Revista IC febrero 2017 by Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C.

APLICACIONES, ANALITICOS, SERVICIOS

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Innovación a todos los niveles, redefiniendo el cuidado de la salud IT y OT desde la sala de emergencias hasta la oficina, interconectados como nunca antes. Dispositivos inteligentes que monitorean y administran la energía, manteniendo un funcionamiento óptimo ante cualquier circunstancia.

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Espacio del lector

Dirección general Ascensión Medina Nieves Consejo editorial del CICM Presidente

Fernando Gutiérrez Ochoa

En la página 39 se presenta una opinión sobre el artículo “Proceso constructivo de las pistas del NAICM”, escrito por Juan José Risoul Rosan y Ricardo Hería Covarrubias y publicado en la edición noviembre-diciembre de 2016.

sumario Número 572, febrero de 2017

FOTO: MESSEFRANKFURT.COM

3 4 9

MENSAJE DEL PRESIDENTE DIÁLOGO / CONSTRUCCIÓN DE UNA AGENDA DE GESTIÓN METROPOLITANA / JAIME SLOMIANSKI AGUILAR HIDRÁULICA / USO Y ABUSO DEL AGUA / ERNESTO BLANCO SANDOVAL

PREVENCIÓN DE DESASTRES / RESILIENCIA DE LA INFRAESTRUCTURA / ALBERTO JAIME PAREDES

TEMA DE PORTADA: PLANEACIÓN / LAS CINCO CONCEPCIONES ERRÓNEAS DE BIM / CAROLINA FONG GUZZY

INGENIERÍA MARÍTIMA / BASES PARA LA INSPECCIÓN DE PLATAFORMAS MARINAS EN MÉXICO / FRANCISCO ALBERTO VARGAS RODRÍGUEZ

/ USO DE REFUERZO DE PUENTES Y VIALIDADES CON 29 MATERIALES SISTEMAS FRP / JORGE ESQUEDA QUEROL

34 39

ALREDEDOR DEL MUNDO / PROYECTOS QUE CAMBIARÁN LA FAZ DE NY EN EL LARGO PLAZO ESPACIO DEL LECTOR / RESPECTO AL PROCESO CONSTRUCTIVO DE LAS PISTAS DEL NAICM / FEDERICO DOVALÍ RAMOS

/ LIBRO LA VIUDA DE LOS VAN GOGH / 40 CULTURA CAMILO SÁNCHEZ

Vicepresidente

Alejandro Vázquez Vera Consejeros

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

Aarón Ángel Aburto Aguilar Felipe Ignacio Arreguín Cortés Enrique Baena Ordaz Óscar de Buen Richkarday Luis Fernando Castrellón Terán José Manuel Covarrubias Solís Mauricio Jessurun Solomou Roberto Meli Piralla Manuel Jesús Mendoza López Regino del Pozo Calvete Javier Ramírez Otero Jorge Serra Moreno Édgar Oswaldo Tungüí Rodríguez Óscar Valle Molina Miguel Ángel Vergara Sánchez Luis Vieitez Utesa Dirección ejecutiva Daniel N. Moser da Silva Dirección editorial Alicia Martínez Bravo Coordinación editorial José Manuel Salvador García Coordinación de contenidos Teresa Martínez Bravo Contenidos Ángeles González Guerra Diseño Diego Meza Segura Dirección comercial Daniel N. Moser da Silva Comercialización Laura Torres Cobos Victoria García Frade Martínez Dirección operativa Alicia Martínez Bravo Administración y distribución Nancy Díaz Rivera Realización HELIOS comunicación +52 (55) 55 13 17 25

Su opinión es importante, escríbanos a ic@heliosmx.org IC Ingeniería Civil, año LXVII, número 572, Febrero de 2017, 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, Delegación Tlalpan, C.P. 14010, México, Distrito Federal. Tel. 5606-2323, www.cicm.org.mx, ic@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: Helios Comunicación, S.A. de C.V., Insurgentes Sur 4411, 7-3, colonia Tlalcoligia, delegación Tlalpan, C.P. 14430, México, Distrito Federal. Este número se terminó de imprimir el 31 de enero de 2017, 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. Circulación certificada por el Instituto Verificador de Medios, registro

AGENDA / CONGRESOS, CONFERENCIAS…

110/27.

Registro en el Padrón Nacional de Medios Certificados de la Secretaría de Gobernación. Para todo asunto relacionado con la revista, dirigirse a ic@heliosmx.org Costo de recuperación $60, números atrasados $65. Suscripción anual $625. Los ingenieros civiles asociados al CICM la reciben en forma gratuita.

Mensaje del presidente XXXVI CONSEJO DIRECTIVO

Hagamos nuestra tarea

Presidente Fernando Gutiérrez Ochoa

l nuevo presidente de Estados Unidos ha generado incertidumbre

Vicepresidentes

y tensión al anunciar la construcción de un muro en nuestra frontera

Felipe Ignacio Arreguín Cortés

norte que pretende sea pagado por México. Los ingenieros civiles co-

nocemos muy bien las implicaciones de separar con barreras físicas un territorio

Sergio M. Alcocer Martínez de Castro Ascensión Medina Nieves Andrés Antonio Moreno y Fernández Mario Salazar Lazcano Jorge Serra Moreno Edgar Oswaldo Tungüí Rodríguez

de otro.

Alejandro Vázquez Vera

Ante los riesgos que se avecinan, si los mexicanos permanecemos unidos vamos a salir adelante y convertiremos esta situación en una oportunidad. Por el contrario, desunidos y enfrentados, el futuro se ve más complejo y los riesgos que hoy encaramos podrían generar peligros mayores. Es momento de cerrar filas en torno a la institución presidencial y al gobierno

Primer secretario propietario Mauricio Jessurun Solomou Primer secretario suplente Aarón Ángel Aburto Aguilar Segundo secretario propietario

para fortalecer nuestra posición como país, más allá de nuestras preferencias

Raúl Méndez Díaz

políticas. Los mexicanos no creemos en muros, sino en puentes.

Segundo secretario suplente

Es momento de concentrarnos en las coincidencias y actuar en lo que realmente está a nuestro alcance, de fortalecernos para acometer en mejores

José Arturo Zárate Martínez Tesorero José Cruz Alférez Ortega

condiciones los desafíos que se anuncian. El CICM apuesta por la unidad de los mexicanos en torno a una agenda clara

Subtesorero Mario Olguín Azpeitia

de protección a nuestros compatriotas, de defensa de los intereses nacionales y de garantía al flujo de inversiones hacia nuestro país, lo que forzosamente pasa por el combate a la corrupción, la certeza jurídica y la construcción de

Consejeros Ignacio Aguilar Álvarez Cuevas Luis Attias Bernárdez Enrique Baena Ordaz Renato Berrón Ruiz

infraestructura.

Jesús Campos López

Necesitamos construir las bases para recuperar la confianza de la sociedad.

Celerino Cruz García Salvador Fernández del Castillo

Requerimos líderes con valores y que prediquen con el ejemplo. Estados Unidos

Juan Guillermo García Zavala

vela por sus intereses; México debe hacerlo por los propios.

César Alejandro Guerrero Puente

Seamos los mejores profesionistas, seamos los mejores mexicanos y seamos decididos promotores de la unidad nacional. Hagamos nuestra tarea.

Benjamín Granados Domínguez Pisis Luna Lira Carlos de la Mora Navarrete Simón Nissan Rovero Regino del Pozo Calvete Alfonso Ramírez Lavín Francisco Suárez Fino

Fernando Gutiérrez Ochoa XXXVI Consejo Directivo

www.cicm.org.mx

DIÁLOGO

Construcción de una agenda de gestión metropolitana El funcionamiento diario de una metrópoli como la Ciudad de México es sumamente complejo. El cometido de la Agencia de Gestión Urbana es generar esquemas de coordinación controlada a través de normatividad y convenios con las otras dependencias del gobierno de la ciudad, como las delegaciones, y también con el sector privado; ello implica, entre otras muchas y muy variadas tareas, crear un registro de usuarios del subsuelo que presenten programas anuales y respondan a lineamientos establecidos, generar información, y, con la reforma, también dar respuesta operativa para atender de manera eficaz a la ciudadanía. IC: ¿En qué consiste la labor de la Agencia de Gestión Urbana (AGU) y cuál es su estructura operativa? Jaime Slomianski Aguilar (JSA): Brindar servicios a los residentes de la Ciudad de México y sus visitantes diarios es una tarea muy compleja. Se trata de cerca de 18 millones de personas y unos 6 millones de vehículos. La AGU se creó como organismo desconcentrado, autónomo, con el objeto principal de crear una política de atención ciudadana eficaz y gestionar información para poder, con valor agregado, generar inteligencia basada en estadística y planeación, y articular con las

dependencias del gobierno central de la ciudad, como las delegaciones, una mejor agenda de atención ciudadana en materia de incidencias urbanas y una política articulada con todas estas entidades en materia de servicios públicos urbanos. IC: Recientemente hubo un cambio en la estructura de la AGU. JSA: Sí. La AGU desarrolló la plataforma informática; tiene un centro de atención telefónica ciudadano muy posicionado, con el número 072, y gestionaba las so-

AGU

JAIME SLOMIANSKI AGUILAR Licenciado en Derecho con maestría en Gobierno y políticas públicas y en Sistema penal de México. Fue director general de Servicios Urbanos en la Sobse, coordinó la creación del Instituto de Verificación Administrativa del DF y ocupó varios cargos en la Procuraduría General de Justicia del DF. En septiembre de 2016 fue nombrado titular de la Agencia de Gestión Urbana.

Debemos lograr mayor eficiencia en el sistema de información que ya existe para poder tomar decisiones.

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Construcción de una agenda de gestión metropolitana

AGU

JSA: Así es. Hasta ahora no tiene estructura operativa, sólo áreas de gestión de información, atención ciudadana, planeación, inteligencia, pero no un área que pueda dar respuesta a la solicitudes en materia operativa; con la integración de la Dirección General de Servicios Urbanos, se cerrará el círculo.

La parte operativa de la AGU atenderá alumbrado público, áreas verdes y limpieza de la red vial primaria.

licitudes de los ciudadanos en materia de incidencias urbanas, pero ya no tenía control sobre la resolución de las demandas. IC: ¿Con la reforma sí? JSA: Efectivamente. La Dirección General de Servicios Urbanos, hasta hoy en la órbita de la Secretaría de Obras y Servicios, responsable de atender las demandas en la red primaria, se incorporará a la AGU. Con esto se pretende unir el cerebro con el cuerpo, darle mayor fortaleza a la atención ciudadana y la gestión de información, anclada en el área operativa. La AGU recibirá solicitudes, las canalizará y supervisará que se ejecuten las soluciones en tiempo y forma. IC: ¿Cuál es la diferencia entre la red vial primaria y la secundaria? JSA: En la Ciudad de México existen dos niveles de gobierno: el central y el de las delegaciones. Cada uno de estos niveles de gobierno tiene sus propias atribuciones en materia de servicios urbanos. ¿Cuáles son las incumbencias? Todas las calles de las colonias corresponden a la red vial secundaria y su atención es responsabilidad de las delegaciones: bacheo, reencarpetado, balizamiento, los pasos de cebra para cruzar las calles, el alumbrado público, las áreas verdes, la limpieza de calles y bardas. El gobierno central se ocupa de la red primaria, las arterias más importantes de la ciudad: los ejes viales, las avenidas más importantes como Reforma e Insurgentes, las vías rápidas de acceso controlado como Periférico, Circuito Interior o Viaducto, que es la red vial primaria. IC: ¿La nueva estructura de la AGU atenderá cuestiones operativas?

IC: ¿Qué tipo de relación hay con organismos como el Sacmex? JSA: El Sacmex es también un organismo desconcentrado que no solamente atiende coladeras y rejillas en la carpeta de rodamiento; atiende el drenaje profundo, la descarga de agua pluvial, el agua potable de la ciudad, el bombeo del agua potable, el bombeo para el desalojo de zonas inundadas…

IC: ¿En algún punto el Sacmex y la AGU se vinculan? JSA: Sí. Estamos coordinados con ellos. IC: Otro tema de suma relevancia es el uso del subsuelo. Una telefónica hace una zanja y medio la tapa, luego viene el gobierno de la ciudad y encarpeta; poco después viene una compañía de gas o de televisión y hace una nueva zanja… JSA: La AGU va a generar un registro de usuarios del subsuelo. Todo aquel que pretenda meterle mano a la carpeta asfáltica o a las banquetas primero habrá de registrarse como usuario del subsuelo, luego tendrá que presentar su programa –al menos anualizado– de intervenciones al subsuelo con todas las especificaciones y criterios técnicos que nosotros indicaremos, y posteriormente la AGU tendrá que emitir autorizaciones de obra.

uuLa AGU va a generar un registro de usuarios del subsuelo. Todo aquel que pretenda meterle mano a la carpeta asfáltica o a las banquetas primero habrá de registrarse como usuario del subsuelo, luego tendrá que presentar su programa –al menos anualizado– de intervenciones al subsuelo con todas las especificaciones y criterios técnicos que nosotros indicaremos, y posteriormente la AGU tendrá que emitir autorizaciones de obra. IC: ¿Cuál es la relación de la AGU con otras dependencias, empresas e instituciones públicas y privadas de la Ciudad de México y de la zona metropolitana? JSA: Otra de las responsabilidades de la AGU es tener la capacidad de gestión para poder generar esquemas

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Construcción de una agenda de gestión metropolitana

no de buena voluntad, sino de coordinación controlada a través de normatividad y convenios con las otras dependencias del gobierno de la ciudad, como las delegaciones, y también con el sector privado. IC: ¿Está previsto que en la Constitución de la Ciudad de México se considere explícitamente a la AGU? JSA: Se hicieron algunas propuestas en materia de la política pública de los servicios urbanos y de planeación de la ciudad, que fueron integradas en la propuesta que hizo el jefe de Gobierno a la Asamblea Constituyente. IC: Es mucho, muy variado y en ocasiones particularmente complejo lo que la AGU debe atender. ¿Han encontrado o están previendo conflictos entre el nivel de responsabilidad y el nivel de autoridad para cumplir? JSA: En la reforma se le dan más atribuciones y facultades para que pueda lograr los propósitos de una atención ciudadana mucho más eficaz, con una respuesta rápida. IC: Muchas de las cuestiones que son de la incumbencia de la AGU tienen que ver con la ingeniería civil, obras de distinto nivel. ¿Qué vínculo existe o se proyecta con instituciones como el Colegio de Ingenieros Civiles de México en materia de consultas o asesoría? JSA: Es parte de lo que tenemos que ir construyendo. Es una agenda que tendremos que fortalecer, indudablemente.

uuLa Ciudad de México genera aproximadamente 13 mil toneladas diarias de basura, de las que ya estamos destinando cerca de 4 mil toneladas para distintos procesos, además de unas 1,800 toneladas de desechos orgánicos para composta. El gobierno central de la ciudad nos ha instruido para cambiar la forma de eliminar los residuos sólidos; enterrar la basura ya no será una opción, entonces estamos trabajando en nuevas tecnologías. Otra área operativa es la de imagen y servicios, que atenderá alumbrado público, áreas verdes y limpieza de la red vial primaria, que incluye quitar grafiti y propaganda no autorizada. Hay un área operativa muy importante: la de gestión de la basura, los residuos en suelos urbanos. La Ciudad de México genera aproximadamente 13 mil toneladas diarias de basura; para tener una idea, es el Estadio Azteca de piso a techo. De estas 13 mil toneladas ya estamos destinando alrededor de 4 mil toneladas para distintos procesos, por ejemplo para una cementera, como combustible para sus hornos, y reciclaje; además, unas 1,800 toneladas de desechos orgánicos para composta. Quedan entre 8 mil y 9 mil toneladas, que llevamos a los rellenos sanitarios privados en el Estado de México. El gobierno central de la ciudad nos ha instruido para cambiar la forma de eliminar los residuos sólidos; enterrar la basura ya no será una opción, entonces estamos trabajando en nuevas tecnologías.

