de la precipitación entre los diferentes puntos de las mallas simuladas es la misma que las observadas en las mallas de precipitación usadas como base.

• El análisis se realiza por mes para poder capturar los efectos de la estacionalidad de las lluvias en el transcurso del año.

El proceso de generación de las nuevas mallas de precipitación que incluyan las proyecciones de CC consiste en realizar una corrección de la media y de la desviación de las mallas de los datos actuales para que sean iguales a las proyecciones de CC. Estas

de precipitación

serán integradas en los análisis hidrológicos e hidráulicos que se realicen, para obtener escenarios diarios de escurrimientos y obtener la amenaza de inundación en las diferentes zonas, por ejemplo, en forma de mapas de inundación asociados a diferentes periodos de retorno.

mallas

diaria

Figura 2. Volumen de agua propuesto para el análisis de escurrimiento a partir del método del hidrograma triangular unitario.

Método para estimar escenarios de inundación

Estimación de precipitación efectiva

La intensidad de lluvia debe traducirse en una profundidad de precipitación efectiva, la cual corresponde a la porción de la precipitación total que puede escurrir y alcanzar los cauces naturales o las áreas inundables. Para cada uno de los eventos se calcula la precipitación efectiva y se dispone de ella en forma de mallas georreferenciadas.

El cálculo de la altura de precipitación efectiva se puede realizar con la metodología del Número de Curva (NC) establecida en el TR-55 por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos, ampliamente usada en nuestro país. Este método es una alternativa para la estimación del escurrimiento directo, derivado de la precipitación total o de diseño, de gran utilidad en cuencas no instrumentadas.

Los valores de NC dependen del tipo y uso de suelo, además de la condición hidrológica, que a su vez depende de factores como el relieve del terreno, el tratamiento del suelo en el caso de cultivos y de las condiciones de la vegetación.

Modelo de inundación

Cuando se estudia el escurrimiento en un cauce, es importante conocer el valor de los volúmenes aportados, el gasto máximo y el instante en que se presenta. Esta información la proporcionan los hidrogramas (véase figura 2), que de acuerdo con las características de la cuenca y la precipitación cambiarán su forma y sus valores. El volumen de escurrimiento que se sugiere considerar es igual al área bajo el hidrograma correspondiente al tiempo de concentración en cada celda que conforma la superficie del MDE.

A partir de los escenarios diarios de precipitación se realizan los análisis de inundación correspondientes. En los últimos años, la implementación de modelos conceptuales simplificados se ha desarrollado con el fin de promover el análisis de zonas de inundación más grandes y en un menor tiempo computacional, lo que permite la simulación de grandes cantidades de escenarios que pueden alimentar modelos probabilísticos, pero siempre teniendo en mente las limitaciones que estos modelos conceptuales puedan tener.

Estos modelos requieren un esfuerzo informático mucho menor que los modelos hidrodinámicos. Son rápidos y robustos, lo más deseable para aplicaciones que no requieren la salida de la velocidad, y tienen bajas demandas en la representación y la precisión de la dinámica del flujo. El ahorro en tiempo de ejecución hace prever que este tipo de modelo es apto para grandes llanuras de inundación y para la evaluación probabilística del riesgo que requiere un gran número de simulaciones. Cuando existen trayectorias de flujo claras a través de la llanura de inundación, estos modelos producen predicciones de la extensión de la inundación, el volumen y la profundidad del agua que se comparan bien con los modelos 2D de ecuaciones

aguas poco

Figura 3. Proceso general del modelo de inundación basado en los enfoques de Cellular Automata (Torres et al., 2022).

Figura 4. Ejemplo de escenario de inundación pluvial.

profundas. Sin embargo, las comparaciones divergen en el caso de topografías más complejas, sobre todo en las áreas en las que la conservación del momento es importante, como la predicción de los niveles de agua y las velocidades en el complejo campo de flujo cerca de una falla de presa y cuando la inundación que se propaga encuentra una pendiente adversa en la llanura de inundación. Esto limita la aplicación de los modelos conceptuales a las aplicaciones en las que los efectos

dinámicos son menos importantes en las condiciones del flujo de agua.

El modelo propuesto en este trabajo utiliza los principales conceptos de los enfoques de Cellular Automata aplicados a las celdas de una malla regular. El enfoque se basa en una evaluación top-down del flujo de agua a través de las celdas, en un proceso paso a paso, utilizando un conjunto de estados de acuerdo con las condiciones de sus vecinos y el flujo. En primer lugar, se asigna un estado inicial a cada celda, luego se calcula un proceso de actualización del estado de acuerdo con reglas simples que determinan el nuevo estado en términos de su estado actual y de las celdas vecinas. De acuerdo con las condiciones en una vecindad de Moore (central + ocho vecinos), las celdas se clasifican en uno de los siguientes cuatro estados posibles con su propio conjunto de reglas: 1) inactivo, 2) transporte, 3) área inundada y 4) borde. En la figura 3 se describe de forma esquemática el proceso de escurrimiento del modelo utilizado.

El modelo requiere, como datos de entrada, mallas regulares con la distribución espacial sobre el área de estudio de los siguientes tres parámetros: 1) MDE, 2) coeficiente de rugosidad de Manning, y 3) volumen de entrada de agua.

Como resultado de este proceso, se obtiene una malla de tirantes de agua que muestran la distribución espacial de las huellas de inundación como la mostrada en la figura 4. Al repetir este proceso para cada escenario de precipitación, se obtiene su correspondiente escenario de inundación, que podrá ser integrado junto con la información de exposición y vulnerabilidad en los

análisis de riesgo.

