Revista IC febrero 2021

616 / AÑO LXXI / FEBRERO 2021 $60

Planeación e inversión privada en infraestructura, esenciales

Espacio del lector

Dirección general Ascensión Medina Nieves Consejo Editorial del CICM Presidente

Luis Rojas Nieto

Este espacio está reservado para nuestros lectores. Para nosotros es muy importante conocer sus opiniones y sugerencias sobre el contenido de la revista. Para que pueda considerarse su publicación, el mensaje no debe exceder los 900 caracteres.

Vicepresidente

Alejandro Vázquez Vera Consejeros

sumario Número 616, febrero de 2021

PORTADA: DREAMSTIME

3 MENSAJE DEL PRESIDENTE / METODOLOGÍAS ÁGILES 4 PLANEACIÓN APLICADAS A LA CONSTRUCCIÓN / ÓSCAR SOLÍS YÉPEZ / ANÁLISIS DE LLUVIAS Y ESCURRIMIENTOS PARA 10 HIDRÁULICA OBRAS DE DRENAJE EN LA ZMVM / GUILLERMO LEAL BÁEZ Y TANIA PAOLA ROBLES MONTERO DE DRENAJE SANITARIO Y PLUVIAL CON TUBERÍAS FLEXI15 DISEÑO BLES EN SUELOS BLANDOS / MANUEL M. CABRERA DELGADILLO DE PORTADA: DIÁLOGO / PLANEACIÓN E INVERSIÓN PRIVADA EN 20 TEMA INFRAESTRUCTURA, ESENCIALES / FELIPE OCHOA ROSSO

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MATERIALES / PRUEBAS EXPERIMENTALES DE VARILLA DE ALTA RESISTENCIA / EDUARDO ARELLANO MÉNDEZ

CENTENARIAS / 30 OBRAS EL PALACIO DE MINERÍA

35 CULTURA / SERIE GAMBITO DE DAMA / SCOTT FRANK DEL MUNDO / LA INGENIERÍA AL SERVICIO DE LA SEGURI36 ALREDEDOR DAD. EL CAMBIO DE REVESTIMIENTOS INFLAMABLES EN VICTORIA, AUSTRALIA

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

Felipe Ignacio Arreguín Cortés Enrique Baena Ordaz Luis Fernando Castrellón Terán José Manuel Covarrubias Solís Carlos Alfonso Herrera Anda Mauricio Jessurun Solomou Roberto Meli Piralla Manuel Jesús Mendoza López Regino del Pozo Calvete Javier Ramírez Otero Jorge Serra Moreno Óscar Valle Molina Miguel Ángel Vergara Sánchez Luis Vieitez Utesa Dirección ejecutiva Daniel N. Moser da Silva Dirección editorial Alicia Martínez Bravo 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) 29 76 12 22

Su opinión es importante, escríbanos a ic@heliosmx.org IC Ingeniería Civil, año LXXI, número 616, febrero de 2021, es una publicación mensual editada por el Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C. Camino a Santa Teresa número 187, colonia Parques del Pedregal, alcaldía Tlalpan, C.P. 14010, 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., 8 de Septiembre 42-2, col. Daniel Garza, alcaldía Miguel Hidalgo, CP 11830, Ciudad de México. Este número se terminó de imprimir el 30 de enero de 2021, 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.

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CULTURA / LIBRO LA CORTE DE LOS ILUSOS / ROSA BELTRÁN

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.

AGENDA / CONGRESOS, CONFERENCIAS…

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Mensaje del presidente

Inundaciones y apagones

L

os fenómenos meteorológicos extremos nos recuerdan la necesidad de ser resilientes: de generar condiciones para que su ocurrencia no afecte a la sociedad o que lo haga en la menor medida posible.

Recientemente, las inundaciones en el sureste de México y la suspensión del servicio de energía en el norte hicieron evidente la importancia de conservar en buen estado la infraestructura, de planificar con enfoque integral y a largo plazo –por ello el CICM insiste en la necesidad de contar con un Instituto Nacional de Planeación–, así como de garantizar que los recursos y servicios estratégicos para la nación no dependan de decisiones ajenas al Estado mexicano.

Se debe apuntar hacia la autosuficiencia, y, cuando no sea posible, repartir los riesgos recurriendo a diversas fuentes.

Lo hemos sostenido en todos los foros de ingeniería y debe seguir señalándose: las obras de infraestructura que no reciben mantenimiento adecuado y a tiempo aumentan el riesgo de accidentes y crisis como las aludidas, además de resultar mucho más costosas porque de cualquier forma habrá que atenderlas, y esto será a destiempo.

La insistencia de los ingenieros civiles mexicanos respecto a la imperiosa necesidad de planificar con enfoque integral y a largo plazo involucra los procesos apropiados de conservación y mantenimiento para su correcta operación, fundamentalmente porque la planeación debe generar las condiciones de prevención imprescindibles.

La materialización del objetivo de garantizar que los recursos y servicios estratégicos para la nación no dependan de decisiones ajenas al Estado mexicano enfrenta un desafío mayor, porque involucra de manera destacada decisiones políticas. Históricamente, los gobiernos resuelven en función de su periodo de gestión de seis o tres años, lo que a menudo genera la interrupción de procesos que ameritan un desarrollo más prolongado; el riesgo aumenta cuando el cambio de gobierno es radical –independientemente del juicio que hagamos de él–, como el ocurrido en 2018.

Cambiar dicha dinámica sexenal es un desafío mayor, pues implica que los sectores público, social y empresarial, junto a las diversas fuerzas político-partidarias, lleguen a acuerdos sobre un proyecto de país compartido, en el que predominen las coincidencias en cuanto a cuestiones básicas, vitales, de interés común.

XXXVIII CONSEJO DIRECTIVO

Presidente Luis Rojas Nieto

Vicepresidentes José Cruz Alférez Ortega Felipe Ignacio Arreguín Cortés Roberto Duque Ruiz Salvador Fernández Ayala Mauricio Jessurun Solomou Jorge Serra Moreno Alejandro Vázquez Vera José Arturo Zárate Martínez

Primer secretario propietario Juan Guillermo García Zavala

Primera secretaria suplente Verónica Flores Déleon

Segundo secretario propietario Carlos Alfonso Herrera Anda

Segundo secretario suplente Salvador Fernández del Castillo Flores

Tesorera Pisis Marcela Luna Lira

Subtesorero Regino del Pozo Calvete

Consejeros Renato Berrón Ruiz Francisco de Jesús Chacón García Ana Bertha Haro Sánchez Humberto Marengo Mogollón Alfonso Ramírez Lavín Luis Francisco Robledo Cabello Juan Carlos Santos Fernández Enrique Santoyo Reyes www.cicm.org.mx

Luis Rojas Nieto XXXVIII Consejo Directivo

PLANEACIÓN

Metodologías ágiles aplicadas a la construcción Para el desarrollo de las mejores prácticas en la dirección de proyectos de construcción, desde la segunda mitad del decenio de 1990 se han estudiado, adaptado e implementado metodologías ágiles utilizadas en otras industrias, como la manufactura automotriz y las tecnologías de la información, donde son fundamentales la adaptación al cambio, el respeto a las personas, la eliminación de desperdicios, la creación de valor, el enfoque en el cliente y la mejora continua. ÓSCAR SOLÍS YÉPEZ Ingeniero civil con maestría en Administración de la construcción.

Certificado PMP por el PMI. Director general de ACONSA, donde estandarizó procesos para la homologación de operaciones.

Secretario de la CNEC.

En escala mundial, el 70% de los proyectos de construcción presentan sobrecostos y atrasos en sus programas de ejecución; además, la cantidad de accidentes catastróficos y lesiones sigue en aumento cada año.

Por estas razones, para el desarrollo de las mejores prácticas en la dirección de proyectos de construcción, desde la segunda mitad del decenio de 1990 se recurrió a estudiar, adaptar e implementar metodologías ágiles utilizadas en otras industrias, como la manufactura automotriz y las tecnologías de la información, donde son elementos fundamentales la adaptación al cambio, el respeto a las personas, la eliminación de desperdicios, la creación de valor, el enfoque en el cliente y la mejora continua. En la actualidad, además de estas metodologías, existen herramientas tecnológicas que trabajan con plataformas colaborativas, esenciales para esta nueva forma de trabajo encaminada a la formación de equipos autodirigidos y multidisciplinarios de alto desempeño.

Introducción Con frecuencia se emplean de forma indistinta los términos “eficiencia” y “productividad”. Aunque guardan cierta relación, el primero se refiere a la capacidad de disponer de recursos para lograr un objetivo; el segundo, a una métrica empleada en la industria para conocer la relación que guarda el bien generado frente a la cantidad de recursos empleados para su producción.

En la industria de la construcción, estos conceptos se ponen en acción cotidianamente durante la realización de los proyectos, desde su etapa de inicio hasta su cierre y puesta en marcha. De acuerdo con las mejores prácticas en gestión de proyectos en el mundo, los recursos son finitos y la consecución de los objetivos presenta grandes desafíos en la mayoría de los casos. Los

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gerentes de proyecto buscan constantemente nuevos métodos y herramientas para alcanzar los objetivos de los actores de interés y para incrementar la productividad de los equipos de trabajo. Con esta premisa, el enfoque actual para las organizaciones a cargo de diseñar, planear, construir, controlar y operar los proyectos es la entrega de valor; esto implica que los clientes están dispuestos a pagar para obtener productos o servicios que funcionen apropiadamente.

Hoy en día, los proyectos están más interconectados que antes. Los cambios en ellos son mucho más grandes, más rápidos y más complejos. Los gerentes saben de antemano que cualquier proyecto, por muy detallada que haya sido su concepción y planeación, sufrirá cambios a lo largo de su ciclo de vida, lo cual implica una gestión mucho más ágil, pues de esto depende el cumplimiento de los objetivos planteados en el negocio.

Durante más de 30 años ha habido una inclinación hacia las metodologías conocidas como predictivas o en cascada. En su decurso, es necesario esperar la conclusión de una fase antes de pasar a la subsecuente. Además, las organizaciones involucradas en los proyectos toman decisiones en un esquema de silos, el cual demora la evolución de los trabajos y frena en ciertos casos las tareas que llevan a cabo los equipos de trabajo, lo cual trae como consecuencia sobrecostos.

Con estos antecedentes, a principios de la década pasada se comenzaron a estudiar y a adaptar a la industria de la construcción metodologías ágiles procedentes de otras industrias como la manufactura y la tecnología de la información.

Al sistema en el que se integran las metodologías ágiles se le ha denominado lean, palabra del inglés que significa “austero” y que en el ámbito de la producción se ha entendido como sinónimo de “sin desperdicios”.

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Metodologías ágiles aplicadas a la construcción

En este sistema, se reúne una gran diversidad de metodologías. La exposición de cada una de ellas resultaría demasiado extensa; por ello, en este artículo sólo se abordarán las que han sido utilizadas en la construcción con casos documentados.

Lean construction Esta metodología tiene como predecesora la desarrollada por un fabricante de autos cuyo sistema de producción ha sido estudiado con amplitud. Consiste básicamente en la generación de valor y la eliminación de las fuentes de desperdicio.

Su base contempla la estandarización de procesos, el respeto por las personas y el control estricto de la calidad. La producción fluye en función de las necesidades del cliente o del proceso siguiente, y no de la capacidad de producción de un área. Éste es el principal elemento diferenciador respecto a las metodologías predictivas, ya que mientras éstas ubican el mayor aprovechamiento de los recursos en el incremento de la producción por unidad, los procesos lean se enfocan en la continuidad del flujo, para evitar que se generen cuellos de botella y se entorpezca la línea de producción. A esta forma de trabajo se le ha denominado pull, que reitera la premisa de que la generación de valor se da en función de las necesidades del cliente, interno y externo, mas no de la capacidad de cada unidad de producción (just in time).

Originada en la cultura japonesa, para esta metodología la calidad es un factor característico, debido al cual se desarrolló el concepto kaisen, un proceso de mejora continua basado en acciones concretas, simples y poco onerosas que involucran a todos los trabajadores de una empresa, desde directivos hasta trabajadores de base, haciéndolos responsables de vigilar que el producto y el proceso cumplan con los estándares establecidos.

En cuanto algún miembro del equipo detecta una falla, tiene la facultad para detener por completo el proceso, y todos los integrantes se reúnen para resolver el problema desde la raíz. El proceso de fabricación no se reactiva

en tanto el inconveniente no haya sido resuelto. Una vez entregado el producto, el equipo se reúne para llevar a cabo una autoevaluación. En ésta, se revisan las áreas de oportunidad del proceso a fin de que en su siguiente ejecución se minimicen o erradiquen; este paso se vincula también con la calidad y su principio es la mejora continua (jidoka).

La metodología lean identifica varias fuentes de desperdicio, que no agregan valor al producto o servicio que se ofrece al cliente. Dichas fuentes han sido agrupadas en siete áreas principales: sobreproducción, tiempos muertos, transportación, sobretrabajo, inventarios, movimientos y defectos. La falta de control sobre las fuentes de desperdicio lleva a realizar trabajos superfluos, los cuales representan costos y tiempos no contemplados en los objetivos del proyecto. La atención a este tipo de acciones desvía los recursos de donde realmente son prioritarios y lleva al equipo a atender actividades secundarias.