AGU

IC: Parecen muchas las atribuciones de la AGU. ¿Cuáles son las áreas particulares en las que tiene incumbencia? JSA: Lo dividiremos, como dije, en dos partes: una que es cerebro, es decir, planeación y estrategia, y otra parte que es operación. Tenemos que ser mucho más eficaces en la atención ciudadana, responder más rápido las inquietudes por medio del teléfono y plataformas de internet. También debemos lograr mayor eficiencia en el sistema de información que ya existe, para que nos

permita darle valor agregado y hacer inteligencia con esa información, es decir, estadística, análisis para poder tomar decisiones que nos generen planeación y control en materia de servicios urbanos. Otra área central es la del control de los usuarios del subsuelo. Por otra parte, nos planteamos modernizar los servicios urbanos y vamos a acercarnos a la comunidad, a organizaciones civiles, a la academia, a institutos e instituciones, a los propios ciudadanos, para “subirlos” a las propuestas, al modelo y al diseño moderno y eficiente en materia de servicios urbanos para lograr una ciudad más funcional; lo anterior con respecto al cerebro. La parte operativa estará anclada en la planeación estratégica, de tal manera que todo lo que hagamos venga de directrices políticas y líneas del área de planeación estratégica, no de iniciativas aisladas.

Futura CDMX es un centro de estadística visual y una herramienta muy poderosa para organismos que quieran construir su agenda.

IC: A mediados de 2016 se inauguró en el Centro Interactivo Futura Ciudad de México una maqueta monumental de la ciudad. Además

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AGU

Construcción de una agenda de gestión metropolitana

El centro interactivo cuenta con mapas, fotografías, información, estadísticas y tablas comparativas.

del interés educativo, ¿qué utilidad puede tener desde el punto de vista de la ingeniería civil y de la planeación urbana? JSA: Este centro es una gran herramienta, no es sólo un museo de conocimiento para ver proyecciones sobre la evolución del México prehispánico al México moderno o contemporáneo; además –y ese es uno de los objetivos fundamentales de la maqueta–, con información dura, con estadística, con números de diversas agendas públicas y privadas de la ciudad sobre desarrollo urbano sustentable, medio ambiente, aguas, agenda administrativa, movilidad en distintos niveles, seguridad, podemos generar un centro de estadística visual sobre la propia maqueta, que puede ser una herramienta muy poderosa para organizaciones u organismos privados que quieran construir su agenda y tomar decisiones, para que el mismo gobierno de la ciudad pueda usar esa información en algunos rubros al diseñar políticas públicas. IC: ¿Quiénes participaron en la creación de esta maqueta y con qué criterios se hizo? Particularmente, ¿hubo ingenieros y arquitectos trabajando en ella? Además, hay una parte, 100 Metros Bajo Tierra, sobre el tema del subsuelo de la ciudad. ¿Qué nos puede comentar sobre esto? JSA: Futura CDMX, Centro Interactivo, representa la concreción de un ambicioso proyecto de más de dos años de gestación cuyo resultado es un espacio único en la capital del país donde a través de la tecnología más avanzada los visitantes contemplan un espectacular modelo a escala de la Ciudad de México; se recrea su evolución histórica y se interactúa con innovadores contenidos multimedia sobre nuestra urbe y distintas megalópolis del mundo, a la vez que constituye una herramienta sin precedentes en apoyo al estudio y toma de decisiones para los servidores públicos de la capital y la sociedad civil en general. La idea surgió tras una visita del jefe de Gobierno a la ciudad de Shanghái, y llevó más de un año concretar el proyecto en el que participó un nutrido ejército de

uuUna de las salas de Futura CDMX es 100 Metros Bajo Tierra, que está representada en tres tótems de cristal, donde a través de un corte por capas, bajo la Torre Mayor o en un sitio en el Centro Histórico, es posible visualizar el subsuelo de la ciudad de México, uno de los de mayor diversidad topográfica y geológica del planeta. arquitectos, urbanistas, diseñadores, pintores, herreros y carpinteros, quienes dieron forma a la gran maqueta de la Ciudad de México; esto significó una inversión de 56 mil horas de trabajo. La gran maqueta es la pieza central de Futura CDMX, ubicada en la planta baja. Su escala es 1:2500, y sus dimensiones, 13 × 18 metros. Cuenta con dos gradas con capacidad para 240 visitantes, proyectores de alta definición y un sistema especial de audio que dan vida a una espectacular inmersión audiovisual. Además, se instalaron nueve salas interactivas en el segundo nivel del ex Teatro de las Vizcaínas con pantallas táctiles de última generación que muestran mapas, fotografías, información, estadísticas y tablas comparativas para “descubrir y sentir la ciudad”. Una de estas salas es 100 Metros Bajo Tierra, que está representada en tres tótems de cristal, donde a través de un corte por capas, bajo la Torre Mayor o en un sitio en el Centro Histórico, es posible visualizar el subsuelo de la Ciudad de México, uno de los de mayor diversidad topográfica y geológica del planeta. Los vestigios del mundo antiguo, como son los restos de Tenochtitlan, al igual que las inundaciones y los sismos que transformaron la capital, y también la red subterránea de transporte, se encuentran en una misma instalación de fuerte componente artístico Entrevista de Daniel N. Moser ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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HIDRÁULICA

Uso y abuso del agua La Ciudad de México concentra al día de hoy 45% de la actividad industrial del país y 22% de su PIB, alberga aproximadamente 9 millones de habitantes y la visitan por día 4 millones más para trabajar y estudiar. Estos factores, que aumentan la demanda de agua de manera preocupante, hacen que se incremente la explotación de los acuíferos, cuyo volumen de extracción es de 2,922,000 m3/año en la zona metropolitana. El fenómeno repercute gravemente en las condiciones geológicas para la sustentabilidad del acuífero somero del Valle de México y visiblemente se reflejan en el hundimiento del suelo de algunas regiones.

Sobreexplotación y hundimiento El hundimiento de la ciudad se puede considerar un fenómeno con efecto diferencial, ya que no sólo debe tomarse en cuenta la compactación de la arcilla, sino también el espesor de dicha capa, que en su naturaleza es variable y, por lo tanto, el hundimiento en la ciudad también lo es para cada zona. Serían incuantificables los costos a los que ascienden los hundimientos. En el ánimo de detenerlos, se vuelve indispensable apoyar la recarga con agua residual potabilizada, sobre todo la capa que se halla por debajo de las arcillas, así como la recarga inducida con agua de lluvia mediante presas de gaviones, pozos de absorción y otras estructuras. Por tal motivo, las preocupaciones contemporáneas sobre el acuífero se enfocan en los hundimientos, que causan daños en la infraestructura urbana, y en la producción de los pozos, ya que en la medida en que se va extrayendo el agua a mayores profundidades puede rendir un caudal menor o su calidad ser inferior. En caso de reponer o rehabilitar los pozos, se corre el riesgo de llegar a formaciones menos productoras, incluso hasta en profundidades de 800 o 900 metros.

SACMEX

La capital padece fugas en las redes hídricas que aportan al desaprovechamiento del agua. Las causas de esta problemática se componen de uno o varios factores, entre ellos la fatiga estructural de tuberías, piezas especiales o tomas domiciliarias por tubos y conexiones de materiales inadecuados, por mano de obra deficiente, por tránsito vehicular pesado, por movimientos de suelos y por la presión en la red. El uso negligente del agua en los domicilios ha participado de manera importante en la rápida sobreexplotación, lo cual indica que las dos variables significativas son las fugas y el volumen de consumo.

Si no se resuelve el problema de las fugas, cualquier otra inversión resulta insuficiente o francamente inútil.

En la actualidad la perforación de pozos alcanza 300 a 450 metros, con lo cual se llega a formaciones geológicas más consolidadas en las que disminuye la permeabilidad y porosidad, pero también el caudal de los pozos, lo cual implica que para sostener el mismo volumen de extracción deberá haber mayor abastecimiento por pozo. De cada pozo hoy en día se extraen unos 40 litros por segundo, y a este ritmo se esperaría en un futuro tener pozos de los que se extraerían de 5 a 10 litros por segundo. En el camino hacia la sustentabilidad, se ha contemplado incrementar la capacidad de infiltración de agua de buena calidad mediante acciones de recarga inducida, con gran atención y cuidado de la zona de conservación, el daño forestal y la biodiversidad.

ERNESTO BLANCO SANDOVAL Licenciado en Derecho con estudios de posgrado en Derecho administrativo y Derecho procesal civil y mercantil, y especialidad en Finanzas públicas. Ha ocupado diversos cargos públicos, como coordinador de asesores de la Dirección General de Recursos Materiales y Servicios Generales del GDF, contralor interno del Sacmex y del STC Metro. Es director ejecutivo de Servicios a Usuarios del Sacmex.

Fugas intradomiciliarias y en redes Gran parte de las redes de distribución de agua presentan fugas, que se clasifican en dos tipos: las visibles

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Uso y abuso del agua

son aquellas fugas puntuales que llegan a escurrir por la superficie y la población las reporta cuando aparecen; las no visibles son puntuales y sólo se pueden detectar buscándolas mediante equipos especiales. No se puede dejar de lado la complicación que significa cambiar las tuberías de la red, por el alto costo que implica su reposición (150,000 dólares por kilómetro). Cambiar 4,000 km de tubería en seis años requiere una inversión de 100 millones de dólares por año. Ese monto es considerable, comparado con el presupuesto que se asigna anualmente al Sistema de Aguas de la Ciudad de México (Sacmex), pero si se compara con el tamaño de la economía de la ciudad, es una proporción mucho menor. Si no se resuelve el problema de las fugas, cualquier otra inversión resulta insuficiente o francamente inútil. En las condiciones actuales de la red, el volumen de agua que la gente ahorre en sus domicilios tiene como destino el aumento de las fugas. Medición Para ahondar en el tema de las fugas es de particular relevancia comprender la importancia de la medición: si no se mide no se puede cuantificar, y por tanto no se puede avanzar. La medición es indispensable si el objetivo es ser eficiente; forma parte esencial del control de la demanda y de las fugas en las redes de distribución, ya que si no se mide, no se sabe qué agua es recibida, entregada y perdida. Para elaborar un balance de agua en la Ciudad de México, se debe considerar el requisito de medir aquella que se abastece de cada una de las fuentes y la que se distribuye a las diferentes zonas de la ciudad a través de la red primaria. Este tipo de medición del agua que va a cada zona permite crear un distrito hidrométrico en el cual se realice una medición de redes a la entrada y una medición doméstica de salida en cada una de las tomas; la diferencia entre el agua introducida al distrito y el volumen del agua registrada en los medidores domiciliarios permite determinar la eficiencia o el nivel de

uuUna posibilidad para hacer compatible el derecho humano al agua con un consumo responsable es que todo usuario o consumidor pague el costo total de la provisión de los servicios –sin excepciones, y menos para oficinas públicas–. El importe de la dotación básica para aquellos que no puedan fehacientemente solventar los precios resultantes se cubriría mediante subsidios (cruzados o directos), pero el volumen en exceso lo pagarían a la misma tarifa que el resto de los usuarios. fugas de cada zona. No se puede pensar en aumentar la eficiencia física si no se miden y controlan las fugas. Cuantificar el consumo domiciliario es básico e insustituible. Hay servicios públicos en los que se identifica al usuario, se puede medir cuánto usa, y éste tiene control sobre su consumo, tal como lo tiene con el teléfono, el gas y la electricidad; en estos servicios es mucho más eficiente cobrar una tarifa según el uso o consumo basado en la medición. Si se establece una tarifa fija no habrá respuesta cabal del usuario por la ausencia de un medidor, y tampoco habrá un incentivo para que cuide el agua. Para que una tarifa envíe una señal clara a los usuarios se requiere un sistema de medición doméstico muy detallado y profesional. Las fugas intradomiciliarias normalmente deben estar controladas en la medición del gasto a la entrada de la casa, pues al no estar medida su agua, el usuario no tiene incentivo para usar sólo la que necesita de una manera racional. Sólo con este tipo de medición se puede contribuir a evitar el desperdicio en los domicilios. El periodo de duración de los medidores también es importante; los que tienen muchos años de vida miden hasta 40% menos que los nuevos. Por ello, los medidores con más de 10 años deben reemplazarse, no repararse. Cuando se habla de agua no contabilizada, no todo son fugas; también interviene de manera importante la micromedición deficiente.