Figura 5. Zona de estudio en la región Riviera Nayarit.

Figura 6. Precipitación mensual acumulada promedio en la zona analizada para las condiciones actuales y las diferentes proyecciones de cambio climático.

Zacualpan Las Varas Compostela San Pedro Lagunillas

Santa María del Oro

Valle de Banderas San Juan de Abajo Bucerías

Puerto Vallarta

Método para estimar escenarios de inundación

Método para estimar escenarios de inundación con proyecciones de cambio climático

Ejemplo de aplicación

Se presenta como ejemplo de la metodología descrita la región de la Riviera Nayarit, en los estados de Jalisco y Nayarit (véase figura 5). La información referente al modelo digital de elevaciones y la cobertura vegetal del suelo se obtiene a partir de datos del Inegi.

Como precipitación de referencia se utiliza la base de datos del Climate Hazard Group Infrared Precipitation with Station (CHIRPS), un producto diseñado explícitamente para proporcionar estimaciones combinadas de precipitación de satélite y estaciones que cubren la mayoría de las regiones terrestres del mundo y tienen una latencia bastante baja, alta resolución, bajo sesgo y un largo periodo de registro.

En la figura 6 se muestra la precipitación acumulada promedio en la zona analizada. Como puede apreciarse, la mayor diferencia se observa en la temporada de lluvias, principalmente en los meses de junio a septiembre. En esos meses existe un incremento de la precipitación en la mayoría de los modelos de CC. Aunque este incremento aparentemente no es alto, puede reflejarse de manera importante en los escurrimientos consecuentes en las cuencas de la zona.

A partir de los escenarios diarios de precipitación originales (actuales) se realizan los análisis de inundación correspondientes. Con los escenarios diarios de inundación generados, para las condiciones actuales y para las proyecciones de CC, se realiza la estimación de mapas de inundación asociados a diferentes periodos de retorno (Tr) mediante el ajuste de diversas funciones de probabilidad.

Para determinar las variaciones en los escurrimientos pluviales entre los registros actuales y las proyecciones de CC, primeramente se hace la estimación de mapas de inundación para diferentes periodos de retorno utilizando los escenarios generados a partir de las mallas de

precipitación diaria del CHIRPS y las modificadas con las proyecciones de CC. Posteriormente, se estima la variación mediante el cálculo del cociente de los resultados asociados a las proyecciones entre los resultados con las precipitaciones originales (serie actual) para cada Tr. En la figura 7 se pueden observar las variaciones existentes con el modelo CNRM-CM5 para los Tr de 2 y 100 años, lo cual representa precipitaciones que pueden presentarse en el corto plazo (Tr = 2 años) y eventos más extremos que pueden presentarse de manera poco frecuente (Tr = 100 años).

Conclusiones

Esta metodología puede ser implementada por funcionarios de gobierno para obtener resultados que se puedan incorporar en las herramientas de evaluación de riesgos y aplicaciones; para la planificación económica en instituciones financieras; en protección civil y para otras autoridades, con el fin de mejorar el proceso de toma de decisiones y contribuir a la eficacia de la gestión del riesgo por inundación en la construcción de sociedades resilientes

Referencias

Fernández, A., et al. (2015). Actualización de los escenarios de cambio climático para estudios de impactos, vulnerabilidad y adaptación. Atlas climático de la UNAM. Disponible en: atlasclimatico.unam. mx:8578/AECC/servmapas

Torres, M. A., et al. (2014). Event-based approach for probabilistic flood risk assessment. International Journal of River Basin Management 12(4): 377-389.

Torres, M. A., et al. (2022). A conceptual flood model based on cellular automata for probabilistic risk applications. Environmental Modelling & Software 157: 105530.

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Figura 7. Cociente de los resultados de inundación del modelo CNRM-CM5 para futuro medio (2045-2069) y RCP8.5, y los resultados actuales para escenarios asociados a periodos de retorno de 2 y 100 años.

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DAVID DE LEÓN ESCOBEDO

Doctor en Ingeniería. Premio “Nabor Carrillo” del CICM al mejor trabajo de investigación 2016. Ese año ingresó a la Academia de Ingeniería. Es nivel 1 en el SNI y profesor en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma del Estado de México.

El análisis de confiabilidad en la evaluación de infraestructura

El análisis de confiabilidad en la ingeniería se ha difundido poco en México, por lo que en el presente trabajo se hace una aproximación al tema para incentivar la discusión sobre el potencial de estos enfoques. Se describen brevemente los casos de éxito y se plantean algunos de los retos que tiene este análisis. El tema de la normativa de la infraestructura se toca tangencialmente, y se mencionan algunas aplicaciones que existen en el plano internacional. Las conclusiones son preliminares.

La confiabilidad estructural, en su concepción más sencilla, representa la probabilidad de que un sistema estructural tenga un desempeño adecuado en un tiempo determinado. El desempeño puede medirse a través de diversos estados límite, que pueden ser de falla (excedencia de una capacidad expresada a través de una fuerza, un momento o un desplazamiento, por ejemplo) o de servicio (un estado de vibración, entre otros). Vista así, la confiabilidad estructural consiste en una aplicación de la probabilidad y la estadística, con un enfoque en la seguridad estructural (incluyendo la ingeniería sísmica) y con ella se pretende realizar una modelación de las incertidumbres inherentes a los procesos de planeación, diseño, inspección, mantenimiento y reparación de estructuras. Como toda herramienta matemática, la confiabilidad estructural no es un fin sino un medio, es perfectible y requiere, para su correcta implementación, un conocimiento profundo del problema a tratar, incluyendo las aproximaciones deterministas que intentan resolverlo. Con esta visión, la confiabilidad estructural puede complementar –que no sustituir– otras formas de acercarse a la solución de problemas que atañen a las estructuras, para apoyar la toma de decisiones.