Este sistema de producción ha sido ampliamente estudiado y promovido en la manufactura y en la construcción. Aunque la metodología sea del dominio público, sus creadores insisten en que se requiere una determinada cultura para que aquélla resulte verdaderamente exitosa. Los fundamentos de tal cultura son tres.

El primero de ellos son los valores de la organización, que definen la manera en que los miembros de una organización y del equipo de proyecto deben conducirse siempre; el segundo son los principios que determinan las directrices para tomar decisiones y lo que debe priorizarse en el proyecto (por ejemplo, just in time o jidoka); el tercero son los patrones de las actividades que se realizan y la manera en que se llevan a cabo (en este sistema, la estandarización es uno de los pilares más importantes); finalmente están las herramienta y actividades que permiten que los métodos se ejecuten.

En la metodología lean existen herramientas diversas para cumplir con los objetivos de las organizaciones y de los proyectos; una de ellas es conocida con el nombre de Last Planner System of Production Control (Sistema de

Tabla 1. Diferencias entre metodologías ágiles y predictivas Parámetro

Predictiva

Ágil

Énfasis

Procesos

Personas

Documentación

Absolutamente todo se documenta

Mínima, según se requiera

Estilo de procesos

Lineal

Iterativo

Planificación por adelantado

Alta

Baja

Priorización de los requisitos

Fijo en el plan del proyecto

Según el valor del negocio y regularmente actualizada

Aseguramiento de calidad

Centrada en el proceso

Centrada en el cliente

Organización

Gestionada

Autodirigida

Estilo de gestión

Centralizada

Descentralizada

Cambio

Control integral de cambios

Actualización de backlog

Liderazgo

Mando y control

Colaborativo, facilitador

Medición del rendimiento

Plan de conformidad

Valor del negocio

Retorno de la inversión (ROI)

Al final del proyecto

Al comienzo y a lo largo del proyecto

Participación del cliente

Baja, en función del ciclo de vida del proyecto

Alta, durante todo el proyecto

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Metodologías ágiles aplicadas a la construcción

Control de Producción del Último Planificador) y fue desarrollada por Glenn Ballard, uno de los fundadores del Lean Construction Institute en mayo de 2000. Su objetivo es procurar un flujo de trabajo predecible e ininterrumpido que genere un conjunto coherente de compromisos de trabajo, asumidos por cada especialista ante las promesas de los proyectos hacia el cliente.

Esto ocurre mediante cinco tipos de conversaciones recurrentes, diseñadas para que el equipo de trabajo pueda manejar la red de compromisos como parte de sus responsabilidades. Estas conversaciones se refieren en general a una planeación en la que se incluyen las palabras “debería”, “puede”, “será”, “hecho” y “aprender” de la siguiente manera: • Una planeación por demanda para el diseño de un sistema de producción establece qué debería ser ejecutado.

Término de actividades programadas

Inicio Convocatoria para pull session 6 semanas antes

Entrega

PPC y CNC

Realización de pull session (GAP)

Trabajo completado

Elaboración del tack time (GAP)

Trabajo no completado

Reunión semanal de trabajo Plan día viernes (GAP) Precalificación día jueves (GAP)

Programación

ITE y stand up meeting (GAP)

Reprogramación

GAP: Grupo autónomo de personas ITE: Inventario de trabajo ejecutable PPC: Porcentaje de promesas cumplidas /porcentaje plan completado CNC: Causas de no cumplimiento

Figura 1. Diagrama del Last Planner System.

Por hacer 5

Análisis 2

Figura 2. Tablero de Kanban.

6

Desarrollo 1

Prueba 3

Entrega 2

• Una vez concluida la planeación, se obtiene el trabajo por realizar bajo la condición de qué es lo que se puede llevar a cabo.

• La planeación semanal establece el conjunto de promesas de cada persona en particular para el trabajo que será realizado.

• La gestión diaria de compromisos apoya a los últimos planificadores para estar al corriente con sus promesas en razón del trabajo que fue hecho.

• Al menos semanalmente, los últimos planificadores se reúnen para aprender sobre su desempeño.

Kanban Es un método ágil basado en la difusión visual de la información, con base en tarjetas que se colocan sobre un tablero a la vista de todo el equipo responsable del proyecto. Éste es representado en tres columnas que determinan lo: por hacer, en proceso y completado.

Kanban se deriva también del sistema de producción del fabricante de autos ya citado; asimismo, del sistema de abasto en supermercados, donde los inventarios se renuevan según los estantes vacíos, no según la capacidad de suministro de los proveedores. Sus beneficios radican principalmente en que permite balancear el flujo de trabajo y detectar los cuellos de botella; por otra parte, acota la producción del equipo a fin de que las cargas de trabajo no rebasen su capacidad. A diferencia de otras metodologías, Kanban no establece un periodo ni una cantidad de iteraciones para completar el trabajo. Su principio fundamental es dar continuidad a las tareas a lo largo del proceso y limitar el trabajo para optimizar el flujo.

Scrum Es un marco de trabajo que se originó para el desarrollo de software. Sus principales participantes son el representante del cliente, un facilitador (líder) y el propio equipo de proyecto, que colaboran estrechamente.

En principio, el cliente (product owner) establece las características del producto, aunque éstas no estén definidas por completo (backlog); luego de ello, en una reunión conjunta, se definen las prioridades que deberá atender el equipo de trabajo en cada periodo (sprint planning meeting). Teniendo la relación de tareas por realizar para cumplir con cada entrega, el equipo de trabajo integra una lista con los respectivos responsables (sprint backlog) y da inicio a la iteración correspondiente, la cual no supera las cuatro semanas (sprint).

Durante el periodo de ejecución, el equipo lleva cabo reuniones diarias de no más de 15 minutos de duración, donde se revisa el cumplimiento de tareas, las tareas por ejecutar y las restricciones a las cuales se enfrenta (daily scrum). Al concluir el periodo prestablecido, el equipo presenta al representante del cliente el resultado del trabajo para su revisión y aprobación. Con la aceptación por parte del cliente, se da por terminada esta iteración para dar inicio a una nueva. Además de ello, el equipo de trabajo lleva a cabo una reunión de retrospectiva, a

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Metodologías ágiles aplicadas a la construcción

fin de detectar áreas de oportunidad en el proceso recién concluido y, con ello, mejorar en el siguiente.

Herramientas tecnológicas A la par de las metodologías ágiles, en años recientes se han venido utilizando las tecnologías que permiten el incremento de la eficiencia y la productividad. Estas herramientas tecnológicas resultan un verdadero beneficio siempre y cuando los equipos y las organizaciones tengan claros sus políticas, procedimientos y métodos empleados en la ejecución de sus proyectos; de no ser así, el riesgo de un fracaso en su implementación será alto.

Durante el ciclo de vida de un proyecto, las herramientas tecnológicas ayudan en las fases de planeación, diseño, construcción y puesta en operación. Por ejemplo, con el apoyo de drones, cámaras 360° de alta resolución, gemelos digitales, inteligencia artificial, internet de las cosas, modelos digitales como BIM, plataformas colaborativas y servicios de almacenamiento en la nube, hoy en día los equipos de trabajo han podido cambiar la forma de trabajar e interactuar.

Herramientas visuales Los equipos de proyecto han adoptado de manera cada vez más recurrente el uso de drones y cámaras 360°

u La metodología lean identifica varias fuentes de desperdicio, que no agregan valor al producto o servicio que se ofrece al cliente. Dichas fuentes han sido agrupadas en siete áreas principales: sobreproducción, tiempos muertos, transportación, sobretrabajo, inventarios, movimientos y defectos. La falta de control sobre las fuentes de desperdicio lleva a realizar trabajos superfluos, los cuales representan costos y tiempos no contemplados en los objetivos del proyecto. de alta resolución, debido a la rapidez y precisión con que pueden obtener información del sitio del proyecto y registrar los avances de la obra, además de validar la calidad de cada elemento. A ello se suma la ventaja de que, con estos dispositivos, se pueden ubicar puntos referenciados geográficamente de cada elemento del proyecto con la finalidad de que el diseño sea validado y la construcción verificada.

Estos dispositivos, en conjunto con aplicaciones para desarrollo de modelos digitales, trabajan con interfaces amigables que facilitan el cruce de las diferentes especialidades, la verificación de la funcionalidad de los espacios, la planeación de la logística del proceso

www.cimesa.net Cimentaciones y obra civil

Estructuras subterráneas

Obras hidráulicas e industriales

Estructuras portuarias

Metodologías ágiles aplicadas a la construcción

Facilitador / líder 24 horas

Representante del cliente

Equipo de trabajo

Reunión diaria

Sprint 1-4 semanas

Características Reunión de Trabajo del producto priorización a realizar

Revisión de iteración + RetrosTrabajo pectiva de terminado iteración

Figura 3. Diagrama de procesos Scrum.

constructivo, la gestión expedita de cambios durante la fase de ejecución y durante los procesos de cierre, la elaboración precisa de planos y la producción de diagramas finales, lo cual resulta en registros confiables para quienes estarán a cargo de la operación.

Herramientas colaborativas Para un trabajo en un ambiente ágil, las herramientas visuales se complementan con las plataformas colaborativas. De esa manera, toda la información del proyecto está a disposición del equipo de trabajo para su registro, consulta, actualización, comunicación, control y difusión.

Con la implementación de este tipo de herramientas, se cumplen diferentes exigencias de las metodologías ágiles: • Radiación de información. Toda la documentación del proyecto se ubica en un solo sitio, disponible para todos los miembros del equipo de trabajo, de manera que todos conocen en tiempo real el estado que guarda el proyecto en general, así como los conceptos que corresponden a las responsabilidades de cada miembro; además, tienen información de otras áreas, que les servirá para tomar decisiones que no afecten el flujo de trabajo en otros frentes.

• Relación de tareas pendientes de ejecutar. Se tiene la posibilidad de desagregar el cronograma maestro hasta las tareas particulares por realizar diariamente.

Con ello se tiene también un control de los tiempos y del cumplimiento de compromisos, así como el registro de restricciones que deben ser resueltas para cumplir con los objetivos del proyecto.

• Reportes en formatos diversos. Al concentrar toda la información relevante del proyecto, estas plataformas permiten realizar informes desde un nivel ejecutivo hasta el mínimo detalle que se requiera para el monitoreo y control de las actividades; en algunos casos, los reportes pueden personalizarse para cada tipo de proyecto y organización.

• Registros históricos. Conservan toda la información durante el ciclo de vida del proyecto; son accesibles para todos los participantes y disminuyen las controversias o los plazos de resolución de éstas.

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Caso de éxito Un ejemplo de éxito de estas metodologías lo representa un proyecto para una refinería en Whiting, Indiana, EUA, que fue ejecutado con la metodología Lean Production Management. El programa de construcción, con un contrato EPC (engineering procurement construction) en el que se integró un consorcio de empresas de diferentes especialidades, contemplaba 14 meses y tuvo un costo aproximado de 128 millones de dólares. La contraprestación, de acuerdo con las cláusulas del contrato, se estableció según el esquema costo-más, con incentivos y penalizaciones. Cada contratista fue contratado directamente por el cliente; algunos de ellos ya habían colaborado juntos en proyectos, y algunos tenían antecedentes de haber trabajado con la metodología lean.

Se intentó implementar la metodología Lean Construction sin éxito, pues hubo una falta de dirección clara y los contratistas comenzaron a trabajar en la forma antes acostumbrada buscando optimizar su propio desempeño en lugar del desarrollo del proyecto. Hubo un importante atraso en el programa de ejecución, equivalente a 74 días en promedio (algunos conceptos, hasta 120 días), lo cual generó enorme preocupación entre los interesados. Cuando el proyecto llevaba un 30% de avance, se decidió incorporar a un facilitador lean y capacitar al personal mediante cursos y seminarios en la metodología. Antes, se identificaron las áreas de oportunidad y se determinó que los contratistas estaban demasiado preocupados por la aplicación de penalizaciones y la incertidumbre respecto a la manera de planear y programar siguiendo la metodología lean.

Parte del problema fue que se perdió la precisión para una programación confiable del flujo de las actividades, por lo cual se determinó implementar la herramienta Last Planner System. Con estas acciones, se consiguió recuperar el tiempo de retraso y terminar 14 días después de la fecha programada, lo cual no repercutió en el proceso de arranque de producción de la refinería. Adicionalmente, sólo se utilizó el 7.4% del costo considerado para tiempo extraordinario. El porcentaje de promesas cumplidas se incrementó de 40 a 85% en un plazo de tres meses luego de la implementación de la metodología.

Conclusiones Las metodologías ágiles no sustituyen a las predictivas tradicionales: las complementan. No obstante, antes de implementar cualquier metodología ágil, es necesario trabajar en el cambio cultural de las organizaciones y los equipos de trabajo. Ninguna herramienta tecnológica funciona si previamente no se tienen implementados políticas y procesos claros. Los proyectos en la actualidad demandan acciones audaces, por lo que la visión de todos sus participantes debe estar enfocada en la eficiencia y la productividad ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema?