Tabla 1. Uso negligente, normal y cuidadoso del agua en los domicilios (l/hab/día) Uso negligente

Uso normal sin reductores

Uso cuidadoso con reductores y buenos hábitos

Inodoros

36.00

24.00

18.00

Lavado de dientes

16.50

10.50

0.50

Lavado de manos y cara

29.30

22.00

6.00

Uso

Afeitarse

38.50

21.00

1.00

264.00

132.00

20.00

Lavado de utensilios de cocina

82.50

31.50

15.00

Limpieza general de casa

35.85

21.28

8.00

Lavado de ropa

40.00

28.00

20.00

Ducha

Lavado de patio y áreas verdes Totales

30.85 573.50 (+87%)

16.98 307.26

8.00 96.50 (–68%)

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Uso y abuso del agua

Gráfica 1. Comparativo de tarifas de agua 2016. Servicio medido, consumo de 15 m3 Tarifa popular bimestral (pesos) 392.50 282.68

246.38

219.68

Costos El Código Fiscal de la Ciudad de México prevé en el artículo 172 que están obligados al pago de los derechos por el suministro que provea la Ciudad de México los usuarios del servicio. El monto de estos derechos comprenderá las erogaciones necesarias para la extracción, conducción y distribución del líquido así como su descarga a la red de drenaje, y las que se realicen para mantener y operar la infraestructura necesaria para ello. Son varios los factores que intervienen en el costo del servicio de agua; uno de ellos es el transporte de ésta, que se determina en gran medida por la distancia y la altura a la cual se lleva; megalópolis como la Ciudad de México tienen que buscar fuentes a cientos de kilómetros de distancia para satisfacer su demanda. De la misma manera, la extracción de agua de pozos o su traslado de un lugar lejano hacia terrenos más elevados requiere mucha energía eléctrica; en el caso de la Ciudad de México, con una elevación de 2,239 metros sobre el nivel del mar, se requiere un bombeo desde una altura de 1,100 metros en su punto más bajo hasta 2,702 metros en su punto más alto, y un recorrido de aproximadamente 127 kilómetros. Bombear el agua hacia la Ciudad de México requiere más energía que la que se consume en toda la ciudad de Puebla. Una vez en la superficie, el agua de pozos debe ser potabilizada; desde los diferentes sistemas se distribuye a través 13,840 km de redes hasta llegar a los domicilios de los usuarios. Más tarde, mediante sistemas de bombeo, se expulsa de la ciudad a través de 14,019 km de redes de drenaje. A esto hay que sumar la actividad comercial de medir en cada domicilio, facturar y entregar las boletas a cada uno de los usuarios y cobrarla. Derecho humano al agua El 8 de febrero de 2012 se adicionó el párrafo sexto al artículo 4º constitucional; en éste se estipula que toda

Tlalnepantla

80.30

73.80

Tijuana

Neza

Monterrey

Mexicali

León

Huixquilucan

Hermosillo

Culiacán

CDMX

37.46

Saltillo

75.86

107.57

SLP

79.72

156.47

122.23

Puebla

88.74

Guadalajara

131.84

Chalco

116.08

uuSe trata de garantizar el acceso universal a servicios de calidad para todos, al tiempo que se induzcan enseñanzas e incentivos para un uso razonable a través de la política tarifaria. En ese sentido, existen cuatro categorías éticas para el uso del agua: el agua-vida, el agua-ciudadanía, el aguaeconomía y el agua-delito. persona tiene derecho al acceso, disposición y saneamiento de agua para consumo personal y doméstico en forma suficiente, salubre, aceptable y asequible. El Estado garantizará este derecho y la ley definirá las bases, apoyos y modalidades para el acceso y uso equitativo y sustentable de los recursos hídricos, estableciendo la participación de las entidades federativas y los municipios, así como de la ciudadanía para la consecución de dichos fines. La Organización de la Naciones Unidas reconoce tal derecho y plantea una cuota básica de agua potable y de servicios básicos de saneamiento como un derecho humano, es decir, a nadie se le puede negar porque no la pueda pagar. Una posibilidad para hacer compatible este derecho humano al agua con un consumo responsable es que todo usuario o consumidor pague el costo total de la provisión de los servicios –sin excepciones, y menos para oficinas públicas–. El importe de la dotación básica para aquellos que no puedan fehacientemente solventar los precios resultantes se cubriría mediante subsidios (cruzados o directos), pero el volumen en exceso lo pagarían a la misma tarifa que el resto de los usuarios. Por otro lado, los mecanismos de subsidio deben definirse; una vez determinados, los operadores tienen que cortar o restringir el servicio, ya que de otra forma no tendrán suficiencia financiera. La buena voluntad de pago tiene cierto efecto, pero si a los usuarios morosos no se les corta el suministro, no se les restringe el servicio o no se les encausa legalmente, no pagarán.

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Uso y abuso del agua

Gestionar esos derechos y deberes desde la lógica del interés general y sin ánimo de lucro constituye un reto de gestión pública en el que la ciudadanía debe involucrarse. Una buena gobernanza de este tipo de servicios exige promover nuevos modelos de gestión pública participativa; la ciudadanía debe colaborar de forma efectiva en el diseño y seguimiento tanto de sus derechos como de sus deberes. Será fundamental construir un sistema tarifario de acceso universal que garantice la financiación de los servicios y promueva criterios justos de redistribución de costos. Un sistema de tarifas crecientes por bloques de consumo permite generar subvenciones cruzadas de los niveles socioeconómicos más altos hacia los más bajos.

uuExisten herramientas para que todos los sectores económicos tengan acceso a las tarifas: la primera es un mecanismo de compensación, donde sea mínimo el cobro por un consumo razonable y responsable, y se compense con un mayor cobro al desperdicio o a los usos suntuarios; la segunda es fijar diferentes cuotas por zonas, donde se ajusten las tarifas según los niveles socioeconómicos. • El agua-ciudadanía. En actividades de interés general de la sociedad, garantizando funciones de salud y de cohesión social, esta categoría debe situarse en un segundo nivel de prioridad, en conexión con los derechos de ciudadanía vinculados a los correspondientes deberes ciudadanos. • El agua-economía. En funciones de carácter productivo, más allá de los niveles de suficiencia y dignidad, debe reconocerse en un tercer nivel de prioridad, en conexión con el derecho individual y colectivo a mejorar el nivel de vida. Usos que demandan la mayor parte del agua sustraída de ríos y acuíferos, y de los que se derivan los principales problemas de escasez y contaminación. • El agua-delito. Usos productivos ilegítimos, en la medida en que lesionan el interés general de la sociedad (vertidos tóxicos, extracciones abusivas o clandestinas).

Usos éticos y consumos básicos Identificar las categorías éticas de los diferentes usos del agua es un paso importante para establecer prioridades y criterios que consoliden una gestión adecuada. El agua que se necesita para beber, cocinar y para una higiene básica son 30 litros por persona al día como mínimo vital en el ámbito de los derechos humanos, y podrían ser gratuitos para los más pobres. En los siguientes tramos de consumo la tarifa debe crecer, de forma que se incite un consumo responsable y se penalicen los usos suntuarios o abusivos. Se trata, en suma, de garantizar el acceso universal a servicios de calidad para todos, al tiempo que se induzcan enseñanzas e incentivos para un uso razonable a través de la política tarifaria. En ese sentido, existen cuatro categorías éticas para el uso del agua: • El agua-vida. En funciones básicas de supervivencia, tanto de los seres humanos como de los demás seres vivos, esta categoría debe tener prioridad para garantizar el acceso de todos a cuotas básicas de agua potable como un derecho humano, a caudales necesarios para garantizar la soberanía alimentaria de las comunidades más vulnerables y a la sostenibilidad de los ecosistemas.

Desde el punto de vista teórico, los servicios públicos tienen el valor que la gente les otorga, pero en el tema del servicio del agua es muy común que se cobren tarifas fijas, que no se cobre o que se cobre un precio muy bajo que no permite recaudar recursos suficientes; esto fomenta los consumos negligentes o abusivos, por lo que evitarlo se vuelve parte fundamental de las actividades administrativas vigentes y posteriores si se desea establecer cuotas justas y eficientes.

Gráfica 2. Comparativo de tarifas de agua 2016. Servicio medido, consumo de 30 m3 Tarifa popular bimestral (pesos) 528.25

513.50

498.38 396.60

362.24

192.16 215.70

Tlalnepantla

Tijuana

Saltillo

SLP

Puebla

137.20

Neza

Mexicali

León

185.48

Monterrey

193.34

Huixquilucan

Chalco

CDMX

105.09

148.06

Hermosillo

179.89

Guadalajara

178.48

Culiacán

296.48

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Uso y abuso del agua

Esquema tarifario en la Ciudad de México El consumo de agua es un tema actual relevante, ya que conlleva un panorama complejo. El Sacmex realizó un estudio de las necesidades de una persona en tres condiciones. En primera instancia se realizó el análisis del agua que se consume con un servicio “normal” y sin accesorios ahorradores; el resultado fue de 307.3 litros por habitante al día. Se hizo el mismo ejercicio con accesorios ahorradores y una cuidadosa utilización del agua; en este caso, 96.5 litros fueron suficientes. En el tercer ejercicio se abusó del agua, y el consumo se elevó a 573.5 litros. El uso responsable del agua puede reducir la demanda “normal” en 68%, mientras que un uso negligente puede subirla a más de 87 por ciento. Existen herramientas para que todos los sectores económicos tengan acceso a las tarifas: la primera es un mecanismo de compensación, donde sea mínimo el cobro por un consumo razonable y responsable, y se compense con un mayor cobro al desperdicio o a los usos suntuarios; la segunda es fijar diferentes cuotas por zonas, donde se ajusten las tarifas según los niveles socioeconómicos. Para que exista un uso responsable de agua no basta la buena voluntad de los usuarios, se requieren tarifas adecuadas que reflejen su costo real y su escasez; para definirlas, es primordial tomar en cuenta el costo de prestar un servicio de calidad: la recuperación de costos tiene que prorratearse entre lo que paga el usuario y lo que el gobierno subsidia. Si la Asamblea Legislativa de la ciudad autoriza tarifas bajas y además decide asignar cierta cantidad de dinero que resulta insuficiente, eso implicará poner al organismo operador en la disyuntiva de proveer menos servicios, bajar su calidad o no cubrir aspectos básicos de mantenimiento. La Ciudad de México está condicionada por un complejo entorno metropolitano que se dificulta por la necesidad de coordinar acciones y sortear impedimentos de gestión que influyen en el ámbito hídrico; por ello se requieren cambios fundamentales y el diseño de un esquema de tarifas para evitar abusos y cobrar por los servicios integrados de agua y no por derechos, de tal manera que el Sacmex se vuelva autosuficiente económicamente. La zonificación de las tarifas permite canalizar los subsidios mayormente a los sectores desprotegidos sin dejar de fijar tarifas bajas también para usuarios residenciales que moderan su consumo. En estos casos existe un subsidio cruzado en el precio del agua: las tarifas que en sentido estricto son derechos fijados por la Asamblea Legislativa y no determinadas por el Sacmex se diferencian en zonas de alto nivel económico, de nivel medio, bajo y las populares. En resumen, son estas las razones que deben tomarse en cuenta para abordar de manera eficiente el tema de los subsidios, guiar y acotar un consumo responsable; si se cobrara el agua a su costo real, eso

uuLa Ciudad de México está condicionada por un complejo entorno metropolitano que se dificulta por la necesidad de coordinar acciones y sortear impedimentos de gestión que influyen en el ámbito hídrico; por ello se requieren cambios fundamentales y el diseño de un esquema de tarifas para evitar abusos y cobrar por los servicios integrados de agua y no por derechos, de tal manera que el Sacmex sea autosuficiente económicamente. llevaría a una voluntad de ahorro. La política de cobrar poco conduce a no cuidar el agua, en la medida en que cuesta poco. Conclusión ¿Qué requiere una urbe como la Ciudad de México para resolver el problema del consumo y el abuso de agua? Requiere varias estrategias que deben implementarse de manera integral: primero, reducir el agua no contabilizada ampliando la cobertura de micromedición, así como el mantenimiento a medidores o la sustitución de aquellos con más de 10 años de vida útil; así los usuarios podrán conocer sus consumos, controlar y ajustar su gasto. Implementar un esquema tarifario que permita al organismo operador hacer frente a los costos que genera el otorgar el servicio, así como obtener los recursos necesarios para invertir en la infraestructura que la ciudad requiere, dar mantenimiento a la existente y sobre todo resolver las fugas en la red; pero, aun más importante, establecer tarifas que al tiempo que representen un precio razonable y asequible controlen el abuso y el dispendio. Tal es el sentido de las tarifas crecientes que castiguen los consumos elevados, es decir, debe establecerse un precio que refleje el valor y la escasez, para que los ciudadanos aprendamos a racionar y cuidar el agua. Adicionalmente, establecer un programa agresivo de cobro, ya que la buena intención de pago normalmente no es suficiente para algunos usuarios que no tienen la voluntad de cubrir el costo de sus servicios; a éstos habrá que exigirles el pago mediante restricciones o cortes en el servicio. Esto sin duda podría generar problemas políticos y sociales en el corto plazo, pero lograría beneficios muy importantes a la larga, toda vez que de esto dependerá la sustentabilidad del acuífero. Si seguimos sobreexplotándolo como si se tratase de un recurso infinito, con el tiempo no habrá agua que alcance, y se condenará a las generaciones futuras a vivir una crisis permanente de falta de agua

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PREVENCIÓN DE DESASTRES

Resiliencia de la infraestructura En este trabajo se hace una presentación general del concepto de resiliencia de la infraestructura, además de analizarse el reto que constituye este tema para la ingeniería civil desde la planeación, diseño, construcción, puesta en servicio, operación, mantenimiento y puesta fuera de servicio. Todo ello se hace con objeto de integrar los proyectos adecuadamente tanto al ambiente como a las obras de infraestructura y a los sistemas de su entorno. La resiliencia de la infraestructura es un tema que ha evolucionado de los conceptos de incertidumbre, confiabilidad y riesgo (década de 1960) y de las experiencias de desastres por eventos naturales o antrópicos ocurridos en el mundo. Lo ha hecho muy rápidamente a partir de los atentados a las Torres Gemelas de Nueva York en 2001 y de la devastación ocurrida en Nueva Orleáns por el huracán Katrina en 2005. Recientemente, otro impulso al tema lo dio el sismo de magnitud 9 que afectó a una zona extensa de la isla principal de Japón, en especial a Fukushima (marzo 11, 2011). El sismo produjo un tsunami con olas de más de 15 m y esto provocó un desastre en una amplia zona costera, cuyo resultado fueron 19 mil muertos y un millón de edificios y viviendas destruidos con colapso parcial. Además, la inundación de la nucleoeléctrica Daiichi y la pérdida del control del sistema de enfriamiento de sus tres reactores produjeron el derretimiento (meltdown) de sus núcleos y severos escapes radioactivos. Este sismo y el tsunami fueron mucho mayores que los de diseño, los cuales se estimaron con datos históricos confiables. En México, a lo largo del siglo XX hubo inundaciones, huracanes y sismos severos en múltiples ocasiones. Algunos de los más graves fueron los sismos de septiembre de 1985 (más de 6 mil muertos), los huracanes Gilbert (1988, más de 200 muertos) y Pauline (1997, más de 500 muertos) y las lluvias de convección que produjeron la inundación de la costa de Chiapas en 1998. En este siglo, otros huracanes que han causado daños severos en el país han sido Wilma (2005), Manuel (2013) y Odile (2014). Qué se entiende por resiliencia Aunque el término resiliencia de la infraestructura es reciente, se demuestra que el significado es familiar al

ingeniero civil. Para tal fin, se describen los principales elementos en los que se basa: resistencia, confiabilidad, redundancia y respuesta, y recuperación. En 1965, Arthur Casagrande dictó la Segunda Conferencia Terzaghi: “La importancia del riesgo asumido en los trabajos de tierras e ingeniería de cimentaciones”. Es uno de los primeros artículos en los que se tratan los temas de incertidumbre y riesgo en ingeniería. También aborda la necesidad de hacer diseños redundantes para evitar, y en su caso contener, las fallas catastróficas. En 1969, en la VII Conferencia Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Cimentaciones, celebrada en la Ciudad de México, hubo una sesión especial: “Factores de seguridad en mecánica de suelos” (Meyerhof, 1969). En ella se discutió extensamente el uso de los conceptos de probabilidad en la mecánica de suelos, empleando teorías de estadística y de decisión. Además, se sugirió hacer análisis de seguridad de las estructuras basados en la probabilidad de falla y tomar como variables aleatorias las cargas actuantes y los parámetros de resistencia de los suelos. En la década de 1970 ya se hablaba de manera más natural de incertidumbre en la estimación de las acciones en las estructuras y del comportamiento de éstas; también de probabilidad de falla y confiabilidad, así como de falla frágil y dúctil con objeto de evitar el colapso (Benjamin y Cornell, 1970; Rosenblueth y Esteva, 1971; Ang, 1973, 1975 y 1977; Vanmarcke y Cornell, 1972). Se empezó a distinguir la falla catastrófica de la falla de servicio. Estos términos evolucionaron en estados límites de falla y de servicio en la jerga de estructuras, sísmica y geotecnia, principalmente. La definición más aceptada de resiliencia de la infraestructura es (NIAC, 2009): “La capacidad de reducir la magnitud y duración de los efectos causados por