Avances

Para el diseño y mantenimiento de estructuras e infraestructura, desafíos recientes y la creciente complejidad de algunos sistemas estructurales han hecho pensar en la necesidad de introducir un nuevo lenguaje (aunque quizá no es que sea nuevo, sino una presentación diferente de algo que ya se había introducido hace muchos años)

para referirse a la valoración probabilista del estado de seguridad estructural de un sistema complejo. Así, en vez de simplemente decir si un diseño pasa o no una especificación, se puede describir el balance costobeneficio o riesgo-beneficio proveyendo a los tomadores de decisiones de elementos de juicio que les permitan elegir la mejor estrategia de inversión para administrar el riesgo de una instalación nueva o para mantener una existente dentro de los niveles de desempeño deseados. Desde hace varias décadas, el uso de herramientas de confiabilidad había sido prefigurado por Rosenblueth y Esteva (1972) para establecer estándares para diseño. La confiabilidad estructural, que encuentra en las obras de infraestructura un área de aplicación con la mayor pertinencia, ofrece varias ventajas, como la de abrir ventanas de oportunidad para ampliar la información que describa el desempeño de estructuras incluyendo las incertidumbres inherentes a los peligros o a las acciones y las resistencias. La confiabilidad estructural puede medir el desempeño, variable en el tiempo, ante estados límite de falla o de servicio, y puede ser de utilidad para enfrentar desafíos de alta complejidad, tanto de diseño como de mantenimiento de infraestructura. También permite emplear el enfoque bayesiano de actualización para incorporar el beneficio de información nueva, como la que surge de pruebas o instrumentación.

Se ha reconocido que, al hacer pronósticos de largo plazo, como los de efectos del cambio climático, a medida que es mayor el plazo, mayores son las incertidumbres de dichos pronósticos (Molina y Rowland, 1974). Por ello se avizora un campo de oportunidad

El análisis de confiabilidad en la evaluación de infraestructura

para implementar esta herramienta tanto para hacer evaluaciones de seguridad estructural como para modelar las probables acciones que pueden surgir de diversos peligros (entre ellos los naturales) en el ciclo de vida de la infraestructura. Así, de acuerdo con el conocimiento más avanzado, se pueden acompañar estas estimaciones con las medidas de la incertidumbre asociada. Esta versatilidad de la herramienta la hace idónea para proponer medidas de optimación en el largo plazo y para establecer bases de cómo invertir los recursos para intentar administrar el riesgo (entendido como el valor esperado de las pérdidas que resultan de las consecuencias de un comportamiento indeseable de la infraestructura) y mantenerlo dentro de límites aceptables.

Las crecientes pérdidas por afectaciones en la infraestructura, ante el impacto de peligros naturales, obligan a pensar en esquemas novedosos para evaluar el estado de daño y generar recomendaciones efectivas para mitigarlo, como las que se basan en el análisis de decisiones informadas en riesgo y en el ciclo de vida de la infraestructura. Este es un campo propicio para usar las herramientas de análisis de riesgo y confiabilidad.

La confiabilidad estructural puede aportar en la necesidad actual de una normativa, basada en riesgo, que considere las condiciones “propias” de los peligros en una forma robusta y objetiva y, de hecho, ha servido para contribuir a generar estrategias de protección financiera para la industria de los seguros en temas de peligro sísmico y otros tipos de peligro. Desde el decenio de 1970 se tuvo la visión de iniciar el primer proceso de transferencia tecnológica con la industria de los seguros, en cuanto al riesgo sísmico de construcciones (Esteva y Guerra, 1978). Asimismo, ha habido propuestas para administrar el riesgo con herramientas probabilistas (Darío et al., 2012). La infraestructura en México requiere bases para establecer de manera clara y sistemática el nivel de riesgo que la sociedad considera, en los hechos, como “tolerable” o “aceptable” tal como se ha planteado para la industria petrolera (Valle, 2014).

El análisis de confiabilidad ofrece a los usuarios formatos más flexibles y con mayor información que la de los reglamentos actuales, al proveer datos sobre el equilibrio entre las inversiones necesarias para obtener niveles de seguridad o desempeño adecuados y las pérdidas probables que se pueden presentar en los distintos tipos de infraestructura, incluyendo las pérdidas de los beneficios que su adecuado funcionamiento aporta a la sociedad.

Este tipo de aproximaciones permite también generar análisis de vulnerabilidad variable en el tiempo, con el potencial de modelar de manera más o menos

realista el deterioro producto de la exposición a un ambiente corrosivo, por ejemplo, o al daño acumulado derivado de la ocurrencia de daños por peligros naturales sin acciones de reparación o mantenimiento de la infraestructura.

La derivación de factores de carga y resistencia para niveles prestablecidos de confiabilidad, para construcciones urbanas, por ejemplo, ha sido un producto generado por varios grupos de investigación para el diseño de reglamentos de sismo (Rosenblueth y Esteva, 1972), para optimación estructural (Bojórquez et al., 2017) y para otras aplicaciones se han desarrollado para plataformas marinas (Silva y Heredia, 2007), ductos para hidrocarburos (Quej-Aké et al., 2015), así como trabajos recientes sobre estructuras fijas costa fuera (Varela y Tolentino, 2022).