Escríbanos a ic@heliosmx.org

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HIDRÁULICA

Análisis de lluvias y escurrimientos para obras de drenaje en la ZMVM El presente trabajo tiene como objetivo destacar, con el caso del sistema principal de drenaje de la Zona Metropolitana del Valle de México, las ventajas del uso de herramientas computacionales diseñadas especialmente para el procesamiento de datos de precipitación y el cálculo de hidrogramas, así como su importancia para el diseño, operación y planeación de obras de drenaje.

GUILLERMO LEAL BÁEZ Ingeniero civil.

Director general de Inesproc.

Perito profesional certificado en Ingeniería Hidráulica.

Académico titular de la Academia de Ingeniería y miembro activo del Comité del Agua del CICM. TANIA PAOLA ROBLES MONTERO Ingeniera civil con maestría en Hidráulica. Se ha especializado en la modelación hidráulica en una y dos dimensiones de ríos, sistemas de drenaje urbanos e inundaciones, así como en la elaboración de estudios y proyectos sobre recursos hídricos.

Desde hace tiempo se ha pensado en la automatización del sistema principal de drenaje de la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) como una medida que mejoraría su gestión, con miras a operar el sistema de forma anticipada a eventos pluviales. Para lograrlo, es necesario invertir grandes recursos no sólo en instrumentación y equipamiento, sino también en la conformación de un modelo de simulación hidráulica que funcione en tiempo real, o bien, en la creación de una base de datos que integre los resultados de un gran número de simulaciones de distintas lluvias teóricas e históricas ya

ejecutadas y analizadas, propuesta que representa una solución a corto plazo para la operación integral y oportuna del sistema.

El éxito de ambas soluciones –el modelo en tiempo real y la base de datos de simulaciones previas– depende de que el cálculo de una gran variedad de tormentas reales y de diseño sea eficiente y confiable, así como de la obtención de los correspondientes hidrogramas que servirían como datos de entrada para las modelaciones.

En concreto, el presente artículo expone la utilidad de emplear herramientas computacionales en los análisis Con lluvias generalizadas teóricas y protocolo

Topografía en canales, cauces, presas y lagunas de regulación Representación del sistema de drenaje (infraestructura)

Geometría y altimetría de conductos y estructuras Capacidad instalada y niveles de operación en PB y compuertas

Definición de lluvias asociadas a: hp, d y zona de incidencia

Simulaciones hidráulicas

Cálculo de hidrogramas para lluvias históricas

Análisis de resultados

Con lluvias reales y protocolo

Cálculo de hidrogramas para lluvias generalizadas Cálculo de hidrogramas para lluvias concentradas

Con lluvias concentradas teóricas y protocolo

No Hidrología

Protocolo de operación conjunta

Armado del modelo

¿Se detectan problemas en el sistema?

Sí

Base de datos

Almacenamiento de resultados de las simulaciones y sus datos

Simulación con la lluvia correspondiente y el protocolo modificado

Figura 1. Esquema de una solución de corto plazo para mejorar la eficiencia de la operación de un sistema de drenaje urbano.

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de sistemas hidrológicos tan complejos como el de la Zona Metropolitana del Valle de México.

Planteamiento El sistema principal de drenaje de la Zona Metropolitana del Valle de México (SPD-ZMVM) está conformado por una red de conductos superficiales, semiprofundos y profundos que se extiende más allá de los límites de la Ciudad de México, hasta abarcar parte del Estado de México y descargar sus aguas residuales y pluviales en el estado de Hidalgo. Por ello, su gestión y operación es sumamente compleja, no sólo desde el punto de vista físico sino también administrativo, puesto que requiere la participación y colaboración del gobierno federal con las autoridades locales correspondientes.

Entre las soluciones que se han propuesto y en las cuales se trabaja para lograr la operación integral y oportuna del sistema ante eventos pluviales, está dirigir los esfuerzos hacia la automatización del SPD-ZMVM. En este esquema, la operación remota de los diversos elementos del sistema se basaría en el monitoreo continuo tanto de las precipitaciones en toda la cuenca como de los niveles y caudales alcanzados en los elementos principales; asimismo, se requeriría la implementación de un modelo de simulación hidráulica que funcionara en tiempo real, cuyos resultados fueran interpretados y analizados en un centro de control desde el cual se operaran simultáneamente las estructuras y equipos del SPD-ZMVM. Sin embargo, para lograr este objetivo aún se requiere la inversión de importantes recursos económicos y técnicos durante un largo tiempo.

Una solución alternativa y factible en un corto plazo es el empleo de un modelo de simulación hidráulica, pero no en tiempo real, sino conformado con una base de datos en la que se integren los resultados y análisis de un gran número de modelaciones que combinen diversas lluvias –teóricas e históricas– con distintas políticas de operación del sistema, a fin de encontrar la política óptima para cada lluvia analizada. De este modo, bastaría contar con los datos de precipitación registrados en la ciudad, o bien, con el pronóstico obtenido mediante un radar, para buscar la simulación correspondiente a esa tormenta y conocer las políticas de operación que se deben implementar antes de que ocurran desbordamientos e inundaciones; en caso de tormentas cuya magnitud fuera tal que con cualquier operación el sistema fallara por capacidad, se acatarían las políticas de operación con las cuales los daños fueran menores y se advertiría la necesidad de recurrir a las autoridades y solicitar brigadas de emergencia en los sitios donde probablemente se presentasen los desbordamientos (véase figura 1).

Tanto la solución que se espera lograr a largo plazo como la que se propone implementar en un corto plazo se basan en el uso de un modelo de simulación hidráulica que represente toda la infraestructura del SPDZMVM, mediante el cual se analice el funcionamiento hidráulico del sistema en distintas condiciones de lluvia,

2125000 2150000 2175000 2200000

Análisis de lluvias y escurrimientos para obras de drenaje en la ZMVM

450000 480000 510000 540000 N Hidalgo

Tlaxcala México

Puebla Ciudad de México

Morelos Figura 2. Subcuencas que aportan al sistema principal de drenaje de la ZMVM.

sean éstas reales o de diseño. A partir de los resultados de la modelación del sistema, se puede conocer el conjunto de políticas de operación óptimas o, por lo menos, aquel con el cual el peligro de desbordamiento e inundaciones sea mínimo.

Los modelos de simulación de sistemas de drenaje urbano emplean como principales datos de entrada los hidrogramas que registran cada uno de los puntos en que descarga una subcuenca en el sistema. A su vez, estos hidrogramas se determinan a partir de modelos lluvia-escurrimiento que transforman los datos disponibles de las precipitaciones en gastos escurridos superficialmente. Por lo tanto, entre mayor sea la complejidad y extensión del sistema de drenaje representado en un modelo de simulación hidráulica, mayor será el tiempo requerido para la definición de los datos de entrada al modelo, particularmente de los hidrogramas de cuenca propia.

Hidrología de la cuenca del Valle de México La cuenca del Valle de México abarca una superficie de 9,414 km², lo que comprende la mayor parte del territorio de la Ciudad de México y parte del territorio de los estados de México, Hidalgo y Tlaxcala; sin embargo, para fines de análisis del SPD-ZMVM, se considera que gran parte de la subcuenca del Río de las Avenidas, en Hidalgo, no afecta directamente al sistema de drenaje de la urbe, si bien el área que aporta a dicho sistema es de 6,116 kilómetros cuadrados.

Debido a la extensión del área de aportación, el estudio del funcionamiento hidráulico del SPD-ZMVM

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Análisis de lluvias y escurrimientos para obras de drenaje en la ZMVM

Ubicación de la infraestructura de drenaje

Delimitación de las cuencas de aportación

Ubicación de estaciones pluviométricas y trazo de polígonos de Thiessen

Figura 3. Análisis de la distribución espacial de una lluvia registrada en estaciones pluviométricas.

Cuenca P-001

cuyos parteaguas se delimitan en función de la infraestructura de drenaje; en el caso de cuencas no urbanas, en función de la topografía. En 2020, como parte de los 25 trabajos previos a la elaboración del nuevo Plan Maestro de Drenaje, se actualizó la delimitación de las subcuen20 cas de la cuenca del Valle de México; en este estudio se definieron 313 subcuencas de aportación al SPD-ZMVM, que pueden clasificarse en seis subsistemas (conside15 rando los conductos principales en los cuales vierten sus aportaciones): Poniente, Norte, Oriente, Suroriente, Sur 10 y Centro (véase figura 2).

Por lo anterior, el estudio de la distribución espacial de la precipitación requiere, en primer lugar, ubicar la 5 infraestructura principal de drenaje dentro de la planimetría de la ciudad; a partir de esta información, determinar 0 las cuencas de aportación a cada elemento del SPD; 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 por último, seleccionar el tipo de lluvia por analizar y la Horas correspondiente fuente de los datos de precipitación. Si P-001 Anzaldo se estudian lluvias reales, se emplean los registros de 20.0 estaciones pluviométricas o pluviográficas, cuya ubicaEvento: 1 3Tr: 10 años d: 1.0 h Qp: 19.65m /s Ve: 0.0990 Hm3 ción debe definirse dentro de la planimetría de la ciudad 17.5 con el propósito de trazar los polígonos de Thiessen y de esta forma conocer el área de influencia de cada 15.0 estación (véase figura 3). Si se analizan lluvias sintéticas, generalmente se emplean mapas de isoyetas a partir de 12.5 los cuales se calcula la altura de precipitación asociada 10.0 con cada subcuenca.

Por otra parte, el cálculo de los hidrogramas de 7.5 entrada al modelo depende también de la distribución temporal de la precipitación, la cual se analiza de acuer5.0 do con el tipo de lluvia en estudio. Cuando se trata de lluvias registradas en estaciones pluviográficas, la dis2.5 tribución temporal se conoce a través del análisis de los 0.0 mismos registros, mientras que, cuando se trata de 0 5 10 15 20 25 tormentas sintéticas, la distribución temporal se define Hora a partir de hietogramas de diseño que representan de Figura 4. Curvas masa e hidrogramas calculados por SimPLE-VM. manera general cómo se comporta la mayor parte de las precipitaciones en la ciudad que se estudia. debe partir del análisis de la distribución espacial de la lluvia; es decir, resulta necesario conocer la magnitud de Programa para el análisis de lluvias la precipitación asociada a cada subcuenca. Para ello, y escurrimientos en la ZMVM en el caso de las cuencas urbanas, se considera que Generalmente, el proceso para la obtención de los la cuenca del Valle de México se divide en subcuencas hidrogramas de entrada a un modelo de simulación

Gasto (m3/s)

Curva masa (mm)

Hietograma unitario Evento 1 Bloques alternos Evento 1

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Análisis de lluvias y escurrimientos para obras de drenaje en la ZMVM

hidráulica se elabora para un limitado número de combinaciones de condiciones de lluvia y de políticas de operación, el cual es definido con base en los objetivos del estudio para el cual se realizan las modelaciones.

Puede requerirse, por ejemplo, realizar la comparación del funcionamiento hidráulico del sistema entre lluvias con el periodo de retorno y diferentes duraciones, o bien analizar una lluvia histórica específica y su impacto sobre el sistema de drenaje.

No obstante, a lo que se refiere el presente trabajo es a la necesidad de obtener los datos de entrada para un gran número de simulaciones, suficiente para conformar una base de datos que abarque las lluvias cuya probabilidad de ocurrencia es mayor en la cuenca del Valle de México, así como aquellas lluvias que pueden comprometer el funcionamiento del SPD-ZMVM, aunque su probabilidad de ocurrencia sea menor, además de lluvias históricas que ya han ocasionado fallas en el sistema de drenaje.

Con este propósito, se desarrolló el programa SimPLE-VM (Simulador del Proceso Lluvia-Escurrimiento para el Valle de México), diseñado para simular los procesos hidrológicos de la transferencia de lluvia a escurrimiento en la cuenca del Valle de México, por lo que incorpora metodologías adaptadas según las

condiciones hidrológicas de las cuencas urbanas y las tormentas observadas en la cuenca, así como una base de datos de información geográfica e hidrológica correspondiente a las 313 subcuencas de la cuenca del Valle de México. Esta base comprende: área, área urbana, área no urbana, índice de urbanización, coeficiente de escurrimiento urbano, coeficiente de escurrimiento no urbano, coeficiente de escurrimiento ponderado, tiempo de concentración, dotación de agua potable y coeficiente de retorno de aguas negras.

El programa permite calcular tormentas de diseño para distintas combinaciones de duración y periodo de retorno, incluso trenes de tormentas de distinta magnitud. Para ello, el usuario puede elegir entre dos metodologías desarrolladas por el Instituto de Ingeniería de la UNAM (II UNAM): • Regionalización de tormentas para la cuenca del Valle de México, con duración, d, de 60 minutos y periodo de retorno, Tr, de 10 años. Esta metodología tiene como base la propuesta de Franco y DomínguezMora (1982) y fue empleada en el desarrollo del Plan Maestro de Drenaje de la Zona Metropolitana del Valle de México 1994-2010.