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ALBERTO JAIME PAREDES Doctor en Ingeniería civil con especialidad en Ingeniería geotécnica y Geotecnia ambiental y sísmica. Investigador titular del II UNAM. Fue gerente de Protección Ambiental de la CFE y subdirector general técnico de la Conagua. Miembro de las academias Mexicana de Ciencias y de Ingeniería. En 1988 recibió el premio Manuel González Flores de la SMIG a la Investigación en Geotecnia.

Resiliencia de la infraestructura

Mucho de la metodología de la resiliencia se ha adoptado de la manera en que los negocios modernos administran sus riesgos financieros, operacionales y estratégicos. También de las formas en que los gobiernos gestionan los efectos a las comunidades causados por desastres naturales o antrópicos.

Resistencia

Respuesta y recuperación

Resiliencia

Confiabilidad

Redundancia

Figura 1. Componentes de la resiliencia.

uuLos efectos causados por fenómenos perturbadores pueden ser catastróficos (pérdida de la infraestructura) o parciales, es decir, imposibilidad de la obra de proporcionar completo el uso o servicio para el que se diseñó y estaba en operación antes de que se presentara la perturbación. Esto es aplicable lo mismo a la infraestructura de un país que a la de una empresa o un sistema. Es por ello que se prefiere hablar de falla catastrófica (colapso) o fallas parciales o de servicio. fenómenos perturbadores”. Los efectos pueden ser catastróficos (pérdida de la infraestructura) o parciales, es decir, imposibilidad de la obra de proporcionar completo el uso o servicio para el que se diseñó y estaba en operación antes de que se presentara la perturbación. Esto es aplicable lo mismo a la infraestructura de un país que a la de una empresa (bancos, bolsa de valores, aseguradoras, etc.) o un sistema (telefonía, internet, distribución de agua potable, transmisión de energía eléctrica, etc.). Es por ello que se prefiere hablar de falla catastrófica (colapso) o fallas parciales o de servicio. La eficiencia de una infraestructura o empresa resiliente depende de la capacidad de anticipar y absorber un fenómeno potencialmente perturbador, adaptarse a él y recuperarse rápidamente (NIAC, 2009). Algunos fenómenos perturbadores son: sismo mayor que el de diseño, tormenta mayor que la prevista, huracán, tornado, racha de viento, condiciones geotécnicas de sitio no previstas, caída del mercado de valores, acciones terroristas, cambio de las cargas rodantes y el número de repeticiones, cierre de carreteras o vialidades, y colapso de puentes y viaductos elevados. Algunos de estos fenómenos perturbadores son súbitos (sismo, explosión). Otros se anuncian con horas o días de anticipación. Algunos más son silenciosos y se incrementan con el tiempo, tal como el aumento en las cargas por eje e intensidad del tránsito vehicular en carreteras, puentes y vías férreas.

Componentes fundamentales de la resiliencia Los componentes fundamentales de la resiliencia son cuatro (Guthrie y Konaris, 2012), como se ve en la figura 1. Resistencia Se refiere al diseño del proyecto o sistema para resistir un nivel de cargas o efectos dados, por lo general proporcionados por reglamentos o normas. Más allá de este nivel se presenta la falla, no importa si es catastrófica o parcial. Generalmente, estas cargas o efectos se estiman de eventos previos o históricos. Algunas veces se emplean experiencias que ocurrieron en otros sitios, similares o no. En los reglamentos y normativas de diseño y construcción recientes se habla de estados límites de falla y de servicio. Es decir, se debe diseñar el proyecto para que la estructura soporte las cargas o eventos sin llegar a la falla total. Además de ello, se revisa que cumpla con ciertas limitantes para que la obra o sistema proporcione los servicios esperados durante su operación. Por ejemplo, que el asentamiento de la cimentación sea menor de 10 centímetros. En proyectos de ingeniería civil, la normativa rara vez toma en cuenta la interacción con obras vecinas o ubicadas en el entorno del proyecto. Un evento perturbador puede exceder los niveles o efectos para los cuales se diseñó la obra y puede ocurrir la pérdida total o impactos muy significativos que impidan su funcionamiento. Además, puede ocurrir una amenaza no considerada. En resumen, el elemento resistencia permite proporcionar protección (reglamentos y normas), prevenir daños (métodos de análisis y diseño que permitan simular el comportamiento y respuesta de la obra o sistema) y proporcionar capacidad para resistir el impacto primario de la amenaza (estimación del peligro y de la vulnerabilidad del sistema). Confiabilidad Consiste en asegurar que los componentes de la obra, infraestructura o sistema sean diseñados para operar en un intervalo de solicitaciones que permita mitigar los daños o la pérdida durante un evento. Es decir, se debe revisar el comportamiento de la obra, infraestructura o sistema para niveles de cargas o efectos fuera de los rangos de diseño. Esto se puede ejemplificar con la pregunta ¿qué le pasaría al proyecto si el evento de diseño se excede? En el caso de un edificio, si el sismo de diseño se excede se revisaría si la estructura colapsaría o si sufriría desplazamientos importantes pero

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Resiliencia de la infraestructura

continuaría en pie; lo segundo es lo deseable, porque permitiría a los ocupantes del edificio salir con vida y no quedar aplastados por el colapso de la estructura. Por tanto, en el diseño se buscaría que la falla no fuera frágil sino dúctil. Finalmente, la confiabilidad implica asegurar que la obra o sistema pueda operar, incluso dañada, en un intervalo de condiciones o eventos distintos de los de diseño, de tal suerte que esto permita mitigar los daños y pérdidas provocados por un evento perturbador. Además, que el deterioro se dé a un nivel manejable mientras se restablecen las condiciones de servicio previas al evento. Redundancia Se refiere a que la obra, red o sistema se diseñe de tal manera que tenga capacidad adicional para soportar un evento perturbador sin colapsar, o bien que tenga varias líneas de defensa que le permitan contener la falla catastrófica. Con ello la obra podría seguir proporcionando un servicio parcial. En el caso de sistemas o redes, tales como agua potable, drenaje, transmisión y distribución de energía eléctrica, deben ser capaces de cambiar o redireccionar las rutas de abastecimiento, descarga o distribución.

Por ejemplo, hace unos años (Guerrero, 2016) propusieron la construcción del acuaférico de la Ciudad de México para que, en caso de falla por sismo de alguna parte de la retícula de la red de abastecimiento de agua en la zona urbana, fuera posible transportar el agua a cualquier punto de la periferia de la ciudad para de allí recanalizarla a la red. Las medidas de redundancia deben ayudar a recuperar rápidamente la eficiencia del servicio proporcionado por la infraestructura al nivel previo al evento. Respuesta y recuperación Se refiere a que la infraestructura sea capaz de dar una respuesta rápida y efectiva a las repercusiones de un evento perturbador, seguido de una pronta recuperación. Para tal fin, es necesario llevar a cabo acciones de planeación y preparación, así como ejercicios de prevención en espera de un evento perturbador (prevención civil). Por ejemplo, en la Ciudad de México la alerta sísmica y los ejercicios de prevención civil de evacuación de edificios con brigadas de voluntarios. Adicionalmente, deben planearse estrategias que permitan restaurar rápido los servicios a sus niveles previos. La planeación debe incluir medidas de recuperación que ayuden a mejorar la respuesta de la infraestructu-

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Resiliencia de la infraestructura

ra, al tomar en cuenta lo ocurrido. Por tanto, se debe estudiar el fenómeno y sus efectos en la infraestructura para identificar los puntos de mejora de las obras, las dañadas y las futuras. Finalmente, estos elementos de la resiliencia se encuentran entrelazados. La importancia de cada uno varía según el tipo de infraestructura (carreteras, energía eléctrica) así como su relación costo-beneficio. Dependiendo del caso, la resiliencia de un tipo dado de infraestructura se puede mejorar combinando de la manera más adecuada estos elementos con el fin de lograr la solución cuyo costo-beneficio permita la gestión del riesgo a un nivel tolerable para la comunidad y el país. Dicho lo anterior, se puede afirmar que la resiliencia se proporciona, por una parte, a través de un buen diseño para asegurar resistencia, confiabilidad y redundancia; por la otra, se requiere una organización federal que tenga la capacidad de actuar para dar respuesta y recuperar el servicio previo o mejorado de la infraestructura afectada. Líneas de acción para mejorar la resiliencia El primer paso para mejorar la resiliencia de la infraestructura en México es identificar los sectores clave de la infraestructura y de los recursos. Por ejemplo, en Estados Unidos tienen considerados 18, y en Gran Bretaña 9 (NIAC, 2009; Houses of Parliament, 2010). Estos sectores son, entre otros: bancario y financiero, transporte, salud, comunicaciones, presas, alimentos, agua y drenaje, energía, servicios de emergencia y el propio gobierno. En Reino Unido (Houses of Parliament, 2010) clasifican como infraestructura nacional las instalaciones, sistemas, sitios y redes necesarios para el funcionamiento del país y la prestación de los servicios esenciales necesarios para la vida diaria. En Estados Unidos, el organismo a cargo es el Consejo Nacional Consultor de la Infraestructura (NIAC, por sus siglas en inglés) a través de la Secretaría de Seguridad del Territorio Nacional (Department of Homeland Security). El Consejo también tiene como función ser un canal facilitador de la comunicación entre los diferentes sectores del gobierno y de la economía, públicos y privados, que tienen que ver con infraestructura. Además, promueve la elaboración de estudios de riesgo de los sistemas de información y telecomunicaciones. En Reino Unido está en discusión la creación de un órgano responsable del futuro de la infraestructura en el país. La imagen mental de la resiliencia de la infraestructura (Flyn, citado por NIAC, 2009) consta de cuatro características: 1) robustez, capacidad de absorber el golpe (efecto del fenómeno perturbador) y continuar operando; 2) capacidad de respuesta para manejar la crisis conforme ésta se va desarrollando; 3) recuperación rápida, habilidad para poner en operación la infraestructura o servicio tan pronto como sea posible; y 4) adaptabilidad, capacidad para incorporar las lecciones aprendidas de

eventos similares del pasado y mejorar la resiliencia. Esta imagen mental de la resiliencia permite una mejor comprensión de la relación que existe entre todos los sectores de la infraestructura (energía eléctrica, agua y saneamiento, seguridad pública, servicios hospitalarios, carreteras, ferrocarriles, aeropuertos, etc.) y entre los ciudadanos, la industria, el comercio y el gobierno.

uuEn cuanto al papel de los ingenieros civiles, las formas de responder a estos retos se dan a través del diseño adecuado de las obras y la elaboración de reglamentos y normas que, además de proporcionar diseños resistentes y redundantes, permitan a las obras seguir operando con limitaciones ante eventos extremos. Además, estimando las acciones de los fenómenos perturbadores con una buena colecta de datos confiables. En México, el gobierno federal es responsable, entre otras funciones, de proporcionar seguridad pública, proteger a las personas, sus bienes y su salud. Así pues, debe velar por que se mantengan los servicios proporcionados por la infraestructura a las comunidades del país (Ley General de Protección Civil, 2010) asegurando que tengan la suficiente resiliencia para soportar los efectos de amenazas posibles (naturales y antrópicas) en las diferentes regiones de México. Así, debe poder restituir rápidamente al nivel previo el servicio de energía eléctrica interrumpido o afectado por el paso de un huracán, como ha tenido que hacerse en Baja California Sur o la costa de Quintana Roo en años recientes. Por supuesto que debe haber un balance entre el riesgo asumido, la inversión y el costo a la población para salvaguardar la infraestructura, ya que no es posible hacerlo para todo tipo de amenazas e intensidades. Para el gobierno resulta imperativo mantener la continuidad de los servicios de infraestructura (durante y después de eventos extremos) para asegurar la estabilidad económica y social de la región afectada y dar respuesta oportuna en la seguridad física de las personas y sus bienes, hospitalaria y de salud. Para ello, se cuenta con la Coordinación de Protección Civil adscrita a la Secretaría de Gobernación, encargada de coordinar el Sistema Nacional de Protección Civil. Una de sus funciones es promover estudios de riesgo y confiabilidad y mapas de peligro de la infraestructura entre las dependencias de los tres niveles de gobierno. En cuanto al papel de los ingenieros civiles, las formas de responder a estos retos se dan a través del diseño adecuado de las obras y la elaboración de reglamentos y normas que, además de proporcionar diseños resistentes y redundantes, permitan a las obras seguir operando con limitaciones ante eventos extremos. Además, estimando las acciones de los fenómenos perturbadores con una buena colecta de datos confia-