Las necesidades de protección para infraestructura portuaria y costera, como muelles y rompeolas, entre otras obras, han sido ilustradas con conceptos de durabilidad (Torres-Acosta et al., 2005). Ellos han mostrado que la protección de esta infraestructura representa un campo de oportunidad para la implementación de programas y estrategias basadas en confiabilidad y que, de hecho, el diseño basado en durabilidad es una variante de la confiabilidad orientada al diseño y mantenimiento de obras. También existe un estudio sobre el mantenimiento óptimo de escolleras informado en riesgo y confiabilidad (De León y Loza, 2019) que muestra la factibilidad de aplicar estos conceptos, criterios y herramientas en la administración sustentable de esta infraestructura, entendiendo por sustentable un ejercicio de recursos que no comprometa los de las siguientes generaciones. El tema del cambio climático refuerza la pertinencia de las evaluaciones de confiabilidad para proteger esta infraestructura de los nuevos impactos en las costas y fuera de ellas en el mediano y largo plazo.

El monitoreo de lo que se ha denominado “salud estructural” representa una oportunidad para actualizar las propiedades mecánicas y reducir la incertidumbre de

Infraestructura de rompeolas.

El análisis de confiabilidad en la evaluación de infraestructura

los modelos estructurales. El bajo costo de los trabajos y equipos de mantenimiento respecto a la reducción de pérdidas potenciales (comparación que resulta más contrastante cuando la infraestructura tiene un valor importante) abre la puerta para promover proyectos de instrumentación que –se ha demostrado de manera consistente– contribuyen a la optimización de recursos para proteger y mantener la infraestructura del país. Por ejemplo, en el caso de estructuras dañadas por sismos, la práctica de no reparar de inmediato pone en peligro a la construcción por la posible ocurrencia no solo de un evento sísmico, sino de varios en el futuro. De este modo, desafortunadamente, se contribuye a la construcción de riesgo por daño acumulado.

En el tema de infraestructura eléctrica, se han desarrollado actualizaciones del Manual de Diseño de Obras Civiles (sismo y viento) en relación con la introducción de periodos de retorno variables para diseño de obras en la industria eléctrica, con diversos niveles de pérdidas potenciales (CFE, 2015).

También, se han propuesto estudios de riesgo y confiabilidad en puentes atirantados (Samayoa et al., 2006).

Aplicaciones de confiabilidad

En el tema de mantenimiento preventivo de puentes, se han desarrollado procedimientos basados en confiabilidad para identificar los tiempos de inspección y mantenimiento con base en información del avance del deterioro en el puente (Frangopol y Liu, 2007). Asimismo, se han propuesto diversas aplicaciones de la confiabilidad para el diseño y mantenimiento de plataformas marinas (Sorensen et al., 1994) y barcos (Moan, 1990), así como de aerogeneradores localizados costa fuera (Pérez et al., 2013).

Diversos trabajos sobre confiabilidad estructural son verdaderos compendios de las herramientas del análisis de riesgo y confiabilidad (Ang y Tang, 1984; Der Kiureghian, 2022).

u Las necesidades de protección para infraestructura portuaria y costera, como muelles y rompeolas, entre otras obras, han sido ilustradas con conceptos de durabilidad. Ellos han mostrado que la protección de esta infraestructura representa un campo de oportunidad para la implementación de programas y estrategias basadas en confiabilidad y que, de hecho, el diseño basado en durabilidad es una variante de la confiabilidad orientada al diseño y mantenimiento de obras. También existe un estudio sobre el mantenimiento óptimo de escolleras informado en riesgo y confiabilidad que muestra la factibilidad de aplicar estos conceptos, criterios y herramientas en la administración sustentable de esta infraestructura.

El análisis de confiabilidad también se ha aplicado en la evaluación y el diseño de presas. En particular, las conferencias de la International Commission on Large Dams y, por ejemplo, el grupo de Johansson (Johansson et al., 2018), que ha desarrollado bases de confiabilidad para el diseño de presas de concreto.

En el desarrollo de infraestructura marítimo-portuaria, la escuela de Noruega, Dinamarca y Países Bajos ocupa un liderazgo desde hace muchos años. La tradición naviera de esos países, así como los problemas de inundaciones que se presentan en algunos puntos de Europa central, han sido factores que han orientado su interés en promover la ciencia y la tecnología para sus obras de protección. Un ejemplo de estas obras son las escolleras donde se ha forjado una tradición a través de la generación de modelos numéricos y experimentales para el avance del tema (Van der Meer, 1988).

Múltiples aplicaciones del análisis de confiabilidad a obras de ingeniería civil se pueden encontrar en las diversas conferencias del grupo de la International Association for Life-cycle in Civil Engineering.

Retos

No se debe reconstruir buscando dejar la infraestructura con el nivel de seguridad que tenía antes del daño: eso es construir el riesgo. Un reto importante es definir objetivos basados en la minimización del riesgo para la vida útil remanente de la infraestructura.

También está pendiente evaluar la confiabilidad de sistemas para instalaciones complejas (correlaciones entre miembros estructurales, interacciones entre estados límite y modos de falla progresiva, etc.)

Otro reto implica la construcción de envolventes en condiciones de multipeligro o peligros con más de una variables (como el deslizamiento de laderas críticas ante procesos de secuencias de lluvia con intensidadduración variable), o la combinación de corrosión más viento o sismo en un puente, por ejemplo.