• Metodología del estudio para regionalizar los gastos generados por avenidas máximas, como base para

Análisis de lluvias y escurrimientos para obras de drenaje en la ZMVM

600 550

México 600

600

650

600

600 650

0 70 0 850 50 650 50 80900009 7 10 00 0 11 105 150 1 00 12 00 12

0 65 700 750

600 Ciudad de México

700 750 800 850 900 950 1000 50 10 1100

700 650 600 550 500 450 400 350 300 250

650 600

1150 1250 1300

600

350 400 450 250 300

500 550

2110000 2140000 2170000

454000 484000 514000

Precipitación acumulada anual de 2019, calculada por Inesproc Precipitación acumulada anual de 2019 (mm) 450 700 950 1200 200 1325 575 825 1075 325 0

10

1450 1575

1700 Isoyetas

ZMVM Límite estatal

20 km

Figura 5. Mapa de isoyetas y distribución espacial de la lluvia, generado mediante SimPLE-VM.

la elaboración de mapas de peligro por inundaciones fluviales en todas las cuencas de la República mexicana. Este estudio se realizó para el Centro Nacional de Prevención de Desastres (Cenapred, 2017).

En cuanto a las precipitaciones reales, el programa permite cargar los archivos que genera el Sistema de Aguas de la Ciudad de México (Sacmex) con el registro diario de las 78 estaciones pluviográficas que se han instalado en la cuenca del Valle de México. Al cargar los registros de las estaciones, el programa ordena la información en una base de datos, corrige algunos de los errores de registro y cuenta con herramientas que facilitan la revisión y corrección de errores que no es pertinente corregir de forma automática. Posteriormente, el programa proporciona un resumen de la información y permite visualizar las curvas masa de la lluvia, así como los mapas de isoyetas de los eventos analizados.

Para el cálculo de los hidrogramas, el programa determina el gasto sanitario de diseño y realiza el cálculo de gastos pluviales, para lo cual el usuario puede elegir entre cualquiera de las dos metodologías mencionadas, las cuales se diferencian en el método para calcular el

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hietograma de diseño y, por lo tanto, en la distribución temporal de la lluvia.

El programa SimPLE-VM permite obtener de forma tabular y gráfica curvas masa de precipitación (veáse figura 4), hietogramas e hidrogramas correspondientes a cada subcuenca; asimismo, genera isoyetas y mapas de lluvias, gastos pico y volúmenes de escurrimiento (veáse figura 5).

Conclusiones y recomendaciones El análisis de las precipitaciones y los escurrimientos superficiales es indispensable en el proceso de diseño, planeación y operación de las obras de drenaje urbano.

Lo anterior cobra relevancia en la ZMVM por varios factores: la magnitud e intensidad de las lluvias, la extensión de la metrópoli, la distribución espacial de las precipitaciones, la configuración topográfica de la ciudad y, particularmente, la complejidad física y administrativa del sistema de drenaje, que se compone de diversos elementos superficiales y profundos que interactúan.

Ya sea que se logre la automatización completa del SPD-ZMVM o que se opte por la implementar una alternativa de corto plazo, como es la base de datos de simulaciones hidráulicas ejecutadas y analizadas de forma previa a eventos pluviales, se requiere un laborioso análisis hidrológico de la cuenca del Valle de México para determinar las precipitaciones e hidrogramas correspondientes a cada una de sus subcuencas ante distintas lluvias (históricas y de diseño).

Por lo anterior, se ha desarrollado una herramienta para estudiar los procesos hidrológicos que tienen lugar dentro de la cuenca del Valle de México, empleando menos del 10% del tiempo que se requeriría tradicionalmente. Esta herramienta permite al usuario conocer la distribución espacial y temporal de la precipitación mediante los registros reales de las estaciones pluviográficas del Sacmex, o bien, mediante la definición de las características de una lluvia sintética. Además, permite la obtención de hidrogramas, gastos base, volúmenes de escurrimiento, mapas de lluvia y escurrimiento, etcétera.

Cabe destacar que, aunque fue diseñado para el estudio de la ZMVM, el SimPLE-VM se puede adaptar a cualquier ciudad cambiando el método de cálculo del proceso lluvia-escurrimiento por el que mejor se adecue a la zona de estudio. Esto es importante debido a la necesidad de mejorar la gestión y la eficiencia de los sistemas de drenaje urbano en México Referencias Centro Nacional de Prevención de Desastres, Cenapred (2017). Estudio para regionalizar los gastos generados por avenidas máximas, como base para la elaboración de mapas de peligro por inundaciones fluviales en todas las cuencas de la República mexicana.

México: Cenapred.

Franco, V., y R. Domínguez (1982). Manual de hidráulica urbana. México: Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema?

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HIDRÁULICA

Diseño de drenaje sanitario y pluvial con tuberías flexibles en suelos blandos En este artículo se describe una secuencia de cálculo orientada al diseño de un proyecto de drenaje sanitario y pluvial con tuberías de polietileno de alta densidad (PEAD) corrugado (C), clasificadas por su resistencia mecánica y estructural como flexibles, enterradas en suelos blandos.

Con el propósito de dar certidumbre al uso de tubería plástica –en particular de PEAD-C– en suelos limoarcillosos con baja resistencia al esfuerzo cortante, para la construcción de sistemas de drenaje sanitario y pluvial, se propone una secuencia de diseño, cálculo y cuidado para programar de forma segura, ordenada y eficiente las actividades de un proyecto de drenaje. La planificación se concibió en fases determinadas por los cálculos necesarios y las necesidades de control de resultados, siguiendo una secuencia lógica para producir las memorias, los entregables y su correspondiente evaluación. El detalle de cada paso o fase se describe en los siguientes apartados.

Propiedades ingenieriles de las tuberías de PEAD-C La NOM-001-CONAGUA-2011 establece la necesidad de contar con un sistema de drenaje sanitario que permanezca hermético durante toda su vida útil; esta norma es obligatoria para fabricantes, importadores y comercializadores, al igual que para diseñadores, instaladores, constructores y para quienes mantienen y operan los sistemas de drenaje sanitario.

Para las tuberías de PEAD-C comercializadas en México, la norma aplicable es NMX-E-241-CNCP-2013, en la cual se indica la calidad y propiedades que debe tener la resina de polietileno clasificada con la identificación 435420C. En esta regulación se determina que han de tomarse en cuenta las siguientes características mecánicas para el diseño del alcantarillado: • Resistencia al agrietamiento por esfuerzo ambiental (ESCR), valor 2. Se hará la prueba en la condición 2,

sumergida 100% en un detergente no iónico y no desnaturalizante (octilfenoxipolietoxietanol) por 24 horas; no debe haber más de 50% de falla. El objetivo es garantizar la vida útil a largo plazo (50 años o más), y los fabricantes están obligados a cumplirla.

• Base de diseño hidrostático, valor 0: no se aplica. Define una baja resistencia a la presión interna, suficiente en el corto plazo para sostener una presión interna de prueba hidrostática de hasta 0.05 MPa (0.5 bar); debe ser mantenida durante 15 minutos por unión y limita el uso de la tubería a su exclusiva operación en superficie libre, por lo cual no se considera resistencia de presión interna.

• Rigidez de la tubería (PS). Ésta es una medida de la resistencia a la deformación anular bajo una fuerza externa; establece una deformación diametral (Δy) permitida de hasta 3% del diámetro para drenaje sanitario y hasta 5% para drenaje pluvial.

MANUEL M. CABRERA DELGADILLO Consultor y académico de asignatura de la Universidad Iberoamericana y la Universidad Anáhuac Norte.

Perito profesional certificado en hidráulica por el Colegio de Ingenieros Civiles de México.

Secuencia de diseño Datos básicos del proyecto En congruencia con el análisis urbano, es necesario conocer y evaluar la cantidad y el tipo de población a la que servirá el colector; se debe estimar la cuantía de aguas sanitarias producidas en condiciones actuales y un horizonte de vida útil y económica del proyecto. Por ello se diseña la saturación del conducto en correspondencia con la duración de los materiales, además de evaluarse la recepción de las aguas de escurrimiento por lluvia, lo que permite suponer el gasto de diseño y las condiciones hidráulicas de operación; de esta forma, se evita la posibilidad de operar con carga de presión, en flujo exclusivo a superficie libre (véase figura 1).

Trazo geométrico En el planteamiento se deben incluir labores mayores de construcción, como la zanja abierta, por lo que se requiere conocer el ambiente urbano y la infraestructura subterránea alrededor del trazo de las tuberías; es necesario asimismo evaluar la necesidad de obras de desvío temporales para trasvasar las aguas sanitarias a subcuencas urbanas, por lo cual es imperativo un levanta-

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Diseño de drenaje sanitario y pluvial con tuberías flexibles en suelos blandos

Alcance

Proyecto nuevo

Proyecto de renovación

Levantamiento topográfico Datos básicos de proyecto

Trazo geométrico

Diseño hidráulico (flujo superficie libre) Sí No

Análisis de riesgos Análisis de vida útil > 50 años (propiedades ingenieriles de la tubería) Análisis estructural Deformación diametral permisible Pluvial <5% Sanitario <3% Desplazamiento sísmico

No

Rigidez de la tubería

Módulo de Reacción del suelo (E´)

No

Análisis sísmico (cálculo de desplazamiento axial, Uh) (desplazamiento < longitud de anclaje (Uh<B)

Sí

Flotación (¿las estructuras y tuberías flotan?)

No

Compensación (¿estructuras y tuberías compensadas?)

Sí Validación de diseño

Figura 1. Secuencia de cálculo para el diseño de un drenaje sanitario y pluvial con tubería flexible.

miento topográfico detallado. Se debe buscar el flujo por gravedad y considerar que las conexiones pueden ser: con pozos de visita, en cruces, con cambios de dirección, de pendiente y de diámetro, y que podría haber necesidad de dividir tramos que excedan la longitud recomendada, al igual que podría necesitarse cambiar material de tuberías.

Diseño hidráulico En un sistema de drenaje sólo debe presentarse flujo a superficie libre, estado con el que se cumplen las condiciones de flujo a gravedad y ventilación. Para simplificar el diseño, se consideran condiciones de flujo establecido

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u En congruencia con el análisis urbano, es necesario conocer y evaluar la cantidad y el tipo de población a la que servirá el colector; se debe estimar la cuantía de aguas sanitarias producidas en condiciones actuales y un horizonte de vida útil y económica del proyecto. Por ello se diseña la saturación del conducto en correspondencia con la duración de los materiales, además de evaluarse la recepción de las aguas de escurrimiento por lluvia. y en estado permanente; el estado de flujo uniforme es el criterio que rige el área de la sección hidráulica mínima requerida. Se deben cumplir dos condiciones importantes: 1) diseño al 80% de la capacidad hidráulica (y=0.8 D); 2) velocidad permisible (v) mínima de 0.6 m/s y máxima de 5.0 m/s, por ser una tubería plástica. Hay que tomar en cuenta que velocidades altas requieren mayor enterramiento y empujes hidrodinámicos importantes, por lo que se recomienda usar velocidades medias de 2 m/s. Las características que se determinarán serán pendiente y dimensionamiento del diámetro.

Análisis de riesgos En la Ciudad de México, el Sistema de Aguas (Sacmex) mantiene actualizado un mapa de hundimiento del suelo en el que se representan las zonas donde el suelo tiene un movimiento vertical lento, que es considerado para valorar el desnivel futuro que puede afectar el perfil del colector o la pendiente de operación; esto sirve para definir el comportamiento hidráulico futuro.

El conocimiento de la calidad de suelo en la traza del proyecto, según su granulometría y características mecánicas o geotécnicas, es esencial para determinar el modelo de cimentación, el material y la resistencia del acostillado por el tipo de tubería que se empleará, así como para estimar si los materiales producto de la excavación serán útiles para su reciclaje y para determinar todo lo necesario en el proceso de instalación de la tubería y su correcto enterramiento. En esta fase se confirmará la pertinencia del trazo, la pendiente, el diámetro y la dimensión de los pozos o estructuras.

Análisis de vida útil La vida útil es el periodo durante el cual la obra hidráulica cumplirá correctamente con las funciones para las que se ha diseñado. Considerando que la vida estimada para las tuberías de PEAD-C es de 50 años por lo menos, las estructuras deben resistir ataques químicos, que dependerán de las características de los materiales que se utilicen en la instalación y del correcto mantenimiento que se les dé. Para el concreto de pozos y cajas de visita, además de estructuras complementarias, es indispensable una resistencia a la compresión mínima de 29.50 MPa, espesores mínimos de 5 cm en el recubrimiento del acero de refuerzo y cemento resistente a los sulfatos.

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Diseño de drenaje sanitario y pluvial con tuberías flexibles en suelos blandos

Análisis estructural de la tubería Descontado el análisis de resistencia interna ante fuerzas debidas a presión, en el estudio de tipo de tubería por emplear se deben distinguir dos tipos: rígidas y flexibles.