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Resiliencia de la infraestructura

bles (históricos y con mediciones) que posibiliten inferir el nivel de peligro de las amenazas detectadas para el lugar; por ejemplo, definir la magnitud de una tormenta, viento o sismo para distintos periodos de retorno, o aplicar, además de las herramientas clásicas, aquéllas de la confiabilidad y el riesgo (Singh et al., 2007; Jaime y Montoya, 2008) para la revisión de la infraestructura en operación, y el análisis y diseño de la nueva. El concepto de resiliencia es aplicable a la infraestructura construida y en operación; hay que evaluar la resiliencia de esta infraestructura y, en su caso, mejorarla con medidas o acciones correctivas, como lo establece el Programa de Seguridad de Presas de la Conagua. Conclusiones El tema de la resiliencia de la infraestructura es de mucha importancia para México. La aplicación de este concepto permitirá mejorar la respuesta que se ha dado de manera errática a emergencias provocadas por sismos, huracanes, lluvias de convección intensas, protestas sociales, etc. Esta tarea va más allá de lo mucho que se ha avanzado en protección civil desde los sismos de 1985. También se deben promover y fomentar los estudios de resiliencia para mejorar la infraestructura existente y para diseñar la nueva Referencias Ang, A. H. S. (1973). Structural risk analysis and reliability-based design. ASCE. Journal of the Structural Division 99 (ST9). Ang, A. H. S. (1975). A comprehensive basis for reliability analysis and design. En: A. M. Freudenthal et al. (Ed.). Reliability approach in structural engineering. Tokio: Maruzen. Ang, A. H. S. (1977). Risk and reliability analysis in engineering design. En: W. J. Hall (Ed.). Structural and geotechnical mechanics. Volumen conmemorativo de N. M. Newmark. Nueva Jersey: Prentice Hall. Benjamin, J. R., y C. A. Cornell (1970). Probability, statistics and decision for civil engineers. Nueva York: McGraw Hill. Guerrero, Guillermo (2016). Comunicación personal. Guthrie, P., y T. Konaris (2012). Infrastructure resilience. Foresight project: Reducing risks of future disasters: Priorities for decision makers. Informe de UK Government Office of Science. Houses of Parliament (2010). Resilience of UK infrastructure. Parliamentary Office of Science and Technology. Postnote No. 362. Jaime, A., y A. Montoya (2008). Análisis de confiabilidad en geotecnia. Cuatro enfoques. Memorias de la XXIV Reunión Nacional de Mecánica de Suelos. Aguascalientes. Meyerhof, G. G. (1969). Safety factors in soil mechanics. Memorias de la VII ICOSOMEF 3. México. National Infrastructure Advisory Council, NIAC (2009). Critical infrastructure resilience. Final Report and Recommendations. NIAC. NIAC (2010). A framework for establishing critical infrastructure resilience goals. Final report and recommendations by the Council. Rosenblueth, E., y L. Esteva (1971). Reliability basis for some Mexico codes. Proceedings of the ACI Symposium on Probabilistic Design of RC Buildings. Singh. V. P., S. Jain y A. Tyagi (2007). Risk and reliability analysis: A handbook for civil and environmental engineers. ASCE. Vanmarcke, E. H. y C. A. Cornell (1972). Seismic risk and design response spectra. ASCE Specialty Conference, Safety and Reliability of Metal Structures. Pittsburgh. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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PLANEACIÓN TEMA DE PORTADA

Las cinco co erróneas CAROLINA FONG GUZZY Ingeniera civil con maestría en Administración de proyectos. Ha trabajado como ingeniera de proyectos y coordinadora de planeación estratégica en empresas nacionales y extranjeras. Actualmente es analista de infraestructura.

En el mundo del diseño y la construcción, así como ralizada del BIM. A continuación se describen cinco de en el de la infraestructura civil, el modelado de informaellos que es necesario conocer. ción para la construcción (BIM, por sus siglas en inglés) se ha convertido en un factor esencial para el futuro de la Es sólo para edificios, construcción de casas, edificios comerciales, carreteras, y quizá sólo para arquitectos autopistas, sistemas pluviales y más. Hay gobiernos en La realidad es que el BIM describe un proceso que se el mundo que exigen o recomiendan el uso de BIM, recoadecua perfectamente a todo tipo de proyectos de nocen su valor para ayudar a realizar proyectos con éxito construcción y de infraestructura civil. mediante la reducción de riesgos e ineficiencias, y mejoran los registros de productividad y seguridad manteniendo las entregas a tiempo. Diversos países instauran ahora el uso obligatorio del BIM, como Estados Unidos a través de su Administración de Servicios Generales y su Cuerpo de Ingenieros del Ejército, así como Noruega, Reino Unido, Dinamarca, Bélgica, Holanda, Hong Kong, Singapur, China, Japón y Corea, sólo por mencionar algunos. Para quien no está familiarizado con el BIM, se trata de un proceso de modelado inteligente que ayuda a hacer diseño, ingeniería, proyectos e información operativa de manera precisa, accesible y accionable para edificios e infraestructuras (véase figura 1). Sin embargo, a pesar de estar convirtiéndose en un proceso ampliamente adoptado, existen algunos mitos o conceptos errados que llevan a una lenta aceptación geneFigura 1. BIM, proceso de modelado inteligente.

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CORTESÍA DE AUTODESK.

El modelado de información para la construcción permite erigir edificios cada vez más integrados al entorno, inteligentes y eficientes. Sin embargo, a pesar de estar convirtiéndose en un proceso ampliamente adoptado, existen algunos mitos o conceptos errados que llevan a una lenta aceptación general.

Las cinco concepciones erróneas de BIM

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ncepciones de BIM

El BIM provee una base fundamental para ayudar a diseñadores, constructores y propietarios a obtener ventajas competitivas.

Requiere un modelo muy detallado que sólo los expertos pueden realizar El BIM empieza con un modelo 3D, pero es mucho más que eso. Primero que nada, sin importar cómo se cree el modelo, se trata principalmente de información. Con la tecnología de hoy en día es posible reunir, sintetizar y compartir cantidades inmensas de datos sobre cualquier proyecto o portafolio de bienes. Se observa cada vez más este tipo de información en forma de captura de la realidad (escáner láser y fotografía digital), sistemas de información geográfica y otros conjuntos de datos públicamente disponibles (incluyendo información demográfica, económica y ambiental). En la construcción, esa información se puede transformar en contratos, listas de precios y horarios. Con un diseño enriquecido en datos o una construcción de modelos basada en el BIM es posible: • Simular y visualizar características físicas y funcionales claves sobre el diseño. • Coordinar información sobre el proyecto, agendar y colaborar con las partes interesadas.

• Generar procesos más ágiles e inteligentes que ayuden a mantener los objetivos de calidad, conocimiento y apoyo. La adopción de BIM es baja en ingeniería civil y construcción El sector de la construcción superó al de los arquitectos como el segmento en el que más rápidamente se adopta el BIM; los mandatos del gobierno y los requisitos del propietario están impulsando cada vez más su uso en proyectos de infraestructura pública para ayudar a reducir el riesgo y el costo. BIM es noticia vieja El momento jamás ha sido tan importante para este modelo. La innovación disruptiva está transformando el mercado, y los métodos tradicionales de trabajo se han visto desplazados. Las herramientas y los procesos evolucionan rápidamente y están borrando los límites entre lo físico y lo digital para crear una nueva era de conexión. El BIM provee una base fundamental para

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MERKO.EE

Las cinco concepciones erróneas de BIM

Como las líneas entre el procesamiento digital y los sistemas físicos se difuminan, el diseño y la construcción en cada fase del proyecto interactúan más cercanamente.

uuEl BIM tiene un gran valor agregado para propietarios durante la fase de diseño y construcción, pero también cuenta con un valor duradero para las tareas de operación y mantenimiento. Los datos inteligentes dentro de un modelo BIM pueden ser utilizados, por ejemplo, para apoyar el mantenimiento preventivo y la programación, construir análisis de sistemas, gestionar activos, espacio y rastreo, y hacer la planeación ante posibles desastres. ayudar a diseñadores, constructores y propietarios a obtener ventajas competitivas con una mayor habilidad de generar cantidades enormes de información útil en torno al ciclo de vida de edificios e infraestructuras, acceder a ella y compartirla. En la era de conexión se empieza a detectar lo siguiente: • Equipos conectados: la transición de las aplicaciones y archivos para centralizar el proyecto desde el principio. Los proyectos se mantienen al día dentro de la oficina y el sitio de trabajo utilizando la nube; los datos y sistemas conectados sirven para desbloquear las capacidades de compartir y colaborar a través del ciclo de vida en tiempo real, sin barreras. • Visión conectada: hay enormes cantidades de datos ya disponibles, y la tecnología conectada ayuda a que sean de utilidad para el proyecto. En contexto, la información precisa permite la toma de decisiones durante la participación en cada una de las etapas del ciclo de vida teniendo en cuenta lo “mejor posible” en contraposición a la actual “mejor práctica”. • Resultados conectados: se comienza con el resultado deseado y la creación de reglas para diseñar y aprovechar el poder de la informática en la nube, con

la finalidad de explorar una infinita gama de posibilidades. El software se ha convertido en el proceso de diseño e ingeniería que asegura diseños óptimos en una fracción de tiempo. • Entrega conectada: como las líneas entre el procesamiento digital y los sistemas físicos se difuminan, el diseño y la construcción en cada fase del proyecto interactúan más cercanamente. La perfecta integración de estos procesos se traduce en la capacidad para ejecutar sin problemas, con ahorros en tiempo y dinero. El valor del BIM termina con la finalización de un proyecto Nada podría estar más lejos de la verdad. Como fue mencionado anteriormente, el BIM tiene un gran valor agregado para propietarios durante la fase de diseño y construcción, pero también cuenta con un valor duradero para las tareas de operación y mantenimiento. Los datos inteligentes dentro de un modelo BIM pueden ser utilizados, por ejemplo, para apoyar el mantenimiento preventivo y la programación, construir análisis de sistemas, gestionar activos, espacio y rastreo, y hacer la planeación ante posibles desastres. Conclusión El BIM es una nueva metodología que permite construir edificios cada vez más integrados al entorno, inteligentes y energéticamente eficientes en cuya gestión se puedan incluir los materiales, usos y gastos convertidos en información para permitir la organización diaria de cada inmueble o instalación, ya que se pueden gestionar muchos datos con facilidad y rapidez ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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INGENIERÍA MARÍTIMA

Bases para la inspección de plataformas marinas en México Durante las últimas cuatro décadas la demanda mundial de petróleo y sus derivados se ha incrementado exponencialmente; esto ha ocasionado que la industria petrolera deba buscar la forma de desarrollar técnicas y procedimientos adecuados que le permitan el acceso a las zonas cuya potencialidad productiva es grande y que no se localizan en tierra firme sino costa fuera. Para lo anterior se utilizan las plataformas marinas, estructuras que se instalan en el mar y cuyas funciones son variadas, pero que en general proporcionan una superficie de apoyo para los equipos de perforación y de otros procesos utilizados por la industria petrolera en la exploración y explotación de los yacimientos. FRANCISCO ALBERTO VARGAS RODRÍGUEZ Ingeniero civil. Ha laborado en el Instituto Mexicano del Petróleo desde 1991, hoy en día en la Jefatura de Proyectos de la Industria Petrolera Relacionados con el Área Civil, principalmente en la inspección, mantenimiento, evaluación y diseño de plataformas marinas, además de áreas como proceso, seguridad y evacuación, y energía.

Petróleos Mexicanos (Pemex) inició la instalación de plataformas marinas para la explotación de hidrocarburos en el Golfo de México en 1967; actualmente se encuentran en operación más de 350. Considerando que más de 50% de estas instalaciones ha agotado su vida útil de diseño y que las necesidades actuales de producción obligan a continuar operando las plataformas marinas más allá de las expectativas originales, en los próximos años las actividades de inspección y mantenimiento de esta infraestructura serán indispensables para alcanzar las metas trazadas en la extracción de hidrocarburos cumpliendo con niveles aceptables de riesgo. Clasificación de plataformas marinas Una plataforma marina es una estructura que se instala en el mar para cumplir variadas funciones, pero en general proporciona una superficie de apoyo para los equipos de perforación y de proceso utilizados por la industria petrolera en la exploración y explotación de los yacimientos. Desde el punto de vista estructural, las plataformas marinas se clasifican en a) fijas, que pueden ser metálicas (véase figura 1) y de concreto (véase figura 2); b) semifijas, que son flexibles, y c) flotantes (véase figura 3). Accidentes, regulaciones y normas La mayoría de los accidentes costa fuera reciben gran publicidad y son instrumento para la formulación de nuevas normas o para la revisión de normas de diseño y regulaciones gubernamentales, a fin de mejorar las opera-

Figura 1. Estructura de acero fija.

ciones costa fuera y dar seguridad y protección tanto a las instalaciones como al personal. La pérdida total o parcial de plataformas marinas por huracanes, por ejemplo, proporciona la experiencia para desarrollar nuevas normas de diseño; actualmente existen normas para la evaluación estructural de plataformas “existentes” basadas en la seguridad de la vida humana y el riesgo ambiental. Por otro lado, la pérdida de plataformas por explosiones (de proceso u otras) y fuego ha dado como resultado el mejoramiento de los procedimientos de las operaciones de perforación y de las medidas de seguridad. Los peligros a que se ven expuestas estas estructuras son el colapso debido a tormentas, sismos, fallas en la cimentación, colisiones de embarcaciones con la estructura y corrosión, entre otros; fuego y explosiones por fallas en los procesos o equipos, y explosiones durante los trabajos de perforación.

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Figura 2. Estructura de concreto (de gravedad).

Las causas son múltiples: error humano, diseño de instalaciones o plataformas fuera de norma, mantenimiento inadecuado, operaciones simultáneas en las instalaciones y colisiones de embarcaciones con la estructura. Las consecuencias pueden ser muertes y daños del personal, contaminación y alto costo para el saneamiento del medio ambiente, pérdida o daños de plataformas e instalaciones y la pérdida de producción y financiera. Con el propósito de reducir estos riesgos es necesario el entrenamiento y calificación del personal operativo de perforación y el cumplimiento de los requerimientos de diseño y revisión. Como parte de la inspección y el mantenimiento se deben prohibir ciertas operaciones en instalaciones costa fuera. Inspección de plataformas marinas En plataformas marinas mexicanas en el Golfo de México, desde 1982 se han realizado esfuerzos conjuntos para definir lineamientos y estrategias de inspección y mantenimiento de las instalaciones marinas. En la actualidad, la filosofía de inspección en plataformas marinas fijas incluye conceptos de avances recientes en el área de riesgo y confiabilidad. El objetivo es asegurar que las estructuras se mantengan en condiciones aceptables considerando la seguridad del personal y las consecuencias económicas asociadas con fallas, pérdidas de producción y daños al medio ambiente, a través de la aplicación de programas de inspección para la detección de daños y programación del mantenimiento correspondiente. Se pretende establecer lineamientos para la elaboración de un programa de inspección para plataformas marinas fijas tipo jacket localizadas en la Sonda de Campeche; la inspección puede ser definida como el examen de una estructura en forma global o local para la búsqueda de daños, defectos y otras alteraciones que puedan afectar su integridad (véase figura 4).