Subestación eléctrica.

Marco 1

Marco 1

Marco 2

Marco 3

Marco 3

El análisis de confiabilidad en la evaluación de infraestructura

En adición, se requiere considerar el daño acumulado en construcciones sujetas a peligro sísmico donde no se repara de inmediato y se expone la construcción a una serie de eventos inciertos en lugar de uno solo.

Asimismo, se necesitan guías técnicas para la extensión de vida útil de infraestructura que está envejeciendo.

Hacen falta, también, estrategias de aseguramiento de infraestructura (estudios a realizar para reducir el monto de las primas).

Existen igualmente desafíos en la formación: desarrollo de capacidades para fortalecer técnicamente a dependencias públicas ligadas al desarrollo y mantenimiento de infraestructura; revigorizar la liga entre institutos, academias, universidades y empresas tecnológicas con potencial de asesoría y las dependencias públicas y privadas relacionadas con la contratación y el seguimiento de empresas internacionales en obras de infraestructura.

Oportunidades

Los programas de prevención de desastres y reconstrucción de infraestructura dañada, debido a múltiples peligros, pueden orientarse para administrar el riesgo y racionalizar la ejecución del gasto en estos rubros para seleccionar e implementar las medidas costo-efectivas que reduzcan costos en el largo plazo.

Es necesario el desarrollo de criterios que minimicen costos en el ciclo de vida para estándares de diseño y mantenimiento. La generación de una normativa, basada en riesgo, ofrece una nueva ventana de opciones que representan el mejor balance riesgo/beneficio para invertir de manera inteligente con resultados óptimos en el largo plazo.

Debe mejorarse la planeación y el diseño de bases de concurso de obra para infraestructura mediante la identificación y el modelado de incertidumbres y umbrales del monto de la inversión necesaria para los estudios preliminares (proyecto ejecutivo) que acoten las incertidumbres en las demandas que resultan de peligros naturales. Todo ello con la visión del ciclo de vida de la infraestructura.

Conclusiones preliminares

El desarrollo y la aplicación de criterios y herramientas de confiabilidad para apoyar la infraestructura nacional pueden aportar en la mejora de las estrategias para una planeación, diseño, mantenimiento y operación informados en riesgo mediante prácticas sustentables en aspectos financieros, sobre todo en el largo plazo. El alcance de esta mejora permite que las inversiones en el diseño y mantenimiento puedan optimizarse en el ciclo de vida de

u Es necesario el desarrollo de criterios que minimicen costos en el ciclo de vida para estándares de diseño y mantenimiento. La generación de una normativa, basada en riesgo, ofrece una nueva ventana de opciones que representan el mejor balance riesgo/beneficio para invertir de manera inteligente con resultados óptimos en el largo plazo. Debe mejorarse la planeación y el diseño de bases de concurso de obra para infraestructura mediante la identificación y el modelado de incertidumbres y umbrales del monto de la inversión necesaria para los estudios preliminares (proyecto ejecutivo) que acoten las incertidumbres en las demandas que resultan de peligros naturales. Todo ello con la visión del ciclo de vida de la infraestructura.

la infraestructura, con lo cual se reducen los gastos en que se incurre cada vez que un peligro natural daña alguna. Así, se puede racionalizar el gasto en reparaciones sin comprometer los recursos de las generaciones futuras.

En particular, la evaluación de peligros y vulnerabilidades, incluyendo las incertidumbres inherentes, ofrece un amplio espacio de oportunidades. Asimismo, la valoración de la confiabilidad variable en el tiempo representa un nicho para generar programas óptimos de mantenimiento para obras de infraestructura. La administración de riesgo mediante el uso de cómputo de alto rendimiento y herramientas de inteligencia artificial, como las redes bayesianas, algoritmos genéticos y técnicas de machine learning ofrecen amplios campos para desarrollar algoritmos de simulación de mayor eficiencia que los empleados anteriormente. Todo ello, entre otros desarrollos tecnológicos que están naciendo apenas, promoverán el uso de métricas que podrán ofrecer a los inversionistas información para la toma de decisiones informadas en riesgo, para la planeación, diseño y mantenimiento de obras de infraestructura.

El cambio climático y la necesidad de contar con normas actuales que mitiguen el impacto ambiental provocarán que se generen nuevos desarrollos orientados a tomar las medidas de prevención adecuadas para lograr un desarrollo sostenible con el nivel y calidad de infraestructura que requiere nuestro país.

Es importante consolidar las acciones de difusión para acelerar la transferencia y asimilación de conocimientos y el desarrollo de capacidades sobre las técnicas de confiabilidad para su aplicación en temas de infraestructura, hacerse a través de las instituciones de educación superior y otros centros de capacitación y actualización, en los niveles de licenciatura y posgrado. El ampliar la difusión de las bases y los beneficios del uso de estas técnicas en la ingeniería de la infraestructura llevará a un mejor entendimiento y a la apertura de opciones para concretar su aplicación en la práctica.

Se requiere intensificar la formación de grupos que sistemáticamente promuevan el tema fortaleciendo la generación de talento con nivel especializado en el tema para cada tipo de infraestructura en el país

Referencias

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HÉCTOR LÓPEZ GUTIÉRREZ

Ingeniero civil con más de 60 años de experiencia en puertos e ingeniería de costas. Profesor en la materia por más de 50 años.