Es un hecho que los tubos flexibles proporcionan una rigidez significativamente menor en comparación con las tuberías rígidas; sin embargo, se comportan eficazmente cuando son enterrados en el suelo y confinados con materiales apropiados.

Reconocida la interacción suelo-tubería y sus efectos, debe evaluarse la combinación de tubería flexible con suelo blando, y para ello debe determinarse el método de estimación de la resistencia del tubo ante la carga de suelo, las cargas vivas y los factores de plantilla, como resistencia de acostillado.

La metodología para el diseño de zanjas con base en las teorías de Spangler y Marston sobre tuberías flexibles (A. Moser, 2001) considera tres parámetros esenciales: cargas (muertas debido a la profundidad del relleno y vivas debido al tránsito de vehículos), módulo de reacción del suelo o resistencia del suelo al aplastamiento y rigidez de la tubería.

Rigidez de la tubería La rigidez de la tubería (PS) es un valor determinado por una prueba de resistencia a la flexión, según la norma ASTM D 2412, y se obtiene al dividir la fuerza de aplastamiento por unidad de longitud de la muestra entre la deflexión resultante (∆y). El valor de rigidez debe ser informado por el fabricante de acuerdo con los resultados de pruebas; tiene que superar o igualar el valor mínimo dictado por la norma.

Módulo de reacción del suelo En el diseño de tubería flexible enterrada, la rigidez del suelo ha sido tradicionalmente modelada usando el módulo de reacción del suelo E’. Éste es un parámetro semiempírico requerido para la estimación de la deflexión de la tubería enterrada y depende de factores como tipo de suelo, contenido de finos y grado de compactación; el material se clasifica según la norma ASTM D 2487, Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (véase tabla 1).

En especial para un suelo blando, los agregados pétreos a utilizar para la plantilla (cimentación) y el acostillado de la tubería –naturales o manufacturados– deberán proporcionar un valor alto de rigidez o módulo de reacción del suelo en kPa (véase figura 2).

• Clase I, roca triturada, angular: GW, GP, GM, GC, 100% pasa el tamiz de 38 mm, ≤ 15% pasa el tamiz núm.

4, ≤ 25% pasa el tamiz de 9.5 mm y ≤ 12% pasa el tamiz núm. 200.

• Clase II, suelos limpios de grano grueso: SW, SP, GW o cualquier suelo que comience con uno de estos símbolos y contenga ≤ 12% que pase por el tamiz núm. 200.

• Clase III, suelos de grano grueso con finos: GM, GC, SM, SC o cualquier suelo que comience con uno de estos símbolos y que contenga más de 12% que pase

Tabla 1. Simbología de materiales según el SUCS Símbolo

Significado

G

Grava

S

Arena

M

Limo

C

Arcilla

O

Orgánico

P

Pobremente graduado

W

Bien graduado

H

Alta plasticidad

L

Baja plasticidad

u La vida útil es el periodo durante el cual la obra hidráulica cumplirá correctamente con las funciones para las que se ha diseñado. Considerando que la vida estimada para las tuberías de PEAD-C es de 50 años por lo menos, las estructuras deben resistir ataques químicos, que dependerán de las características de los materiales que se utilicen en la instalación y del correcto mantenimiento que se les dé. el tamiz núm. 200; suelos arenosos o con gravas y finos: CL y ML o cualquier suelo que contenga en mayor proporción G o S y con ≥ 30% de material retenido en el tamiz núm. 200.

• Los suelos clase IV y V no deben ser usados para confinamiento o acostillado de tuberías plásticas como el PEAD-C. Suelos de grano fino con 50% o más que pase por un tamiz núm. 200; limos y arcillas con límite líquido de 50% o más se excluyen, al igual los suelos con los siguientes símbolos: MH, CH, OL, OH, PT, o suelos altamente orgánicos.

Estructuras Como parte del sistema de drenaje, se diseñarán geométricamente, de acuerdo con el diseño hidráulico realizado inicialmente (diámetro, profundidad), la topografía y los requerimientos estructurales de cada elemento. Es imprescindible tener presente que la conexión de un diámetro menor a uno mayor es clave con clave, es decir que coinciden los niveles superiores de cada tubería en su parte interior, por lo que hay que considerar escalones y en algunos casos pozos de caída.

Flotación La flotación ocurre cuando el agua subterránea que rodea la tubería produce una fuerza de flotación mayor que la suma de las fuerzas descendentes proporcionadas por el peso del suelo, la fricción del suelo, el peso de la tubería y el peso de su contenido.

Por lo general, la flotación no es de primera importancia en el diseño para tuberías enterradas, donde la tubería se encuentra llena o casi llena de líquido, o

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Diseño de drenaje sanitario y pluvial con tuberías flexibles en suelos blandos

Carga viva

Carga muerta w = carga total

turas, contrarrestando el empuje vertical ascendente con la carga de suelo de relleno sobre el lomo de tubería; en el caso de las estructuras, la suma del peso total de la estructura, incluyendo muros, losa, etc., más la fuerza de adherencia y fricción (materiales arcillosos) en las caras exteriores de los muros y en las caras de la zanja, contra la fuerza de flotación; tal relación debe ser mayor a 1.5 para mantener un factor de seguridad mínimo.

Hc Profundidad cálculo de cargas

Δy<3% H

Acostillado (E’)

Agregados pétreos para la plantilla (cimentación) y el acostillado de la tubería, clases I, II y II

Plantilla

Diámetro (D) Ancho zanja (B) Figura 2. Diagrama de cuerpo libre del enterramiento de tubería flexible.

u Como parte del sistema de drenaje, se diseñarán geométricamente, de acuerdo con el diseño hidráulico realizado inicialmente (diámetro, profundidad), la topografía y los requerimientos estructurales de cada elemento. Es imprescindible tener presente que la conexión de un diámetro menor a uno mayor es clave con clave, es decir que coinciden los niveles superiores de cada tubería en su parte interior, por lo que hay que considerar escalones y en algunos casos pozos de caída. donde el agua subterránea está siempre por debajo de la tubería invertida; sin embargo, este problema puede causar una reducción significativa del soporte del suelo alrededor de la tubería y permitir que ésta se doble por la presión hidrostática externa, por lo que debe revisarse. Éste no es un problema exclusivo de las tuberías de plástico, ya que, según el principio de Arquímedes, “todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y ascendente igual al peso de fluido desalojado”.

Así pues, cualquier cuerpo, sin importar su geometría y peso, está expuesto a este fenómeno.

En la revisión por flotación se considerará una posición conservadora del nivel freático para tubería y estruc-

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Compensación Este proceso consiste principalmente en el análisis de asentamientos diferenciales causados por someter el suelo nativo a esfuerzos mayores que los determinados según su resistencia mecánica, para garantizar un comportamiento adecuado de la estructura de drenaje frente al problema de asentamientos; en consecuencia, se evalúa si el enterramiento y la tubería estarán expuestos a propiciar hundimiento o levantamiento.

Es importante conocer el peso de las distintas estructuras de pozo o caja subterráneas a las que se conectarán las tuberías, y, con tales valores, comparar con el diseño de zanja y tubería para compensar entre los elementos que componen el drenaje sanitario y pluvial.

Con base en las Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Cimentaciones (NTCDCC) del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal (RCDF), se definen como cimentaciones compensadas “aquéllas en las que se busca reducir el incremento neto de carga aplicado al subsuelo mediante excavaciones del terreno y uso de un cajón desplantado a cierta profundidad. Según que el incremento neto de carga aplicado al suelo en la base del cajón resulte positivo, nulo o negativo, la cimentación se denomina parcialmente compensada, compensada o sobrecompensada, respectivamente”.

Conclusiones Es importante subrayar que la solución asertiva de la secuencia de cálculo faculta el uso de tuberías flexibles ante los cambios estratigráficos bruscos que se presentan a menudo en las inmediaciones de zonas blandas como la Zona del Lago de la Ciudad de México.

Para la utilización de tuberías de PEAD-C en un sistema de drenaje de gran diámetro en un suelo blando con poca resistencia al esfuerzo cortante es importante estimar la relación suelo-tubería y estructuras complementarias, junto con los efectos de hundimiento regional, instantáneo y de largo plazo, la resistencia al aplastamiento de la tubería, la compensación del suelo, la flotación y el proceso constructivo para la predicción del comportamiento hidráulico del sistema sanitario y pluvial. Con ello, se garantizará su operación segura y económica en el corto y largo plazo Referencias Moser, A. (2001). Buried pipe design. McGraw-Hill. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema?

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DIÁLOGO TEMA DE PORTADA

Planeación e in en infraestruct

FELIPE OCHOA ROSSO Ingeniero civil con doctorado en Ingeniería de sistemas e investigación de operaciones. Ha sido asesor de dependencias y entidades gubernamentales y de empresas nacionales e internacionales en temas de planeación estratégica y corporativa, infraestructura económica y del sector transporte.

Miembro emérito del CICM y académico de honor de la AI.

Los ingenieros civiles hemos esgrimido la propuesta de hacer planeación de largo plazo, integral. Cada nueva administración sexenal planea la infraestructura: identifica los proyectos nuevos que va a construir, pero no ha habido una planeación en la que se tome en cuenta la infraestructura existente y la nueva, así como la forma en que se combinen ambas para hacerlas congruentes.

entre el 23 y el 25% del PIB; ¿en qué invertirlo?: en planta industrial, en equipamiento, en infraestructura… Pero lo más importante de la inversión es la planta industrial y el equipamiento; para infraestructura no se requiere el 25% del PIB, sino entre el 5 y el 10%. ¿Por qué en infraestructura la inversión del gobierno siempre es mayor?: porque el costo de las plantas industriales lo tiene que invertir la empresa que se dedica a esa actividad económica.

La infraestructura, en cambio, va a ser utilizada por muchas empresas, y por ello es el gobierno el que aporta, por ejemplo, los caminos, para que todo mundo pueda utilizarlos, y no sólo la empresa fulana. El Estado regula la infraestructura.

IC: En materia de desarrollo de infraestructura usted compara México con Estados Unidos y Canadá. ¿No sería más apropiado compararlo con Brasil, con Argentina –que son economías relativamente similares en cuanto a nivel de desarrollo– para poder hacer una evaluación equitativa?

Felipe Ochoa Rosso (FOR): Tiene razón si lo que se busca es comparar; lo que yo pretendo es ubicar su posición global en materia de infraestructura. Entonces, se aprecia que Estados Unidos y Canadá ocupan, respectivamente, los lugares 14 y 26; nuestro país está entre el 48 y el 54. Si consideramos a los países según el tamaño de su economía, al ser el número 15 del mundo México es parte integrante del G20, pero en materia de competitividad se ubica en el lugar 48 y en infraestructura en el 54.

IC: Pero el Estado no siempre cuenta con todos los recursos –económicos, financieros, materiales y humanos–, y por ello la IP es una opción a considerar, como hacen los países desarrollados: dando prioridad a las empresas nacionales.

FOR: En el pasado, el gobierno hacía la inversión total para el desarrollo de infraestructura; con el correr del tiempo y el cambio de políticas públicas, se fue dando participación a la IP, sin duda necesaria.

IC: Desde el punto de vista de la planeación, ¿no debería revisarse cómo desarrollar la infraestructura para hacer preponderante el valor agregado producido en México y reducir el papel de la maquila?

FOR: Obviamente. Se debe desarrollar la innovación tecnológica para una economía basada en priorizar el valor agregado con recursos propios, materiales y humanos.

IC: Según datos de una reciente presentación suya, México invierte el 23% del PIB: 3% de recursos públicos y 20% de recursos privados. En el campo específico de la infraestructura, del 4% del PIB, la inversión pública es de 2.5%, y la de la iniciativa privada (IP) de 1.5%. ¿Qué nos comenta sobre esta situación?

FOR: Para tener una tasa de crecimiento superior al 3 o 4% del PIB anual, es necesario que se invierta cada año

20

IC: En materia de planeación de infraestructura, usted plantea considerar el contexto global y el interno a la hora de definir un plan de desarrollo de infraestructura. Le agradeceré que mencione los componentes principales de ambos contextos, el global y el interno.

FOR: Proponemos hacer una planeación –de largo plazo– de la infraestructura con un carácter indicativo; no necesariamente una lista de proyectos puntuales, sino grandes lineamientos que habría que considerar a la hora de determinar qué obras, para qué, cuándo, dónde, en qué condiciones…

En el aspecto global, se plantea cómo va a estar la competencia mundial. México es integrante del G20, y se estima que en los próximos 25 años habrá una concentración de la economía mundial en China y Estados Unidos. Para la planeación en México, debe tomarse en cuenta qué acciones convienen en el tema de infraestructura, analizar el proceso de globalización, que en los últimos 10 años registra tasas de crecimiento menor. Se está deteniendo la globalización, y, si se detiene –a lo cual se suma la pandemia–, debe analizarse qué tipo de infraestructura es la que debería desarrollarse si esos

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Planeación e inversión privada en infraestructura, esenciales

nversión privada ura, esenciales Orientar el desarrollo futuro para tomar ventaja del comercio del norte y el sur y del de las dos cuencas oceánicas, con base en el fortalecimiento de un mercado doméstico mejor distribuido territorialmente.