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Los programas de inspección actuales están a la vanguardia en escala mundial, ya que sus consideraciones se basan en conceptos de riesgo y confiabilidad (IBR); dichos programas abarcan técnicas probabilísticas (información histórica) así como el manejo de herramientas para determinar áreas y elementos con la mayor probabilidad de falla o daño, y sus consecuencias en lo estructural. Para la planeación de inspecciones basadas en riesgo y confiabilidad es necesario identificar las variables relevantes, las causas de daño y las relaciones causa-efecto entre ellas (Montes y Heredia, 2005). Existen tres niveles de inspección utilizados internacionalmente por empresas petroleras, mediante los cuales se efectúa el examen de una estructura en forma global o local para la búsqueda de daños, defectos y otras alteraciones que puedan afectar su integridad. En los programas de inspección de las plataformas marinas en la Sonda de Campeche se aplican la Inspección

Mini TLP

Plataforma SPAR

Plataforma semisumergible

Hasta 2,500 m

Barco de producción, almacenamiento y descarga (FPSO) más sistema de producción submarino Hasta 1,500 m

Plataforma de piernas tensionadas (TLP)

De 200 a 2,300 m

Hasta 2,300 m

Hasta 1,200 m

Torre flexible

Hasta 1,200 m

Plataforma fija

De 300 a 600 m

Hasta 300 m

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Sistema submarino

Figura 3. Estructuras tipo sistemas semifijos y flotantes.

Visual General, nivel I (VGE), la Inspección Visual Detallada, nivel II (VDE), y la Inspección Empleando Pruebas No Destructivas, nivel III (PND) (véase tabla 1). Consideraciones de riesgo Para la planeación de inspecciones de plataformas marinas con base en criterios de riesgo y confiabilidad se ha hecho uso de una herramienta denominada redes probabilísticas bayesianas (RPB), la cual consiste en un conjunto de nodos interrelacionados mediante tablas de probabilidad condicional. Las RPB se han desarrollado durante las últimas dos décadas como una herramienta de decisión originalmente empleada en el campo de la inteligencia artificial. La degradación estructural de las plataformas se incrementa con el tiempo por la ocurrencia y acumulación de daños, y por tanto las probabilidades de falla en escala local (elemento) y global (plataforma) aumentan con el tiempo de servicio (tiempo de exposición) mientras no se decida efectuar labores de reparación o refuerzo. De esa manera, los tiempos y niveles de inspección se determinan cuando los niveles de confiabilidad alcanzan o exceden límites reglamentarios. Por lo tanto, esta metodología considera los elementos que se enumeran en los apartados siguientes. Confiabilidad estructural En términos probabilísticos, la confiabilidad estructural es una medida de la seguridad de la estructura para cumplir con una función preestablecida; existe siempre una probabilidad deseablemente pequeña de que la estructura no cumpla con la función preestablecida, es decir, de que la estructura falle. De manera similar, existirá una probabilidad deseablemente alta de que cumpla con dicha función, es decir, de que la estructura no falle. Esta última se conoce como probabilidad de seguridad o confiabilidad estructural, la cual se mide mediante el índice de confiabilidad estructural (PEP-IMP, 2017). Índice aceptable de confiabilidad Para una categoría de plataforma, el índice aceptable de confiabilidad se determina con base en consideraciones económicas mediante un análisis de riesgo. El criterio

Figura 4. Inspección de daños en una plataforma marina bajo el agua.

para definir el índice de confiabilidad aceptable consiste en seleccionar aquel para el cual el costo total esperado es mínimo. El costo total esperado está compuesto, en general, de los costos iniciales de diseño, fabricación e instalación, y de los costos futuros de inspección, mantenimiento, reparación y consecuencias de falla. En la gráfica 1 se muestra la variación típica de estos costos con el índice de confiabilidad (Montes y Heredia, 2005). Categorías de exposición La categoría de exposición de una plataforma es una jerarquización entre éstas considerando el volumen de producción manejada en cada caso y las consecuencias de falla (pérdida de vidas humanas, impacto ambiental e impacto económico). En estos términos, los índices de confiabilidad mínimos permisibles varían de acuerdo con esta categorización (Montes y Heredia, 2005). Estimación probabilística del daño en elementos y juntas Las plataformas están expuestas a la aparición de daños provocados por diferentes causas, los cuales representan un fenómeno de deterioro progresivo que se presenta mientras no se realicen labores de mantenimiento o reparación; por ello, para la planeación de las inspecciones es importante determinar la probabilidad de aparición de estos daños. Una vez establecidas las

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Tabla 1. Daños e inspección de plataformas marinas Variables relevantes

Causas de daño/exposiciones identificadas en plataformas marinas fijas

Clasificación de inspección

Tipos de daño y conceptos de inspección

• Indicadores o características generales • Causas de daño/ exposiciones • Tipos de daño y conceptos de inspección

Naturales o por la operación misma de la estructura: • Cargas ambientales extremas (viento, oleaje, corriente y sismos) • Oleaje y corriente operacional • Crecimiento marino (agente que puede ocasionar daños en combinación con otros agentes; además es un concepto de inspección) • Corrosión: a) interacción entre el metal de la estructura y el medio ambiente, y b) interacción entre distintos tipos de metales de la estructura • Vibración de equipos • Exceso de equipo en cubierta • Errores humanos o accidentes • Incongruencias en el diseño • Deficiencias en la construcción e instalación: ausencia de control de calidad en la fabricación e instalación • Impacto de embarcaciones • Caída de objetos • Incendios y explosiones • Fugas de gas • Fugas o derrames de crudo • Deficiencias en reparaciones o mantenimiento, que pueden originarse en la ingeniería de reparación

• Inspección Visual General, nivel I (VGE) • Inspección Visual Detallada, nivel II (VDE) • Inspección Empleando Pruebas No Destructivas, nivel III (PND)

• Corrosión • Grietas por fatiga • Socavación en el lecho marino • Asentamientos e inclinaciones • Daños mecánicos, que pueden aparecer en cualquier parte de la estructura: las abolladuras son deformaciones permanentes de la sección transversal del elemento; los pandeos son deformaciones permanentes del eje principal del elemento; las grietas son la falta de continuidad de material • Incremento del área de exposición de elementos • Escombros metálicos • Daños calientes • Discontinuidades en conexiones • Elementos inundados

relaciones causa-efecto para cada tipo de daño, se deben definir modelos que permitan estimar la evolución del daño en elementos y juntas en función del tiempo y en términos probabilísticos. Las probabilidades asociadas a los diferentes tipos de daño tienen una influencia combinada en la probabilidad de la resistencia del elemento o junta, lo cual repercute directamente en la resistencia global de la estructura y la probabilidad de falla de la plataforma. Los diferentes tipos de daño pueden afectar de distinta manera la resistencia de un elemento o junta en particular, dependiendo de su severidad. La importancia del daño de un elemento específico en la integridad estructural global se puede evaluar mediante el llamado factor de influencia residual (RIFi), que consiste en la relación entre el factor de reserva de resistencia de la estructura con el elemento o junta dañada (RSRD) y el RSR de la estructura intacta (sin dicho daño). Los diferentes tipos de daño tienen una influencia combinada en la resistencia del elemento o junta. La resistencia global y la probabilidad de falla de la plataforma son dependientes del estado del elemento vía la relación descrita por el RIF. Cuando la probabilidad de falla del elemento o probabilidad de colapso de la estructura llega a ser mayor que la aceptable, se debe programar la inspección del elemento o junta correspondiente (Montes y Heredia, 2005). Confiabilidad global La confiabilidad global de la estructura es la capacidad de ésta de cumplir con la función para la cual fue diseñada, considerando en forma explícita las incertidumbres que existen principalmente en la ocurrencia, intensidad y duración de cargas externas, en las propiedades de resistencia de los materiales estructurales y en las dimensiones de

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los elementos, así como las que resultan de los modelos matemáticos que se emplean en el análisis estructural. La probabilidad de falla aceptable es aquélla dada por un estado de daños en un elemento o sobre la estruc-

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Gráfica 1. Criterio de selección del índice de confiabilidad aceptable

Costos esperados

Costo total

Confiabilidad aceptable (costo total mínimo)

Costo futuro

Costo inicial

Índice de confiabilidad

tura que cumple con la confiabilidad global de la plataforma de acuerdo con los índices de confiabilidad para las diferentes categorías de exposición de las plataformas. Las áreas significantes de una plataforma están integradas por todos aquellos elementos y juntas estructurales que presentan los riesgos más altos, es decir, cuentan con las probabilidades más altas de que ocurra un daño y las consecuencias más importantes en caso de que se presente la falla. Los elementos y juntas por inspeccionar se seleccionan cuando la probabilidad de colapso anual calculada para la estructura excede la probabilidad de falla aceptable.

uuExisten tres niveles de inspección utilizados internacionalmente por empresas petroleras, mediante los cuales se efectúa el examen de una estructura en forma global o local para la búsqueda de daños, defectos y otras alteraciones que puedan afectar su integridad. En los programas de inspección de las plataformas marinas en la Sonda de Campeche se aplican la Inspección Visual General, nivel I (VGE), la Inspección Visual Detallada, nivel II (VDE), y la Inspección Empleando Pruebas No Destructivas, nivel III (PND). Planeación de la inspección Existen elementos estructurales, juntas y accesorios que pueden presentar daño sin afectar de manera importante la integridad de la instalación de forma inmediata, pero que afectan localmente la funcionalidad de algunas áreas. Éstas, de no ser inspeccionadas, son susceptibles a la falta de mantenimiento y a reparaciones que a mediano o largo plazo pueden tener consecuencias significantes para la estructura. Para detectar daños y anomalías en áreas de inspección en que no es aplicable una metodología IBR tanto en la subestructura como en la superestructura de las plataformas marinas, se deben aplicar criterios establecidos en la normatividad correspondiente. La inspección en la zona atmosférica es mucho más sencilla y menos costosa que la inspección bajo el

agua; se llevará a cabo básicamente mediante la aplicación de VGE (nivel I) en toda la superestructura. La aplicación de los niveles II y III de inspección están restringidos en esta zona, a menos que se justifique en áreas en las que se sospeche la existencia de daños a partir de los resultados de alguna inspección visual previa, o luego de algún evento extraordinario, como huracán, explosión, incendio u otro incidente mayor. Los intervalos de inspección estarán regidos por los intervalos de inspección resultantes de la selección de áreas significantes de la subestructura. Futuro de la planeación Se deberán enfocar esfuerzos en el desarrollo de metodologías integrales para optimizar la programación de inspecciones y priorizar las acciones de mantenimiento de componentes estructurales, así como de sistemas de proceso en plataformas marinas que permitan optimizar la inversión de recursos económicos en inspección y mantenimiento sin comprometer la integridad ni la seguridad de las instalaciones, y cumpliendo con la normatividad correspondiente. La reducción de los altos costos de inspección y mantenimiento tendrá un efecto positivo en el incremento de la eficiencia operativa. Estas metodologías deben estar basadas en el uso de modelos mejorados de pronóstico de daño, calibrados con información histórica de reportes de inspección, lo que redundará en la calidad de la evaluación de la confiabilidad; además, deberán utilizarse criterios de riesgo no tolerable y de costo-beneficio para priorizar las acciones de mantenimiento desarrollando herramientas computacionales eficientes y rápidas para la aplicación industrial. Con todo esto se obtendrán beneficios concretos como los siguientes: • Administrar en forma integral la confiabilidad de las instalaciones. • Optimizar los esquemas de inspección y mantenimiento con base en un mejor pronóstico y evaluación de daños, y una mejor estimación de la confiabilidad. • Incrementar la eficiencia operativa mediante la reducción de costos sin comprometer la seguridad de las instalaciones. • Extender la vida remanente de plataformas marinas mediante la aplicación de programas de inspección óptimos. • Obtener bases de datos estructuradas para el procesamiento electrónico de la información de inspección Referencias Montes, R., y E. Heredia (2005). Fundamentos teóricos que soportan el funcionamiento del programa –RED. Reporte Técnico A-V F.320591815-31-E.1.−REV.0 del Instituto Mexicano del Petróleo. Pemex Exploración y Producción-Instituto Mexicano del Petróleo (2007). Norma de Referencia NRF-003-PEMEX-2007 para Diseño y la Evaluación de Plataformas Marinas Fijas en la Sonda de Campeche. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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MATERIALES

Uso de refuerzo de puentes y vialidades con sistemas FRP Los materiales compuestos de polímeros reforzados con fibra (FRP, por sus siglas en inglés) se han utilizado por más 30 años en aplicaciones aeroespaciales y en otras industrias (los productores de artículos deportivos emplean las fibras de carbono en productos que van desde la carrocería de los autos de carrera y el marco de las bicicletas hasta las raquetas de tenis). Todas estas aplicaciones incorporan las fibras de carbono a una matriz de resina polimérica. Una de las técnicas empleadas en todo el mundo desde la década de 1980 para reforzar estructuras de concreto armado es el uso de las fibras de carbono, que trabajan adheridas a los elementos estructurales. En el pasado, el alto costo y la falta de información técnica adecuada limitaron el uso de estos materiales en la industria de la construcción; sin embargo, la disminución del precio de materias primas y de los costos de mano de obra que conllevan ha hecho de ellos una opción económicamente competitiva ante los materiales más tradicionales; además, mediante una amplia variedad de proyectos de investigación y construcción se ha ampliado el conocimiento básico dirigido al uso de materiales compuestos en el sector de la edificación. En 2002, el Instituto Estadounidense del Concreto (ACI, por sus siglas en inglés) emitió sus primeras recomendaciones para la utilización del sistema FRP en el reforzamiento del concreto (ACI, 2002). Posteriormente, en 2008, el comité 440 del ACI publicó la guía ACI 440.2R-08 (ACI, 2008), la cual introdujo importantes modificaciones a la luz de las diversas investigaciones sobre el tema, respaldadas por los numerosos ensayos de laboratorio. Las aplicaciones más habituales de FRP son los refuerzos de trabes, puentes, losas, columnas, tableros de puentes, muros, depósitos, silos, chimeneas, túneles, tuberías, etcétera.

b d’ hh

εc ε’s

γf’c

f’s

β1c

εs εf εbi εb Mn = As fs(d −

fs ff

β1c) + A’ f’ ( β1c− d’) + 0.85A f (h − β1c) s s

f f

Figura 1. Cálculo de refuerzo por flexión.