Navegando por la historia del puerto de Veracruz

En este artículo se relata el desarrollo del puerto de Veracruz, desde la llegada de Juan de Grijalva a los arrecifes donde se ubica actualmente el castillo de San Juan de Ulúa, en 1518, hasta el proyecto de desarrollo de la ampliación del puerto en el siglo pasado, destacando los eventos más relevantes ocurridos en ese largo periodo histórico.

El gobernador de Cuba, Diego Velázquez, patrocinó expediciones para explorar y explotar la tierra firme americana, y para la segunda de estas empresas Juan de Grijalva fue elegido como líder. La llegada de este al sitio actual del puerto de Veracruz y las posteriores acciones de Hernán Cortés son episodios muy relevantes, porque allí nace la historia del México moderno.

En 1518, la tripulación comandada por Grijalva desembarcó en un islote coralino llamado por los nativos Tecpan Tlayácac (Templo de la Nariz). Varios soldados de la expedición eran fieles al gobernador de Cuba, y existía el temor de que pudiesen tomar los navíos y regresar a la isla. Este hecho, sumado a la decisión de Hernán Cortés de iniciar la marcha hacia Tenochtitlan, en contra de las órdenes de Velázquez, explican la decisión de Grijalva de varar las naves en la costa y desmantelarlas de todos sus aparejos. Según Bernal Díaz del Castillo, quien era integrante de la tripulación, “después de haber dado con los navíos al través [ordenó] que los embarrancase o encallase para su posterior desguace o desmantelamiento”. Este podría señalarse como el origen de los astilleros de Veracruz (Junco, 2020).

Realizados los trámites de fundación, emprendieron la búsqueda de un mejor lugar donde asentar la villa, y lo hallaron en un puerto al que llamaron Bernal, cerca de la población totonaca de Quiahuiztlan. Allí construyeron su real asiento, el cual sirvió de plataforma para emprender la campaña de conquista hacia Tenochtitlan. Este segundo asentamiento permaneció en dicho lugar hasta después de finalizada la conquista, pero fue trasladado en 1525 a orillas del río Huitzilapan, en el lugar que hoy se conoce como La Antigua. Finalmente, en 1600 se efectuó el traslado definitivo de la villa al lugar que fue

su asentamiento original: las playas frente al islote de San Juan de Ulúa. La construcción de la fortaleza se inició en 1537 y se terminó hacia mediados del siglo XVIII.

Cuatro veces heroica Veracruz

El 18 de noviembre de 1825, tras más de dos años de bombardeos, ataques y sometimiento al puerto de Veracruz, finalmente el Ejército Mexicano asedió por tierra y mar a los españoles en su último reducto: el fuerte de San Juan de Ulúa. Los españoles fueron derrotados y abandonaron definitivamente la fortaleza. Casi un año más tarde, el Congreso local emitió un decreto, en cuyo artículo séptimo concedió a la ciudad de Veracruz el primer título de heroica.

El 27 de noviembre de 1838, con Antonio López de Santa Anna y Mariano Arista al mando, el Ejército Mexicano se apostó en el fuerte de San Juan de Ulúa y resistió con dignidad y valentía los ataques de la armada francesa, ante la negativa de México de reconocer las reclamaciones de indemnización hechas por aquel país. Esta batalla fue conocida como Guerra de los Pasteles. El gobierno nacional premió por medio de varios decretos a los defensores de Veracruz, militares y civiles, y en 1900 la legislatura local concedió a Veracruz el segundo título de heroica.

El tercer nombramiento lo obtuvo por su enfrentamiento contra Estados Unidos, país que, interesado en obtener territorio mexicano, abrió fuego sobre el fuerte de San Juan de Ulúa y dio inicio a la Guerra de Intervención en 1847; aunque el ejército estadounidense terminó por imponerse, la defensa fue valiente.

Finalmente, el 21 de abril de 1914, durante la Revolución Mexicana, el puerto de Veracruz volvió a sufrir

Figura 1. Obras del puerto inauguradas en 1902.

una invasión. Estados Unidos desembarcó tropas en el puerto para evitar el arribo del buque alemán Ypiranga, que transportaba armamento destinado al gobierno de Victoriano Huerta. La defensa estuvo a cargo de los cadetes de la Heroica Escuela Naval Militar y de grupos civiles voluntarios, que con gran valentía defendieron la integridad de la nación.

La modernización del puerto

La empresa inglesa Pearson & Son construyó los rompeolas y diques necesarios para crear una bahía artificial, además de varios edificios públicos y obras requeridas para la modernización del puerto. Dotó a Veracruz de energía eléctrica, que además de tener un alumbrado público eficiente pudo contar con tranvías eléctricos. Las obras del nuevo puerto se inauguraron en 1902. El ingeniero encargado de dirigir las obras mencionó en su discurso: “La falta de recursos desde la independencia hasta 1876 no permitía pensar en las obras que exigía Veracruz para merecer el nombre de puerto” (véase figura 1).

Cimientos de la industria naval mexicana

El astillero, creado en el puerto de Veracruz en 1929 por iniciativa del comodoro Ignacio García Jurado, surgió como un pequeño patio y taller de construcción inmediato a la fortaleza de San Juan de Ulúa. Sin embargo, no inició sus actividades hasta 1935, con un solo dique seco que tenía la misión de construir cuatro guardacostas y preparar la mano de obra mexicana para la expansión de la industria naval. Desde hace 20 años ha dado servicio a más de 900 embarcaciones.