2 3

III

2 2

II

2 3

1

2 3 3 Golfo de 3 México 2 33 3 1 3 3 3 3 13 32 2 3 Centro 3 3 3 Sur Golfo de Tehuantepec Mercado del centro y enclaves de la periferia 3

Océano Pacífico

(I y II) Corredores centrales

Norte

2

Conceptualización actual

(IV y V) Corredor del Golfosureste

I

(III) Corredor del Pacífico

Golfo de México

Océano Pacífico

V

IV

Golfo de Tehuantepec Mercado doméstico y mercados externos Orientación para el futuro

Orientación estratégica macrorregional.

elementos se mantienen o se incrementan; por ejemplo, considerar que Estados Unidos tratará de obtener insumos para su industria de lugares más cercanos que Asia, África o América del Sur, y en tal caso México tendría una oportunidad por su cercanía.

En esa línea, también se debe ver hacia Centroamérica, que está presionando con la migración; en el horizonte del gobierno, entonces, no sólo debe estar el sureste mexicano, sino también la región integral, sumando a los países de Centroamérica.

Un mismo criterio, integral, debe aplicarse en el contexto interno. Por ejemplo, hay que definir a qué tipo de infraestructura se le da prioridad en los próximos 2025 años, considerando tanto la infraestructura existente como la nueva por construir.

IC: En ocasiones usted se ha referido a dos tipos de infraestructura: la social y la productiva.

FOR: Es correcto. Si no se le da impulso a la infraestructura social, difícilmente se generará mejor calidad de vida y se provocará mayor dificultad para que el país crezca de una manera sana, justa, equitativa. Debe crearse un contexto en el que la infraestructura productiva pueda beneficiarse por que haya mejor disponibilidad de infraestructura social.

IC: ¿Cómo describe las diferencias entre infraestructura social y productiva?

FOR: La infraestructura productiva está enfocada en facilitar la producción y la distribución de los productos; son carreteras, ferrocarriles, aviación, telecomunicaciones, energía: es infraestructura necesaria para la actividad económica. La infraestructura social involucra obras en los sectores vivienda, salud, educación: servicios básicos en general para la actividad humana, que no necesariamente está ligada a la producción.

IC: Vuelvo a su propuesta de planificar teniendo en cuenta el contexto global y el interno. Históricamente, la economía de México está ligada (¿es dependiente?) en un 80-85% a la de Estados Unidos, lo que –según la expresión popular– implica tener (casi) todos los huevos en la misma canasta. No es lo mismo generar infraestructura pensando sólo o casi exclusivamente en la relación con Estados Unidos que generarla en función de una diversidad de vínculos con otros países.

FOR: Sin duda, mientras más se concentren mercados, más riesgos habrá. Con la diversificación se distribuye el riesgo, y es, por tanto, conveniente para México siempre y cuando siga creciendo el tamaño de su economía y se reparta el volumen entre más países.

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Planeación e inversión privada en infraestructura, esenciales

Miles mill. dls.

PIB esperado 1160

3%

3%

3.5%

4%

1203

1238

1283

1334

(Tasa esperada de crecimiento del PIB)

2020 2021 2022 2023 2024 Composición esperada de la inversión

Miles mill. dls.

80

60

60

58

40

38

36

20

24

20 0

67

62

64

24

26

29

13

13

13

25

67

25

Inversión privada Reforma fiscal (1% adicional del PIB a infraestructura) PEF

2020 2021 2022 2023 2024

Inversión pública (%) Inversión privada requerida (%)

35

40

61

59

57

65

60

39

41

43

Expectativa de crecimiento y de inversión en infraestructura.

Estimación del acervo de capital público en infraestructura de México: incluye infraestructura productiva, más hidrocarburo e infraestructura social 1,400 mil millones de dólares (1950-2019) Poco más del 100% del PIB Se aprecia la oportunidad de monetarización de parte del acervo de infraestructura pública productiva, antigua o rezagada tecnológicamente Acervo de capital público* % de GDP 0 50 100 150 200 China Economías avanzadas Economías emergentes 1992 2007 2017

Países en crecimiento * Incluye depreciación y no incluye hidrocarburos. Fuente: IMF

Acervo de capital fijo público en infraestructura.

IC: En una presentación reciente en el CICM, usted habló de la necesidad de un corredor del Pacífico, tres corredores centrales (en dirección sur-norte), un corredor Golfo-sureste y otro del Golfo a Tehuantepec. A diferencia de su propuesta, el gobierno federal plantea “cortinas de desarrollo” (a lo ancho del territorio) para generar oportunidades de trabajo y hacer que la migración no sea obligada.

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FOR: En el contexto actual, en el que Estados Unidos es un elemento importantísimo para nuestro crecimiento, ligo mi planteo con la necesidad de darle impulso al sureste del país. En los últimos 30 años, a través del Colegio de Ingenieros Civiles de México, planteamos la necesidad de darle un impulso económico importante al sur-sureste. Los proyectos presentados por el gobierno federal en el sureste –minería, Tren Maya, el Corredor Transístmico– son proyectos productivos complementarios, pero necesitan proyectos sociales también. Considero que las “cortinas de desarrollo” y los corredores que proponemos no son incompatibles.

IC: El capitalismo de Estado que rige en China –que implica la participación de la IP con un férreo control del Estado en los sectores estratégicos– se ha presentado como modelo de crecimiento económico; hoy no es igual que hace unos años, pero sigue marcando el paso. Usted conoce esa experiencia. ¿Qué nos puede comentar sobre la planeación de infraestructura en China?

FOR: A partir de 1978, las inversiones que el gobierno chino ha dedicado a la infraestructura son del orden del 12% de su PIB, mientras los demás países están en un rango de entre 3 y 6% del PIB –quizá Corea llegue al 8%–.

Sólo como ejemplo, de 2005 a la fecha, el gobierno chino ha construido ¡125 mil kilómetros de ferrocarriles de alta velocidad!: ¡en 15 años, es impresionante! Esto responde a un plan de desarrollo de largo plazo, algo que los ingenieros civiles mexicanos hemos estado planteando hace años desde nuestro colegio.

IC: Hace poco hizo usted referencia a la importancia de ser congruentes a la hora de planificar. ¿Puede desarrollar esta idea?

FOR: Los ingenieros civiles hemos esgrimido la propuesta de hacer planeación de largo plazo, integral; la llamamos integral porque, por lo menos en los últimos 40 años, cada nueva administración sexenal planea la infraestructura: identifica los proyectos nuevos que va a construir, les da mantenimiento a los proyectos existentes –y no necesariamente todo lo que se necesita–, pero no ha habido una planeación en la que se tome en cuenta la infraestructura existente y la nueva, así como la forma en que se combinen ambas para hacerlas congruentes.

IC: Desde hace años el CICM, junto a otras organizaciones, ha planteado al poder público la necesidad de un organismo de planeación de la infraestructura; se ha hecho hincapié en la necesidad de que en él participen tanto el sector público como el privado y el social, con la rectoría del Estado. ¿Por qué considera usted que no se ha logrado, y qué debería suceder para que se haga realidad?

FOR: Otros países lo han logrado: Colombia, Inglaterra, Corea. Lo que nosotros estamos identificando es una necesidad; ha habido diferentes intentos de hacerlo, pero una de las razones por las que no ha prosperado es que cada administración se concentra en su periodo

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Planeación e inversión privada en infraestructura, esenciales

Sectores de infraestructura de la clasificación internacional

Agua y lineamientos • Abastecimiento • Redes y plantas

Electricidad • Generación • Transmisión • Distribución

Transporte • Carreteras • Ferrocarriles • Puertos • Aeropuertos • Ductos

Telecomunicaciones • Fijas • Celulares • Satelitales

Infraestructura económica (productiva)

Hidrocarburos • Exploración • Producción • Transformación

Infraestructura existente

Nueva infraestructura Infraestructura social

Salud • Hospitales • Clínicas

Educación • Básica • Media superior • Superior

Desarrollo urbano y vivienda • Equipamiento • Vivienda • Movilidad En todas las regiones del país y con visión de largo plazo

Conceptualización de la infraestructura como sistema y sus interacciones.

Tabla 1. Evolución del proceso de planeación de la infraestructura 1970-2000 Programación anual de nuevos proyectos • Dependencias independientemente programaban anuales nuevos proyectos • Sometían presupuestos anuales a aprobación de Hacienda • Incluían complementariamente partidas de mantenimiento • Nuevos proyectos dependían de la demanda esperada en las regiones, incluyendo casos críticos • Hacia el final del periodo el gobierno permitió la inversión privada en infraestructura y siguió regulándola

2000-2024 Programas nacionales de infraestructura sexenal • Programa sexenal atendía a políticas gubernamentales regionales y sectoriales • Dependencias programaban anualmente nuevos proyectos con la guía del PNI del sexenio • Con la Ley de APP se apoyaba la inversión pública en infraestructura con inversión privada • Se incluía complementariamente el mantenimiento de infraestructura existente

de seis años. Hemos logrado –no es consuelo– que en los últimos cuatro sexenios se elabore un Programa Nacional de Infraestructura, con proyectos para los seis años, y que cada año se ratifiquen los proyectos que sí se van a construir.

IC: Si se logró que haya un Plan Nacional de Desarrollo sexenal, ¿no debería partirse de allí para que se extienda a un periodo más largo?

FOR: Los tiempos políticos siguen siendo de seis años y no es algo fácil de modificar. Si se pretende tener un organismo de planeación de largo plazo, es necesario que participen todos los sectores. Para que México pueda resurgir económicamente luego de la pandemia, debe invertirse mucho dinero. Estoy completamente de acuerdo con el gobierno en no aumentar deuda, que hoy representa el 52% del PIB. Otros países andan en 125 veces su PIB; Estados Unidos en 180 veces su PIB… IC: Pero tienen la maquinita de hacer el billete que aún rige la mayoría de las transacciones internacionales.

24

2025-2050 Propuesta: Programa Integral de Infraestructura de Largo Plazo • Programa a 20 o 25 años del desarrollo integral de infraestructura • Con mejoramiento de proyectos existentes • Con nuevos proyectos • Considerando interacción entre sectores • Considerando el impacto y desarrollo regional • Incluyendo proyectos verdes • Considerando interacción complementaria de proyectos “económicos” y “sociales”

FOR: Claro. Es muy bueno que nuestro país se mantenga en el 52% de su PIB, porque conserva el valor del peso y su calificación para las inversiones. Adicionalmente, las transferencias que está haciendo el presente gobierno a los grupos necesitados obedecen a un proyecto social muy necesario, porque debemos hacer que la desigualdad se reduzca lo antes posible.

Estas acciones del gobierno federal, sin embargo, determinan que no tenga el Estado los recursos necesarios para dedicarlos a la inversión en infraestructura. Por ello es fundamental que haya inversión privada para la infraestructura, y eso no va en contra del papel rector que el Estado sin duda debe tener, pero debe utilizar inteligentemente la posibilidad de la inversión privada, dándole seguridad jurídica y definiendo dónde invertir según las necesidades del país Entrevista de Daniel N. Moser ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema?

Escríbanos a ic@heliosmx.org

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MATERIALES

Pruebas experimentales de varilla de alta resistencia En el presente artículo se informa el estudio práctico realizado para determinar las ventajas del uso de barras de acero de alta resistencia (varilla de refuerzo grado 56) en los proyectos de estructuración a base de elementos diseñados de concreto armado. El uso de materiales de alta resistencia en la construcción permite ahorros en el peso de las estructuras y en general en el volumen de los materiales por emplear.

Una de las ventajas que motivó este estudio es que, al no tener una reducción importante de la capacidad de deformación, las propiedades mecánicas de un elemento reforzado con 0.75 As grado 56 serán las mismas que un elemento reforzado con As grado 42.

Las propiedades mecánicas que se van a comparar son resistencia, rigidez, disipación de energía, ductilidad, amortiguamiento y deformación de falla.

El experimento consiste en someter las vigas a flexión simple. Para lograrlo, a las vigas simplemente apoyadas se les aplican cargas puntuales en los tercios, como se muestra en la figura 3. Si se observa el diagrama de momentos de dicha figura, en el centro del claro el momento flexionante es constante y tiene un valor M = PL/6; como la fuerza cortante es cero, se dice que el segmento está en flexión simple.

El experimento se controla por desplazamientos, y para ello se define como nodo de control al nodo del centro del claro.

En la tabla 1 se muestran los valores de los desplazamientos objetivo en cada incremento de deflexión del nodo de control. Es importante mencionar que las vigas se diseñaron para resistir momentos positivos (que imponen una concavidad hacia arriba), de manera que los incrementos del desplazamiento se hacen en medios ciclos. La dirección positiva de los desplazamientos está dirigida hacia abajo.

Para cada valor del desplazamiento objetivo se hacen dos ciclos: el primero y el ciclo de repetición. Una

σ (kg/cm2)

Además de la resistencia, una característica fundamental de los materiales es la capacidad de deformación.