β wf

sf (a)

JORGE ESQUEDA QUEROL Ingeniero constructor con diplomado en Análisis del ciclo de vida de las edificaciones. Participó en la especificación del sistema de refuerzo con FRP para la rehabilitación de cabezales del segundo piso del Periférico de la CDMX, proyecto por el que recibió el premio al mérito por el International Concrete Repair Institute en 2014.

sf (b)

Vf = Afv ffc(sinβ + cosβ)df † 4√fc’bwd sf Figura 2. Cálculo de refuerzo por cortante.

Refuerzo a flexión El sistema puede utilizarse para complementar la resistencia a flexión de trabes, losas, muros y otros elementos a flexión. La capacidad de flexión de miembros reforzados, presforzados y postensados puede aumentar

hasta en 70%. En estas aplicaciones el sistema FRP es instalado en toda la longitud del miembro de la misma manera que un refuerzo de acero longitudinal (véase figura 1).

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Uso de refuerzo de puentes y vialidades con sistemas FRP

Camisa FRP (Espesor = tj = n tf) fcp = 2tj ff /h

fcp

fcp = 0.85Ef εt ρf 2

Columna de concreto (diámetro = h)

fcp Figura 3. Cálculo de refuerzo por confinamiento.

Refuerzo a cortante El FRP puede utilizarse para aumentar la capacidad a cortante de trabes, columnas y otros elementos de concreto. Mediante un adecuado refuerzo a cortante, se puede llegar a duplicar la capacidad cortante de los miembros y aumentar su comportamiento dúctil. Para esta aplicación, el refuerzo se orienta transversalmente de forma similar a estribos, ligaduras o zunchos de acero (véase figura 2).

uuUn concreto confinado con refuerzos de FRP externos exhibe un aumento excepcional de su comportamiento ante la compresión; la capacidad de sustentación de carga puede prácticamente duplicarse, mientras que la capacidad de deformación puede aumentar hasta 10 veces. Tal efecto permite reforzar las estructuras de concreto para protección antisísmica, de manera que aumente su ductilidad de desplazamiento en presencia de condiciones sísmicas. teras en México. Normalmente esos vehículos grandes son los definidos como T3-S3 y T3-S2-R4. Para su comparación, en la gráfica 1 se pueden observar los momentos de flexión para diferentes cargas de vehículos. Este problema ha sido abordado por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT), y actualmente se especifica la carga viva ya sea para las principales carreteras o para los caminos secundarios con los modelos llamados IMT-66.5 e IMT-20.5, respectivamente. Los modelos de carga viva fueron desarrollados a partir de estadísticas y análisis de probabilidad de riesgos, mediante el uso de numerosas variables aleatorias sobre pesos y dimensiones y grandes muestras de los datos recogidos en las carreteras mexicanas. Los valores asignados a cada una de las cargas concentradas se calcularon utilizando la probabilidad y el análisis de fiabilidad, mientras que los valores de las cargas distribuidas fueron calculados con procesos de simulación estocástica de secuencias o convoy de vehículos pesados en un carril de tráfico. Se establece entonces que las nuevas cargas vivas que dan lugar a fuerzas superiores, de acuerdo con los verdaderos grandes camiones que transitan en México, se deben utilizar tanto para el diseño de nuevos puentes como para la evaluación estructural de los ya existentes.

Momento, kN-m

Confinamiento Un concreto confinado con refuerzos de FRP externos exhibe un aumento excepcional de su comportamiento ante la compresión; la capacidad de sustentación de carga puede prácticamente duplicarse, mientras que la capacidad de deformación puede aumentar hasta 10 veces. Tal efecto permite reforzar las estructuras de concreto para protección antisísmica, de manera que aumente su ductilidad de desplazamiento en presencia de condiciones sísmicas. El confinamiento con FRP puede también emplearse para fijar empalmes en columnas; es ésta una necesidad común en regiones sísmicas donde se requieGráfica 1. Momentos flexionantes para diferentes cargas vivas ran empalmes a tensión pero donde Momento flexionante sólo haya empalmes a compresión 18000 (véase figura 3). 16000 En México, para el diseño es14000 tructural de puentes vehiculares era HS20-44 ff extensamente usada la especificaHS20-44 12000 ción estándar de la Asociación EstaHS25-44 Carga uniforme 10000 HS25-44 Carga uniforme dounidense de Carreteras Estatales 8000 Tractocamión México T3-S3 y Transporte de Estados Unidos 6000 (AASHTO, por sus siglas en inglés). T3-S3 4000 Las cargas vivas no especifican un resultado de las fuerzas cortantes y 2000 T3-S2-R4 los momentos por flexión, que están 0 muy por debajo de los inducidos por 0 20 40 60 80 100 los grandes vehículos que transitan Distancia, m por las principales redes de carre-

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Uso de refuerzo de puentes y vialidades con sistemas FRP

120 120 150

1250 1000

100

1298

Figura 4. Soporte para trabes cajón.

Un caso práctico Fueron revisados algunos de los segmentos construidos en la primera etapa del segundo piso del Periférico de la Ciudad de México, que comprende el tramo de San Antonio a San Jerónimo (2002-2005). Después

de una extensa evaluación de las condiciones de la estructura, en 2012 se determinó que en algunos de los primeros segmentos de la autopista (trabes transversales) que soportan la conexión del tramo San Jerónimo-Alencastre era necesario reforzar a torsión

Uso de refuerzo de puentes y vialidades con sistemas FRP

uuEl reforzamiento estructural de algunas trabes transversales del segundo piso del Periférico de la Ciudad de México se logró con éxito mediante el uso de FRP. El sistema de refuerzo se proporcionó principalmente para resistencia al corte y torsión. El diseño final demostró ser una tarea bastante exigente, que se complicó más debido a que esta aplicación se realizaba en elementos de gran escala y que formaban parte de un sistema de resistencia lateral en un área de alta sismicidad. por seguridad adicional (véase figura 4). Sin embargo, no existen modelos analíticos racionales disponibles y ampliamente aceptados para el fortalecimiento de las trabes de concreto armado sometidas a torsión usando los sistemas FRP. La mayoría de los proyectos de investigación en el uso de éstos se han centrado en mejorar el comportamiento a flexión, cortante y confinamiento de los elementos estructurales de concreto. El boletín número14 del Grupo de Trabajo 9.3 de la FIB (FIB, 2001) fue la única guía disponible que abordó esta cuestión. Sin embargo, de acuerdo con los criterios de la guía de la FIB, se requiere un número significativo de capas de FRP. Como se ha demostrado en algunos estudios experimentales donde la relación entre la fuerza FIB calculada para la resistencia medida tiene un promedio de 0.293 (con un máximo de 0.7), se realizaron estudios adicionales de optimización. Además, como estos elementos forman parte de un sistema de resistencia lateral sísmica, su capacidad de deformación última tuvo que ser cuidadosamente investigada. Para el diseño final se consideraron todos los estribos cerrados existentes dentro de la trabe que actúan como refuerzo a torsión, y los abiertos como refuerzo a cortante. El sistema de FRP propuesto se aplicó tanto para el diferencial de torsión como para el cortante aún necesario que requería el cálculo y que no era alcanzado inicialmente (véase figura 5).

Figura 6. Trabajos en altura.

Después de que todas las partes involucradas hicieran una revisión exhaustiva del proceso de construcción, se decidió que algunos trabajos de reforzamiento se llevarían a cabo durante la noche y el tráfico se interrumpiría sólo en un carril para que las afectaciones fueran menores; en los sitios donde había camellones se permitía hacer los trabajos de refuerzo durante el día. En todos los casos se utilizó una plataforma móvil elevada (véase figura 6). Conclusiones El reforzamiento estructural de algunas trabes transversales del segundo piso del Periférico de la Ciudad de México se logró con éxito mediante el uso de FRP. El sistema de refuerzo se proporcionó principalmente para resistencia al corte y torsión. El diseño final demostró ser una tarea bastante exigente, que se complicó más debido a que esta aplicación se realizaba en elementos de gran escala y que formaban parte de un sistema de resistencia lateral en un área de alta sismicidad. Las obras de construcción se encontraban a una altura significativa, y para las secciones más difíciles sólo se permitía una interrupción parcial del tráfico durante cortos periodos por la noche. El uso de FRP no sólo permitió un esquema efectivo de reforzamiento, sino también una solución más limpia y rápida para una de las redes de transporte más importantes de México Referencias American Concrete Institute, ACI (2002). Comité 440. Guide for the design and construction of externally bonded FRP systems for strengthening concrete structures. ACI 440.2R-02. ACI (2008). Comité 440. Guide for the design and construction of externally bonded FRP systems for strengthening concrete structures. ACI 440.2R-08. Fédération International du Béton, FIB (2011). Externally bonded FRP reinforcement for RC structures. Task Group 9.3 FRP (Fibre Reinforced Polymer). Reinforcement for concrete structures. Zúrich: Zika.

Figura 5. Refuerzo de trabe con FRP.

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ALREDEDOR DEL MUNDO

Proyectos que cambiarán la faz de NY en el largo plazo Se están ejecutando de manera simultánea una serie de ambiciosos proyectos de infraestructura para fines diversos, entre los que destacan la vivienda y la educación. Debido a su magnitud, ya se adivina la importancia que tendrán en el paisaje urbano de Nueva York al finalizar el primer tercio del siglo XXI. Recientemente se concluyó en Manhattan la primera fase de una de las más importantes obras para la mejora del transporte público neoyorkino: la extensión del metro bajo la Segunda Avenida, que comenzó a operar el 1° de enero de 2017. Esta obra, esperada durante largo tiempo, da un respiro al congestionamiento en el sureste de la ciudad; es la mayor expansión de la red en 50 años y actualmente transporta unos 200 mil pasajeros cada día. Ahora el sistema tiene 472 estaciones en total, más que cualquier otro del mundo. Los trabajos de excavación y construcción de las estaciones se ejecutaron entre abril de 2007 y diciembre de 2014; la instalación de vías, la conexión a la red eléctrica, la inspección de la geometría del trazo y los recorridos de prueba tuvieron lugar durante la segunda mitad de 2016.

10.69 m

9.88 m

57.05 m

17.04 m

120.34 m

57.20 m 9.85 m

13.16 m

12.72 m

Fuente: www.silversteinproperties.com

Figura 1. Planta del lobby de la torre 2 WTC.

Las tres estaciones –96 Street, 86 Street y 72 Street– cuentan con una planta libre de columnas, lo que da enorme facilidad de movimiento a los usuarios; asimismo, las vías férreas utilizadas disminuyen la vibración y permiten un recorrido más cómodo. La ampliación tuvo un costo de 4,500 millones de dólares. Por si fuera poco, se espera que la segunda fase cueste otros 6 mil millones. Esta línea del metro se convierte así en uno de los proyectos de tren subterráneo más caros del mundo. El aumento de costos se debió principalmente a la obligación de acatar leyes ambientales estrictas que antes, cuando se construyeron otras líneas, no existían; pero también se debe a leyes laborales ineficientes, que junto con una planeación y ejecución deficientes llevaron a exceder el presupuesto previsto en el planteamiento original. A pesar de su elevado costo, esta ampliación de la red subterránea consta solamente de las tres estaciones mencionadas y algunas obras complementarias, y no afecta en demasía el actual paisaje de la urbe. En cambio, se está ejecutando de manera simultánea un conjunto de ambiciosos proyectos de infraestructura para fines diversos, entre los que destacan la vivienda y la educación. Debido a su magnitud, ya se adivina la importancia que tendrán en el paisaje de Nueva York. Por ejemplo, en el extremo oeste de la isla se construye Hudson Yards, el proyecto inmobiliario más caro en la historia de Estados Unidos; por otro lado, en una isla del río Este, la Universidad Cornell construye un nuevo campus que tendrá edificaciones verdes y cumplirá estrictos criterios ambientales internacionales. Los grandes proyectos que se exponen a continuación se encuentran en proceso constructivo y tienen fechas de término muy diversas, pero se prevé que

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Proyectos que cambiarán la faz de NY en el largo plazo

Figura 2. Aspecto que tendrá la torre 2 WTC.

alrededor de 2030 todos estén concluidos y, en conjunto, atraigan aun más residentes, estudiantes y turistas, al tiempo que brinden mayor bienestar social y económico a la población. World Trade Center Luego de la desaparición de las Torres Gemelas y otras edificaciones pertenecientes al World Trade Center (WTC), la autoridad de la ciudad de Nueva York ha es-

tado trabajando en nueva infraestructura para esa superficie de más de 64 mil metros cuadrados. En enero de 2017 ya se tenían completados el edificio One World Trade Center –también conocido como Torre de la Libertad y hoy el más alto de Nueva York con 541.32 metros de altura–, los edificios 4 y 7, un nuevo centro de tránsito, el memorial y museo del 11 de septiembre, un centro comercial y un parque público. En desarrollo se encuentran una pequeña iglesia, un centro de artes y dos torres más. De éstas, la 2 WTC es la de mayor relevancia; causará tanto o mayor impacto visual que la torre 1, a la que prácticamente emparejará en altura. Tendrá más de 90 pisos y 260,128 metros cuadrados de espacio habitable. La seguridad estructural se logrará con un esqueleto de acero revestido con concreto reforzado (véase figura 1), y los estándares de seguridad previstos superarán los establecidos en la normatividad para construcciones en Nueva York. Su diseño semeja una serie de cajas apiladas con un volumen cada vez menor (véase figura 2 y tabla 1), todas ellas con un jardín panorámico. La planta del edificio está conectada al núcleo logístico de transporte del WTC, por lo que proveerá acceso a 11 líneas de metro así como a los trenes de la red ferroviaria Port Authority Trans-Hudson o PATH.