El año 2015 fue de celebración, pues se consolidaron los 20 años de TNG como cesionaria del puerto de Veracruz, se puso a flote el remolcador Azimutal y se festejaron 80 años de historia de la industria naval en México.

Modernización física y administrativa del puerto

El crecimiento de los volúmenes de carga empezó a sobrepasar la capacidad del puerto, por lo que en el año 2000 se iniciaron estudios para su ampliación. Luego de analizar varias opciones, se seleccionó el área de la bahía de Vergara, al norte del puerto actual, y en 2014 se iniciaron los trabajos para la ampliación (véase figura 2). Por otra parte, las condiciones operativas de Servicios Portuarios de Veracruz (Serpover) eran muy deficientes, por lo que el 31 de mayo de 1991 el gobierno federal requisó el puerto, liquidó a la empresa y sus socios, y extinguió a los cuatro sindicatos del puerto.

El 19 de julio de 1993, el Diario Oficial de la Federación publicó el decreto que creaba la Ley General de Puertos. En ella se configuró la Administración Portuaria Integral, y el 1o de febrero de 1994 se creó la Administración Portuaria Integral de Veracruz, S.A. de C.V. (Apiver).

El proyecto del Nuevo Puerto de Veracruz se inició en 2000 con el desarrollo de estudios que comprendían aspectos técnicos y ambientales, ya que en las dos opciones principales –la propuesta al norte del puerto actual

Libramiento ferroviario Nueva aduana importación Bulevar portuario Nueva aduana exportación

PRIMERA ETAPA

Primera fase 2014-2019 Segunda fase 2019-2024

2.8 km línea marginal Segunda etapa planeada 2019-2024

y la de la zona de la laguna de Alvarado– se presentaban ambos aspectos.

Elegida la primera opción, no fue hasta 2014 que se empezaron las obras de mar, debido a que previamente la Universidad Veracruzana llevó a cabo estudios de corrientes y oleaje en las más de 65,000 ha del parque, para determinar a partir de ellos si efectivamente no habría efectos desfavorables en el sistema arrecifal veracruzano. Como resultado de estos estudios, en 2012 se emitió el decreto que determinó la poligonal del Área Natural Protegida Parque Nacional Sistema Arrecifal Veracruzano, y quedó así el Nuevo Puerto de Veracruz fuera del

parque.

Figura 2. Etapas de desarrollo previstas.

Figura 3. Rompeolas poniente.

Puerto actual

Figura 4. Muro tablestaca de contención del terreno.

El desarrollo completo del proyecto contempla dos etapas. En la primera, comprendida entre 2014 y 2018, se plantearon las siguientes obras:

• Rompeolas poniente, de 4.2 km de longitud

• Muelle marginal, de 2.8 km de longitud

• Dragado de 12 millones de metros cúbicos para dársenas, canal de navegación de 330 m de plantilla, 18 m de profundidad y rellenos

La segunda etapa, prevista originalmente para iniciarse en 2019 y terminarse en 2030, comprende las siguientes obras:

• Rompeolas oriente, de 3.5 km de longitud

• Área para cuatro terminales, por definirse

• Dragado de 10 millones de metros cúbicos para dársena de ciaboga y rellenos

Primera etapa

El rompeolas poniente (véase figura 3) incluye en su corona una vialidad de doble sentido para autotransporte y una vía de ferrocarril para el movimiento de mercancías desde y hacia la terminal, adosada al rompeolas. Su estructura está hecha de núcleo y dos capas de 8 millones de toneladas de roca basáltica y una coraza con una capa de elementos de concreto de altas especificaciones de 9 toneladas en el arranque, de 15 y 18 toneladas en el cuerpo y 24 en el morro. La ventaja que tienen estos elementos artificiales respecto de otras formas comúnmente usadas –bloques de concreto y tetrápodos, por ejemplo– es que se colocan en una sola capa y no en dos, como los inmediatamente antes mencionados. La razón de ello es que, por su geometría, forman una especie de red que, por la trabazón lograda, consiguen una mayor resistencia a la acción del oleaje y entonces, con una sola capa y menor peso que otros muy frecuentemente empleados, se logran reducciones en el costo de poco más del 40 por ciento.

Para los rellenos se usó vibrocompactación, además de la compactación dinámica y la precarga. Su contención se hizo con muro tipo tablestaca (véase figura 4), que sirve al propio tiempo de paramento de atraque, lo cual permitió que el muelle de la nueva terminal de contenedores se hiciera en seco.

En la zona rellenada se establecerán cinco terminales: de fluidos, semiespecializada de carga suelta y contenerizada, la de contenedores citada, una de granel agrícola y otra de granel mineral (véase figura 5).

En materia ambiental, de las 92 medidas de mitigación establecidas en la Manifestación de Impacto Ambiental, la Semarnat en su resolutivo favorable aprobó 91 de ellas, entre las que destacan las siguientes:

Navegando por la historia del puerto de Veracruz

Figura 6. Control de aspectos ambientales.

Figura 5. Nuevas instalaciones.

Terminal semiesp. carga suelta y cont.

Rompeolas poniente Rompeolas oriente Carga comercial

Patios Apiver Terminal esp. contenedores Fluidos

ADCP móvil

Supervisión y monitoreo con cuadracópeteros y UAV de ala fija

Página de monitoreo en tiempo real

Sensores de intensidad lumínica

Trampas de sedimentación Monitoreo de condición ecológica

Zona de actividades logísticas (100%)

Nueva aduana Veracruz (35%)

Blvd. portuario km 13.5 (100%)

Centro de Atención Logística al Transporte (100%)

Libramiento ferroviario Santa Fe (86%)

Vías actuales FFCC

Dársena de ciaboga, 550 m Dársena de ciaboga, 550 m

estados adyacentes. Su desarrollo podrá atraer a industrias ubicadas en el altiplano que se asienten en el futuro en sus vecindades.