En el pasado, los aceros de alta resistencia tenían una reducción importante en la capacidad de deformación; sin embargo, con las nuevas tecnologías de fabricación se puede obtener acero de refuerzo de alta resistencia sin que se reduzca en forma significativa la capacidad de deformación.

En la figura 1 se muestra la gráfica de esfuerzo vs. deformación unitaria del acero grado 42 y del acero grado 56, teórica y experimental. Cuando se analizan los datos teóricos, no hay diferencia en cuanto a la capacidad de deformación, pues se construyen usando un modelo elastoplástico perfecto, es decir, la deformación puede crecer de forma indefinida. Por su parte, cuando se analizan las gráficas experimentales, puede observarse que la capacidad de deformación disminuye cuando aumenta la resistencia, pero la disminución no es significativa.

Al usar acero de refuerzo grado 56 se tienen varias ventajas estructurales, entre las que se encuentran la siguientes: • Uso eficiente de los materiales • Menor congestionamiento en la sección transversal • Ahorro del 25% de acero de refuerzo • En combinación con concreto de alta resistencia, se tienen secciones más ligeras, lo que reduce las acciones a las que está sometida la estructura

EDUARDO ARELLANO MÉNDEZ Ingeniero civil con maestría en Estructuras y doctorado en Ingeniería estructural.

Profesor en el Área de Estructuras, Departamento de Materiales y coordinador de los laboratorios del Departamento de Materiales de la UAM-Azcapotzalco.

8000 7000 6000 5000 4000 Grado 42 teórica 3000 Grado 42 experimental 2000 Grado 56 teórica 1000 Grado 56 experimental 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 Σ (mm/mm)

Fuente: Gerdau-Corsa

Figura 1. Esfuerzo vs. deformación unitaria del acero de refuerzo.

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25

Pruebas experimentales de varilla de alta resistencia

Figura 2. Espécimen de prueba.

L/3

una viga con tres varillas de acero grado 56 tiene la misma resistencia que una viga con cuatro varillas grado 42.

Si definimos A como el área de una varilla, fy56 como el esfuerzo de fluencia del acero grado 56, fy42 como el esfuerzo de fluencia del acero grado 42, y recordamos que el esfuerzo de fluencia del acero grado 56 es 4/3 el del acero grado 42, tenemos:

L/3 L/3

P/2

P/2

[(43)f ]= 4Af

V = P/2

T56 = 3Afy56 = 3A [V] M = PL/6

V = P/2

[M] Figura 3. Viga sometida a flexión simple (diagrama de esfuerzos).

y42 = T42 = 4Afy42 (2)

Al analizar las ecuaciones anteriores se comprueba que si el acero fluye, la fuerza de tensión de una viga con tres varillas de acero grado 56 será la misma que la de una viga con cuatro varillas de acero grado 42.

Para que el acero fluya, se propone el empleo de secciones subreforzadas, es decir, el área de acero suministrada es menor que el área de acero balanceada.

Asb =

26

y42

f’ 6000β1 + c bd 6000 + fy fy

Tabla 1. Valores del desplazamiento objetivo Incremento ∆ objetivo 1 2 2 4 3 8 4 16 5 32 6 64 7 96

donde f’c es igual a 0.85 f’c La nomenclatura de los especímenes de prueba se muestra en la figura 5.

En la tabla 2 se muestran los armados de los cuatro especímenes de prueba.

En la figura 6 se observa gráficamente el armado y geometría de los especímenes de prueba.

representación gráfica de los valores del desplazamiento objetivo se muestra en la figura 4.

Se proponen cuatro especímenes de prueba con diferentes armados. Como el acero grado 56 tiene un esfuerzo de fluencia de fy = 5,600 kg/cm2, que es equivalente a 4/3 el esfuerzo de fluencia del acero grado 42 fy = 4,200 kg/cm2, la hipótesis que se desea probar es que

Refuerzo por cortante Debido a que el propósito de la investigación es estudiar la falla por flexión de las vigas de concreto, se diseñaron para evitar la falla prematura por fuerza cortante, es decir, se determinó la fuerza cortante máxima con el espécimen V03, que es el más reforzado por flexión. Se toma en consideración que la NTC-2017 correspondiente indica

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0 2 4 6 8 10 12 14 Ciclo

Figura 4. Historia de desplazamientos en el centro del claro.

Grado del acero de refuerzo longitudinal

Núm. de espécimen

Grado del acero de refuerzo transversal

Acero de refuerzo en estribos

Núm. de varillas del refuerzo longitudinal Figura 5. Nomenclatura de los especímenes.

Tabla 2. Características de los especímenes de prueba Acero longitudinal

Estribos

V01-L4G42-EG42

Espécimen

4 varillas #6, grado 42

#3 grado 42

V02-L3G56-EG56

3 varillas #6, grado 56

#3 grado 56

V03-L4G56-EG56

4 varillas #6, grado 56

#3 grado 56

V04-L3G56-EG42

3 varillas #6, grado 56

#3 grado 42

de las fuerzas aplicadas se emplearon dos celdas de carga de 50 toneladas. La resistencia a la fluencia esperada de una sección transversal puede determinarse a partir de la resistencia a la tensión esperada RyFy, donde Fy es la resistencia a la tensión mínima especificada por la norma y Ry es la relación de la fluencia esperada (experimental) entre la resistencia a tensión mínima especificada del material. En la tabla 3 se muestran los valores mínimos de fluencia, de acuerdo con las normas vigentes.

La resistencia a la ruptura esperada de una sección transversal puede determinarse a partir de la resistencia a la ruptura esperada RuFu, donde Fu es la resistencia a la ruptura mínima especificada por la norma y R u es la relación de la resistencia a la ruptura esperada (experimental) entre la resistencia a la ruptura mínima especificada por la norma para el material. En la tabla 3 misma se muestran los valores mínimos del esfuerzo de ruptura según las normas vigentes.

En la tabla 4 puede observarse que los valores de Ry en el grado 42 son mayores que en el grado 56. Esta relación es consistente con los valores reportados en la bibliografía, pues, a medida que aumenta la resistencia, los parámetros disminuyen. Los tres parámetros Ry, Ru y RSR mantienen el mismo comportamiento.

La resistencia de las vigas se calculó en forma teórica utilizando las hipótesis básicas de las NTC-Concreto 2017. El cálculo de la resistencia se hizo en forma nominal, es decir, sin considerar el factor de reducción.

En todos los especímenes se usó un recubrimiento libre de 2.5 cm; los estribos se fabricaron siguiendo las especificaciones de las NTC-C 2017 y de la NMXB-457-CANACERO-2013. Para el radio del mandril en el doblado de los estribos del #3 se usó un diámetro de 3.5 veces el nominal de la barra, y para el refuerzo longitudinal se usó un diámetro del mandril de 5 veces el nominal de la barra. Se consideró que la corrugación promedio del acero del #3 es de 0.5 mm (d#3 = 1.05 cm) y que la corrugación promedio del acero del #6 es de 1 mm (d#6 = 2.10 cm). En los cálculos se usa un recubrimiento para el acero del lecho inferior de 4.6 cm; del lecho superior, de 4.1 centímetros.

50

50

que cuando se use acero de refuerzo con fy mayor que 4,200 kg/cm2 como refuerzo por cortante, se use el valor de fy = 4,200 k/cm2 para los cálculos. Todos los especímenes se construyeron con la misma separación del refuerzo cortante (véase figura 7).

Las vigas se instrumentaron con 24 galgas extensométricas (strain gages) en el acero de refuerzo y con dos en la superficie del concreto. Se colocaron 16 galgas en el acero longitudinal y ocho en el acero de refuerzo. Solamente se insAs’=2#3, fy=4,200 kg/cm2 trumentó la mitad de las vigas debido a la simetría en cargas, geometría y E#3, fy=4,200 kg/cm2 armados.

As=4#6, fy=4,200 kg/cm2 Además de la instrumentación 25 interna, se colocó instrumentación Espécimen 1 V01-L4G42-EG42 externa para medir el desplazamiento en el centro del claro (nodo de conAs’=2#3, fy=5,600 kg/cm2 trol), el desplazamiento en los puntos E#3, fy=5,600 kg/cm2 de aplicación de las cargas y en los extremos de las vigas para medir la As=4#6, fy=5,600 kg/cm2 rotación de la sección transversal.

25 Las cargas se aplicaron mediante Espécimen 3 V03-L4G56-EG56 dos cilindros de doble acción de 30 toneladas, y para determinar el valor Figura 6. Especímenes de prueba.

As’=2#3, fy=5,600 kg/cm2 50

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

E#3,

fy=5,600 kg/cm2

As=3#6, fy=5,600 kg/cm2 25 Espécimen 2 V02-L3G56-EG53 As’=2#3, fy=5,600 kg/cm2 50

Desplazamientos al centro del claro (mm)

Pruebas experimentales de varilla de alta resistencia

E#3,

fy=4,200 kg/cm2

As=3#6, fy=5,600 kg/cm2 25 Espécimen 4 V04-L4G56-EG42

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27

Pruebas experimentales de varilla de alta resistencia

E#3@15 E#3@20 E#3@15 130 140 130 Figura 7. Refuerzo por cortante.

Tabla 3. Esfuerzos de fluencia y ruptura NMX-B-406Canacero-11

NMX-B-457Canacero-2013

Grado 42 Grado 52 Grado 42 Grado 56 2

Límite de fluencia mínimo Fy (kg/cm )

4,200

5,200

4,200

5,600

Límite de fluencia máximo Fy (kg/cm2)

NA

NA

5,500

6,880

6,300

7,200

5,600

7,030

2

Resistencia a la ruptura mínima Fu (kg/cm )

Tabla 4. Resistencias esperadas y sobrerresistencia Grado 42

Grado 56

Ry

Ru

RSR

Ry

Ru

RSR

Varilla #3

1.24

1.09

1.32

1.08

1.08

1.26

Varilla #6

1.22

1.11

1.36

1.04

1.08

1.31

Tabla 5. Resistencia con valores nominales fy [kg/cm2]

f’c [kg/cm2]

E [kg/cm2]

Mn [t*m]

Me [t*m]

V01-L4G42-EG42

4,200

350

2,000,000 20.276

28.04

1.38

V02-L3G56-EG56

5,600

350

2,000,000 20.276

25.39

1.25

V03-L4G56-EG56

5,600

350

2,000,000 26.450

32.26

1.22

V04-L3G56-EG42

5,600

350

2,000,000 20.276

24.02

1.18

Me/Mn

Tabla 6. Resistencia con valores experimentales fy [kg/cm2]

f’c [kg/cm2]

E [kg/cm2]

Mn [t*m]

Me [t*m]

V01-L4G42-EG42

5,150

365

2,017,831 24.501

28.04

1.14

V02-L3G56-EG56

5,800

395

2,029,389 20.953

25.39

1.21

V03-L4G56-EG56

5,800

395

2,029,389 27.310

32.26

1.18

V04-L3G56-EG42

5,800

395

2,029,389 20.953

24.02

1.15

Me/Mn

Tabla 7. Resistencia con valores experimentales de ruptura

28

fu [kg/cm2]

f’c [kg/cm2]

E [kg/cm2]

Mu [t*m]

Me [t*m]

V01-L4G42-EG42

6,855

365

2,017,831 31.717

28.039

0.88

V02-L3G56-EG56

7,465

395

2,029,389 26.448

25.390

0.96

V03-L4G56-EG56

7,465

395

2,029,389 34.182

32.265

0.94

V04-L3G56-EG42

7,465

395

2,029,389 26.448

24.020

0.91

Me/Mu

Los especímenes reforzados con acero grado 56 tienen un margen de seguridad del orden del 20% de la resistencia.

Al analizar los resultados se puede concluir que la resistencia experimental es mayor que la resistencia teórica calculada con las propiedades experimentales de los materiales (f’c experimental y fy experimental).

Utilizando las propiedades experimentales se obtiene un margen de seguridad más homogéneo entre los especímenes, del orden del 15 por ciento.

El espécimen V01 tiene un valor menor de la resistencia f’c, debido a que fue el primer espécimen que se ensayó.

La diferencia entre las resistencias teóricas y experimentales se debe a que el acero de refuerzo entró en el intervalo del endurecimiento por deformación.

Cuando se analizaron las deformaciones unitarias, se determinó que el acero incursionó en el endurecimiento por deformación, pero no alcanzó la deformación última. En la tabla 5 se muestran los cálculos de la resistencia empleando el valor del esfuerzo último de la gráfica experimental esfuerzo vs. deformación unitaria (figura 1). La resistencia calculada con el esfuerzo último es un límite superior para la resistencia.

La última columna muestra la relación entre el momento calculado experimentalmente y el momento máximo probable. En este caso, el esfuerzo experimental es menor al máximo.

Las vigas de concreto construidas con tres varillas de acero grado 56 tienen el mismo margen de seguridad que una viga construida con cuatro varillas de acero grado 42.