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Tabla 1. Superficie de las seis secciones de la torre 2 WTC Superficie (m2)

Niveles 1-19

7,091.66

20-42

5,201.64

43-57

4,697.55

58-71

4,345.07

72-83

4,111.24

84-90

3,622.66

Essex Crossing Localizado en el sureste de Manhattan, el complejo residencial Essex Crossing contará con mil departamentos destinados a personas de ingresos bajos, moderados y medios. El proyecto integra también un cine, un mercado callejero y un espacio cultural. El terreno en que se construirá el proyecto, de más de 153 mil metros cuadrados, estuvo abandonado durante un tiempo, y en la actualidad aloja principalmente estacionamientos producto de un esquema de renovación fallido que data de la década de 1960 y que nunca alcanzó su culminación. En 2014 se llevaron a cabo exhaustivos estudios geológicos, topográficos, hidrológicos y geotécnicos del

sitio en que se desarrollaría la obra. Puesto que el área de Manhattan se originó geológicamente por depósitos glaciares que al paso del tiempo dieron lugar a zonas pantanosas, las condiciones del suelo generaban complicaciones para la cimentación del proyecto. Por otro lado, se abrieron 36 zanjas para determinar la presencia o ausencia de restos arqueológicos. Sólo después de asegurarse la futura seguridad estructural y con la certeza de que no se dañarían testimonios arqueológicos de importancia, se dio inicio a los trabajos. Essex Crossing comenzó a construirse en 2015 y, de acuerdo con el plan, estará terminado en 2024. Campus Cornell Tech El nuevo campus para estudios de ingeniería y tecnología que construye la Universidad Cornell en la porción sur de la isla Roosevelt tendrá dormitorios, oficinas, edificios de aulas, restaurantes y un hotel, en un área total mayor de 185 mil metros cuadrados. Más importante aun, incorporará características de eficiencia energética y sustentabilidad en todas sus instalaciones, medidas fundadas en su propio programa de sustentabilidad (Cornell Tech Sustainability Program). El principal edificio de dormitorios, con 26 pisos, consumirá de 70 a 90% menos energía que otros de dimensiones semejantes;

Armadura superior. Las secciones colgantes de la edificación se apoyan en cerchas elevadas; estas secciones conectan 10 Hudson Yards con 30 Hudson Yards, y alojarán varios niveles de uso comercial. Base. La colocación de columnas para soportar esta sección debió convivir con túneles, vías e instalaciones ferroviarias de Long Island, que se mantuvieron activas.

30 Hudson Yards. Las columnas y otras estructuras de soporte “aterrizan” entre las vías férreas y se dispusieron de tal manera que evaden la infraestructura subterránea, mientras que las cerchas que soportan la cara sur de la torre se extienden a lo largo de las vías. Estructura sobre los patios. También se colocaron cerchas sobre esta angosta sección de los patios.

Sección del parque lineal High Line en el sitio 3,066 m2

Sitio: 52,955 m2 11ª Avenida

Plataforma Este

Calle 30

Área intervenida. Debido a la ubicación de vías, túneles e instalaciones, sólo 38% del sitio podía usarse para la cimentación de estructuras. Calle 33

10ª Avenida 10 Hudson Yards: cimentación con pilotes. Esta torre es la única que se construye completamente sobre tierra firme y no sobre la plataforma.

Ferrocarriles de Long Island 2,137 m2 (42% del sitio)

Infraestructura subterránea

Estación 7 Calle 34

Túneles North River Túneles Empire Line Futuros túneles

Fuente: ny.curbed.com

Figura 3. Plataforma y estructura de soporte de la primera fase, Hudson Yards.

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esto se logrará con estándares de vivienda pasivos, un conjunto de requerimientos establecidos por el Instituto Alemán de Vivienda Pasiva. Entre estos requisitos está el aislamiento del edificio para prevenir que se filtre aire hacia el interior; una red de tuberías ajustará la temperatura en tiempo real y la mantendrá estable, por lo que no se requiere un sistema central de aire acondicionado; además, en la azotea tendrá alrededor de 550 paneles solares para su propio suministro de energía eléctrica. Otras estrategias de sustentabilidad incluyen la orientación de edificios para maximizar la eficiencia de los paneles fotovoltaicos, inversión en sistemas de climatización geotérmicos, revestimientos de alto rendimiento para edificios, uso de ventilación natural donde resulte apropiada y la instalación de los sistemas de iluminación artificial más avanzados del mundo. Se incorporan accesorios para reducir el consumo de agua; uno de los edificios principales, el Centro Bloomberg, posee un sistema de recolección de agua pluvial con capacidad para almacenar casi 265 mil litros, que cubrirá prácticamente toda la demanda de agua no potable de este centro. Por otro lado, el campus tiene dispositivos de filtración que eliminan el limo y contaminantes de la escorrentía antes de descargarla en el río Este; tal tecnología es conocida como bioswale.

uuEn Hunters Point South se tiene un plan de infraestructura urbana verde que incluye azoteas con vegetación y banquetas de concreto poroso. Con estas últimas y con la tecnología bioswale se devolverá buena parte de la lluvia con calidad mejorada al cauce. Con un costo total aproximado de 2 mil millones de dólares, terminar este proyecto requerirá al menos 20 años; sin embargo, el campus se inaugurará y comenzará a operar parcialmente en 2017. La universidad recibió un fondo de 100 millones de dólares de parte de la ciudad de Nueva York para echarlo a andar, ya que el complejo representa un mayor posicionamiento educativo local y propiciará el desarrollo industrial y científico. Hudson Yards El mayor proyecto inmobiliario en la historia de Estados Unidos, con 113 mil metros cuadrados y un presupuesto que asciende a 20 mil millones de dólares, Hudson Yards engloba 33 proyectos más pequeños, entre ellos unidades residenciales, comercios, restaurantes, edificios de oficinas y una plaza pública. El área comprenderá entre las calles 30 y 41 y las avenidas décima y undécima de

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Hunters Point South En Queens, Long Island, se está priorizando la vivienda accesible con el proyecto Hunters Point South, de 121 mil metros cuadrados de superficie, uno de los más grandes de su tipo en Nueva York desde la década de 1970. Más de la mitad de las 5 mil unidades de vivienda que lo constituirán serán vendidas a precios menores que los del mercado. De hecho, casi cien mil personas realizaron la presolicitud de departamentos a lo largo de 2015. Al igual que otros proyectos de vivienda en ejecución, incluirá edificaciones complementarias; en este caso, una escuela, comercios, restaurantes y un parque en la ribera con servicio de transbordador, el cual comunicará con el Bronx, Brooklyn y Manhattan. Se tiene un plan de infraestructura urbana verde que incluye azoteas con vegetación y banquetas de concreto poroso. Con estas últimas y con la tecnología bioswale se devolverá buena parte de la lluvia con calidad mejorada al cauce. Hunters Point South comenzó a construirse en 2013 y se divide en tres fases. La primera consistió en la infraestructura de servicios, caminos y un parque ecológico. La segunda estará terminada en 2018. No se ha anunciado la fecha de conclusión; en cambio, se sabe que ha recibido fondos de más de 2 mil millones de dólares. Proyectos en Brooklyn El proyecto Pacific Park, conocido anteriormente como Atlantic Yards, constará de 6,430 nuevas viviendas, de las que más de una tercera parte se venderá a precios inferiores a los del mercado. A éstas se suman un parque

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Manhattan. Antes de que se anunciara y se diera inicio al proyecto, en la zona se encontraban solamente un patio de trenes y uno de descarga (de ahí su nombre). Debido a sus dimensiones, se hace referencia al proyecto como “una ciudad dentro de la ciudad”. La construcción comenzó en marzo de 2014, cuando se instaló una primera plataforma de 105,218 m2 y 37 mil toneladas que debía convivir con las vías del ferrocarril. Para instalarla debieron acomodarse 250 pilotes de concreto en el suelo hasta profundidades de entre 18 y 24 metros, sin que se interrumpiera el tránsito de los trenes. Esta enorme plataforma será la base de todas las edificaciones, excepto de los edificios 10 y 30 Hudson Yards; en este último caso, un sistema de 15 armaduras o cerchas horizontales transferirá el peso del edificio directamente a los pilotes (véase figura 3). La inmensidad del proyecto ha dado pie a otros que no estaban previstos. Así, por ejemplo, cuando el complejo Hudson Yards ya estaba en proceso de construcción se añadió la torre The Spiral, un edificio diseñado por el arquitecto responsable del 2 WTC, Bjarke Ingels. El nombre The Spiral se debe al collar de terrazas que lo rodean de forma ascendente (véase figura 4). Su altura total será de 306.32 metros y tendrá uso comercial y de oficinas. La miniciudad estará concluida en 2024. Figura 4. Aspecto del edificio The Spiral.

de 32 mil metros cuadrados y otros elementos, entre los que se destaca la arena deportiva Barclays. Pacific Park está valuado en 4,900 millones de dólares y desde noviembre de 2016 cuenta con el edificio de departamentos modular más alto del mundo. El proyecto estará terminado en 2025. Los actuales edificios que se hallan en la ciudad industrial o Industry City, también en Brooklyn, datan de la década de 1890. Con el proyecto anunciado en este vecindario se hará una verdadera transformación, y una vez hecho esto se contará con un hub de 16 edificios exclusivamente para empresas nacientes de tecnología. La construcción de la nueva ciudad industrial comenzó en 2012, pero no se ha anunciado la fecha de conclusión. Por último, junto a Industry City, el complejo Greenpoint Landing transformará la apariencia del oeste de Long Island. Contará con 10 edificios que sumarán 5 mil departamentos, una escuela primaria con capacidad para 640 estudiantes, espacios comerciales y un parque resiliente ante los posibles cambios en el nivel del mar en la ribera. Su construcción comenzó en julio de 2014, y terminarlos se llevará entre 8 y 10 años Elaborado por Helios con información de www.businessinsider.com, www. wbur.org, www.timeout.com, www.amny.com, web.mta.info, www.wtc. com, www.silversteinproperties.com, s-media.nyc.gov, tech.cornell.edu, ny.curbed.com, www.crainsnewyork.com y www1.villanova.edu ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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ESPACIO DEL LECTOR

Respecto al proceso constructivo de las pistas del NAICM Me refiero al artículo “Proceso constructivo de las pistas del NAICM”, escrito por Juan José Risoul Rosan y Ricardo Hería Covarrubias y publicado en la edición noviembre-diciembre de 2016, sobre el cual me atrevo a hacer algunos comentarios muy generales. En relación con la primera parte, los estudios para un aeropuerto nuevo no se originaron a raíz de la falta de capacidad del actual AICM, pues sus primeros análisis se remontan al final del decenio de 1960 y principios de los setenta. En los aeropuertos comerciales de gran demanda, normalmente no se incluyen operaciones militares debido a sus diferentes objetivos y flota de aviones. Los márgenes laterales, en especial en las pistas, se han incluido como una transición entre el pavimento estructural y el terreno conformado por la franja de seguridad, y se aprovechan para instalar las luces de borde tanto de pista como de calles de rodaje, que son utilizadas por los vehículos de mantenimiento; de ahí la necesidad de resistir el efecto del flujo del escape de las turbinas principalmente de los aviones tetramotores, de los cuales prácticamente siguen operando sólo los B-747 y los A-380. La zona de parada y la zona (adicional) libre de obstáculos no son conceptos de proyecto, ya que se derivan de modificar la velocidad de decisión V1 para una longitud de pista balanceada del avión de diseño para condiciones de operación o de obstáculos diferentes, y no para aumentar la masa de despegue. Respecto a la solución de proyecto y constructiva del pavimento de las pistas 2 y 3, en lo personal estimo que sería interesante que los autores hubieran detallado más algunos conceptos, entre los cuales se podrían mencionar los siguientes: • Las cantidades de materiales anotados en la tabla 1 muestran cifras muy significativas no comunes en proyectos de aeropuertos: 10.5 millones de metros cúbicos de tezontle, 10.8 millones de metros cúbicos de material pesado y 61,000 km de drenes. No se indican las ubicaciones de los bancos de préstamo para obtener los volúmenes requeridos de tezontle y del material pesado, su proceso de explotación y eventual tratamiento, el transporte a la obra ni su almacenamiento.

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• Al término del proceso de precarga y consolidación, se anota que el material pesado será utilizado posteriormente en la elaboración de la sub-base, de la base y de la carpeta de rodamiento. No se indica si los volúmenes serán los mismos, se requerirán materiales adicionales o se tendrán desperdicios, los tratamientos para dicha elaboración ni tampoco su duración. • No se hace mención del tiempo que se estima se requerirá en la precarga hasta alcanzar los valores de soporte que permitan llegar al diseño de la sección estructural que se indica en la figura 6

FEDERICO DOVALÍ RAMOS Ingeniero civil con más de 50 años de experiencia en aeropuertos y transporte aéreo en dependencias del gobierno federal.

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Marzo 22 al 25 XXIV Congreso Nacional de Hidráulica “Seguridad y sustentabilidad hídricas para México” Asociación Mexicana de Hidráulica Acapulco, México amh.org.mx Abril 3 al 6 4th Brazilian Tunneling Congress International Tunneling and Underground Space Association São Paulo, Brasil 4cbt.tuneis.com.br

La viuda de los Van Gogh Camilo Sánchez México, Helios, 2016

Esta novela es un retrato y una revelación. El retrato es el de una mujer de excepción. Cuando el siglo XIX declinaba, ella, con 28 años y un hijo de apenas un año, queda viuda luego de que su marido se dejara morir tras el suicidio de su hermano. El marido es Theo van Gogh. El hermano es el pintor Vincent van Gogh. La mujer es Johanna Bonger. En su estrenada soledad y movida por el deseo de entender una relación que siempre le resultó perturbadora, se adentra en la correspondencia que mantuvieron los hermanos durante años y descubre en la escritura de su cuñado la poesía y la pasión detrás de cada una de sus obras. Aquí empieza la revelación. Johanna, además de poeta, simpatizante del incipiente movimiento feminista, investigadora del Museo Británico y estudiosa de Percy Shelley, fue una mujer osada y tenaz. Poco a poco, con los consejos que rescata de las cartas de su cuñado a manera de guía, irá recuperando las telas de Vincent van Gogh para mostrarlas al mundo. Camilo Sánchez hizo un exhaustivo trabajo de investigación para entregarnos un relato en el que se entretejen la correspondencia de los hermanos, el contexto artístico de la época y su propia sensibilidad literaria para dar voz a los pensamientos, emociones, deseos, inquietudes y decisiones de una mujer sin cuyo impulso el destino de la obra de Vincent van Gogh habría sido el olvido

AGENDA

ULTURA

El legado de Johanna Bonger

2017

Abril 25 al 28 7º Congreso Interamericano de Residuos Sólidos División de Residuos Sólidos de la Asociación Interamericana de Ingeniería Sanitaria y Ambiental Cuenca, Ecuador www.congresodirsa2017.org Septiembre 18 al 29 Integrating Ecosystems in Coastal Engineering Practice II UNAM y Technische Universität Braunschweig Puerto Morelos, México www.iingen.unam.mx

Septiembre 20 al 23 XXI Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica, A. C. Guadalajara, México www.smis.org.mx Noviembre 14 al 17 6th Structural Engineers World Congress Structural Engineering Worldwide, SMIE, SMIS, UNAM, UAM, IPN, UAEM Cancún, México sewc2017.org

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Montecito 38 • Col. Nápoles, Delegación Benito Juárez • México, DF, C.P. 03810 Teléfonos: +52 (55) 90002630 • LADA SIN COSTO 01-800-087-2630