Actual Puerto de Veracruz

Sin embargo, por su ubicación en un mar interno como es el Golfo de México y por los volúmenes de producción de la industria a la que nos hemos referido, no se demandan barcos portacontenedores de gran porte, ya que los servicios logísticos que atienden los puertos de la costa este de Estados Unidos y la Comunidad Europea, para los servicios de y hacia los puertos del Golfo de México, vienen en barcos alimentadores que cargan en los grandes puertos concentradores (hubs) del Caribe, como Jamaica y Puerto Rico, no obstante su relación con las grandes cadenas logísticas del comercio marítimo mundial. El Nuevo Puerto de Veracruz es la obra portuaria más importante realizada en los últimos 100 años en México

Referencias

• Programa permanente de monitoreo y seguimiento ambiental antes, durante y después de las obras.

• Rescate y reubicación de corales vivos y de individuos formadores de arrecifes, en caso de encontrarse en la obra.

• Creación del Centro de Monitoreo que medirá la vitalidad real de los organismos rescatados durante cinco años.

• Colocación de mallas geotextiles, fijas y móviles, para proteger de sedimentos a las comunidades coralinas vecinas.

• Creación de 35 ha de arrecifes artificiales.

• Reforestación de 8.3 ha de pastos marinos.

• Formación de un Comité Técnico se Seguimiento, integrado por tres direcciones de Semarnat, Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas, Instituto Mexi cano del Transporte, gobiernos estatal y municipal de Veracruz e instituciones académicas.

• Se designó a la Universidad Veracruzana como Acredi tado Ambiental Autónomo para evaluar ambientalmente la ejecución del proyecto, verificar el cumplimiento de las acciones derivadas de la resolución e informar anualmente al Comité Técnico de Seguimiento de lo que se haya realizado (véase figura 6).

En cuanto al mejoramiento de los accesos terrestres, se concluyó un bulevar portuario de cuatro carriles y 13.5 km que interconecta al puerto con las principales carreteras de la zona centro del país, para evitar su paso por la ciudad, y se concluyó el libramiento ferroviario Santa Fe, compuesto de 19.5 km de doble vía desde el recinto portuario actual hasta Santa Fe.

Conclusiones

El puerto de Veracruz es estratégico para el comercio y la industria de la Zona Metropolitana del Valle de México y

Junco S., R (2019). Proyecto subacuático Villa Rica: tras los barcos de Hernán Cortés. Ponencia presentada durante la 30 Feria Internacional del Libro de Antropología e Historia.

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PAEB PINNAPURAM, India

Mayor planta de energía renovable híbrida en el mundo incluyendo una planta de almacenamiento de energía por bombeo (PAEB); compuesta por 2.6 GW fotovoltaica, 400 MW eólica y 1.2 GW PAEB. Trabajos: Mejoramiento del suelo por medio con anclas al terreno incluyendo, fabricación, suministro e instalación de las mismas.

Navegando por la historia del puerto de Veracruz

Figura 7. La obra portuaria más importante de los últimos 100 años.

Freyssinet de México Canal FreyMex freymex

El ángel de la ciudad

2023

Mayo 12 al 18 World Tunnel Congress WTC2023 Asociación Internacional de Túneles ITA-AITES Atenas, Grecia wtc2023.gr

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4º Congreso Latinoamericano de Tecnologías sin Zanja LAMSTT Asociación Latinoamericana de Tecnologías sin Zanja Cartagena de Indias, Colombia 4tocongresotrenchless2023.lamstt.org/es

Junio 1 y 2

III Foro de Infraestructura del Transporte Colegio de Ingenieros Civiles de México Ciudad de México www.cicm.org.mx

Junio 7 al 9

Eva García Sáenz, Planeta, 2023

Novela policiaca desarrollada en la ciudad de Vitoria, España, en 2019, donde una serie de asesinatos brutales han sacudido a la población.

Los asesinatos parecen estar relacionados con una antigua leyenda medieval sobre un ángel vengador que castiga a los malvados. La inspectora Unai López de Ayala, conocida como Kraken, y su compañera Estíbaliz descubren que el asesino está siguiendo un patrón basado en la figura del ángel vengador.

A medida que la investigación avanza, descubren una compleja trama de corrupción y venganza que involucra a personas poderosas de la ciudad. Kraken y Estíbaliz deben luchar no solo contra el asesino, sino también contra aquellos que buscan ocultar la verdad.

A través de una trama llena de giros y sorpresas, El ángel de la ciudad explora temas como la justicia, la venganza y la corrupción en el contexto de una ciudad llena de historia y leyendas. La novela ha sido aclamada por su trama bien construida, sus personajes complejos y su habilidad para mantener al lector en vilo hasta el final

Conferencia Nacional de Ingeniería “La formación en ingeniería enfocada hacia la mentefactura. Investigación aplicada” Instituto Superior de Irapuato Guanajuato, México www.anfei.mx/cni2023/

Junio 27 al 29

XIII Seminario de Ingeniería Vial Centro de Convenciones Expo Chiapas Chiapas, México www.amivtac.org

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Symposium of the International Association for Shell and Spatial Structures 2023

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