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Pruebas experimentales de varilla de alta resistencia

Cuando se divide la resistencia teórica del espécimen V03 entre la del V01, se obtiene un valor de 1.3, es decir, la viga construida con cuatro varillas de acero grado 56 tiene 30% más resistencia que la construida con cuatro varillas de acero grado 42. Si la división se hace respecto a las resistencias calculadas con las propiedades experimentales de los materiales, se tiene un valor de 1.11, es decir, se tiene 11% más resistencia. Cuando la división se hace respecto a los valores experimentales, se tiene el valor de 1.15, es decir, 15% más resistencia. El contraste entre lo teórico (30%) y lo experimental (15%) se debe a que el acero grado 42 tiene un valor mayor de Ry que el acero grado 56.

Conclusiones El acero de refuerzo de todos los especímenes incursiona en el intervalo del endurecimiento por deformación.

El esfuerzo del acero, cuando ocurre la falla, es mayor que el esfuerzo de fluencia y menor que el esfuerzo último.

Debido a que el experimento se diseñó para que fallara por flexión, el acero de los estribos no fluyó; por lo tanto no se obtuvo ninguna ventaja al usar acero de grado 56.

La degradación de rigidez medida experimentalmente para los valores del estado límite de desplazamientos de las NTC-C 2017 es menor en todos los especímenes, por lo que se concluye que considerar el 50% de la inercia gruesa conduce a resultados adecuados, aunque un poco conservadores.

Los especímenes no están diseñados para disipar energía, pero al calcular la energía histerética disipada se determina que los especímenes diseñados con acero grado 42 y grado 56 disipan valores similares de energía.

El 90% de la energía se disipa durante el ciclo en el que se alcanza por primera vez el valor del desplazamiento objetivo, debido a que la energía se disipa por histéresis, es decir, por daño.

El amortiguamiento viscoso en el intervalo del estado límite de desplazamientos es menor que el 5%, valor que se asume para las estructuras de concreto. Cuando se incrementan los valores del desplazamiento, el amortiguamiento aumenta.

La ductilidad de los especímenes es adecuada, con valor de 5 o mayor; el espécimen con acero grado 42 tiene una ductilidad ligeramente mayor que los construidos con acero grado 56; esto se atribuye a la disminución de la ductilidad en el acero.

Todas las vigas fallaron por aplastamiento del concreto, y lo hicieron ante el mismo incremento de desplazamiento, por lo que se concluye que tienen la misma capacidad de deformación.

El agrietamiento de las vigas inició en el centro del claro y se fue propagando hacia los lados; la mayoría de las grietas se generaron durante el ciclo en el que se alcanza por primera vez el valor del desplazamiento objetivo.

La resistencia experimental de los especímenes es mayor que la resistencia teórica calculada con las propiedades nominales de los materiales, y también es IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 616 febrero de 2021

u Una de las ventajas que motivó este estudio es que, al no tener una reducción importante de la capacidad de deformación, las propiedades mecánicas de un elemento reforzado con 0.75 As grado 56 serán las mismas que un elemento reforzado con As grado 42. Las propiedades mecánicas que se van a comparar son resistencia, rigidez, disipación de energía, ductilidad, amortiguamiento y deformación de falla. mayor que la resistencia calculada con las propiedades experimentales de los materiales.

La seguridad de los especímenes reforzados con tres varillas de acero grado 56 es la misma que la de un espécimen reforzado con cuatro varillas grado 42, de manera que se tiene un ahorro del 25% del acero de refuerzo longitudinal. Considerando el costo de los materiales, el ahorro económico es del 22 por ciento Referencias Arellano Méndez, Eduardo. Informe del comportamiento de vigas de concreto de alta resistencia. Gerdau Corsa. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema?

Escríbanos a ic@heliosmx.org

OBRAS CENTENARIAS

El Palacio de Minería La construcción del Palacio de Minería fue uno de los últimos grandes proyectos ejecutados por la corona española en el actual territorio mexicano. Son contadas las fuentes documentales para conocer su proceso constructivo; en ellas se encuentran apenas algunas referencias acerca de la construcción material del edificio, y en ninguna se detallan las reparaciones que se le hicieron apenas terminado, entre 1816 y 1824; son cuantiosas las obras que se realizaron durante más de dos siglos en este inmueble que hoy podemos admirar.

La construcción del Colegio de Minería comenzó el 22 de marzo de 1797. Ya al realizar la cimentación, el terreno empezó a inundarse; por ello, desde el 24 de marzo (dos días después del inicio de las obras) se encomendó al carpintero flamenco Pedro de la Chaussé y al herrero Antonio Vecino la fabricación de un tornillo de Arquímedes. Este problema continuaría, pues, de febrero a diciembre de 1804, De la Chaussé y Vecino fueron contratados para la construcción de una bomba; aunque no se aclara su uso, el gasto implica que el aparato fue de gran tamaño y capacidad, por lo cual se considera que no pudo haber sido utilizado con otro fin.

Así como era necesario sacar el agua de los cimientos, era menester obtener una merced de agua tanto para las actividades de construcción como para la vida Planta baja del Palacio de Minería en 1841. posterior del colegio.

La primera memoria de obra que se conservó, y que materiales como brea, cera y copal. Al final de cada dice ser continuación de otra que no se ha encontrado, semana se agregaba en los registros la cantidad de comienza el 30 de junio de 1800. tezontle entregado; la piedra se introducía al área de Los materiales usados en el momento, además de obra los sábados, mismo día que se llevaba a cabo el grandes cantidades de cal, fueron cantera (también se apagado de la cal. consigna cantera blanda), chiluca, arena y tezontle. A Para 1801 ya aparecen en la memoria sillares de veces se mencionan tablones de jalocote, cedro y oyaalmohadillado y ménsulas, cuyo labrado final, como mel de escantillón. El 18 de julio se registró por primera era costumbre, se hacía en el sitio de construcción. A la vez cantera labrada en escalones de moldura, piedras entrega semanal de tezontle se agrega una carretada de de tapa, esquinas de pilastra, ingletes, sillares y pies cal. En marzo ya se tienen cornisas enteras de chiluca y derechos de moldura, entre otros; también herramientas gotas de ménsula. Aparecen en ocasiones ladrillos nacomo piquetas calzadas y piquetas aguzadas, y otros ranjados y otros recocidos. Entre junio de 1801 y marzo

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de 1802, son miles los ladrillos y vigas de cedro de escantillón los que se reciben. Las memorias son breves y también se ocupan del aceite de faroles, los veladores y el papel que se requería para continuar los registros.

A partir de abril del mismo 1802 reaparece el tezontle, y así continúan hasta exactamente un año después, en que un carpintero construyó un jacal, al parecer para resguardar algunos materiales.

En mayo de 1803 la obra parece cambiar nuevamente; ya también se encarga tejamanil, arena y chiluca. Un mes después aparecen molduras de cantera. El 25 de junio se menciona por primera vez un área específica del edificio: “43 piedras de cerramiento de la química”, que al parecer se refiere a la bóveda del laboratorio de fundición (actual Salón Bicentenario), localizado en la planta baja al sur del cubo de la escalera.

A mediados de agosto aparecen más molduras de cantera como columna de estrías desbastada, y posteriormente viguería. La cantidad de materiales utilizados aumenta tanto que para noviembre se crea una sección diaria de cantera labrada y madera labrada. En junio de 1804 aparece mencionada una memoria (que por desgracia no se conservó) “de gastos del Altar de mármol que presentó don Manuel Tolsá”. El libro concluye en 15 de julio de 1804. Al final se agregan cuentas individuales por proveedor, de donde sabemos que el maestro cantero en la obra era Claudio Aguilar. Como conclusión, se pueden ver dos etapas constructivas, una en la que se utilizan las molduras de cantera y otra en la que el material principal son los ladrillos; esto último correspondería a la construcción de muros o bóvedas.

Segundo registro El 29 de diciembre de 1806 José Antonio Machón, encargado de la obra, presentó de manera detallada las memorias semanales con los trabajadores y materiales utilizados. Tolsá debía dar el visto bueno en cada una de ellas y al final del año habían de ser revisadas por el fiscal del Tribunal de Minería para su aprobación. La información aquí incluida es bastante más rica, puesto que menciona los distintos tipos de obreros empleados en la obra: 12 sobrestantes que eran de mayor rango y estaban encargados de supervisar a los demás, 42 albañiles, 83 peones y 38 muchachos. Al final se incluyen secciones de cantera en bruto, cantera labrada y materiales sueltos. En la primera ya se mencionan balaustres y pasamanos. Al final de los cuadernos semanales, aparece ocasionalmente la cuenta de las obras de fragua hechas por Joaquín Arroyo. Allí se tiene, por ejemplo, el 23 de enero pernos escamados, clavos grandes, tirantes y pernos, así como una chapa. En marzo 24, la carpintería de De la Chaussé entregó 30 bastidores para las vidrieras de las piezas principales. En octubre de 1807 por primera vez se entregaron florones de cantera. A los obreros se agregaron nueve carpinteros. A finales del año, y continuándose en 1808, volvieron a aparecer grandes cantidades de ladrillos, seguramente para levantar más muros en la planta alta.

u Entre el 19 y el 24 de octubre, el Tribunal pidió a los arquitectos José Gutiérrez y Joaquín Heredia que reconocieran el edificio por dentro y por fuera.

La semana siguiente se enladrillaron los mencionados agujeros y se apuntalaron los ángulos y arcos de la escalera por recomendación de ambos arquitectos. Se continuó la misma operación para los salones del crucero, física, sala y estudio del rector y los arcos de los hornos del laboratorio.

A partir del 5 de septiembre se detiene la sección de cantera labrada; no obstante, la piedra en bruto continúa llegando y la primera vuelve a registrase el 5 de enero de 1809. En los materiales sueltos aparece ya el yeso.

En febrero se pidieron clavos para el estante del Tribunal, es decir, ya se estaba decorando el interior de la sala principal de esa corporación que se encontraba directamente sobre las tres arcadas de la fachada del edificio. Aquí desaparece la cantera en bruto, pues es de suponerse que ya no se necesitaría más, y que la última que había llegado se estaría labrando en el sitio de la obra. Los elementos para interiores continuaron sucediéndose.

En agosto se agregaron los caños de plomo “del buque de naranja, largo de 3 varas” para desagüe pluvial.

En septiembre bajó la actividad y cantidad de obreros. Al parecer la obra mayor ya había terminado y únicamente se estaban ultimando detalles, como lo demuestra la compra de bisagras y puertas.

El avance es evidente hacia 1811; el 28 de marzo las autoridades del tribunal visitaron el edificio y exigieron su pronto acondicionamiento para que pudiera ser ocupado, tanto por ellas como por el colegio y por los inquilinos de las accesorias.

Al leer los documentos resulta muy notorio el deterioro que el edificio fue sufriendo mientras se construía, y que se puso de manifiesto una vez concluido, por lo que el director del colegio, Fausto de Elhuyar, emitió el siguiente informe el 30 de septiembre de 1813: “Entre las cuarteaduras que a causa de la flojedad del terreno sobre que está edificado este seminario se han manifestado en varios de sus arcos y paredes, y todavía siguen en su progreso, se ha hecho terrible por la ruina que amenaza la de uno de los ángulos de la escalera principal sobre cuyas columnas descansa el artesonado que la cubre.”

El 3 de diciembre de ese año, Tolsá declaró: “Consecuente con lo dispuesto por V.S. y decreto que antecede, he reconocido las cuarteaduras que por efecto de un terreno tan falso han aparecido en algunas partes del nuevo colegio, particularmente en el centro, que es donde está situada la escalera, la que se ha sumido más de tres cuartas [63 cm] del nivel en que se construyó. ”En el lado del oriente, con motivo de cargar allí las gruesas paredes del salón general en donde ha hecho

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ya muestran algunos cambios a la estructura original y el apuntalamiento de la escalera principal.

Reparaciones 1818 a 1824 Para 1818 comienza una serie documental con las rayas de las reparaciones. Al parecer las obras se iniciaron en forma en esa fecha y no antes, muy probablemente por los problemas de solvencia del Tribunal de Minería, que había dado grandes cantidades de dinero a la Corona. Entre estos documentos no hay uno que aclare el plan de trabajo ni el constructor que las dirigió.

Fachada principal del edificio. La Escuela Nacional de Ingenieros funcionó, En 23 de febrero se quitó el cielo con ese nombre, de 1867 a 1910. raso del salón de dibujo para reconocer sus maderas, que tuvieron que su mayor estrago, y para su composición será preciso ser remplazadas (más de la mitad del techo) dos meses deshacer dos o tres arcos que descansan sobre las después por una bóveda de ladrillo grueso. Se continuó columnas y volverlos a formar, destechando la parte del con la cañería descendente del callejón de la Condesa, corredor que forma entre la caja de la escalera y salón que pasaba encima de unas cuarteaduras de los dorgeneral en el ángulo de la capilla que cae al poniente mitorios. El 18 de mayo “se enladrillaron varios pedazos contiguo a la escalera. También necesita una composide consideración en las azoteas de mineralogía, física y ción seria por ser allí el terreno sumamente débil como salón del crucero, todos amenazando a ruina”. En junio se indicó cuando las paredes no tenían aún cinco varas se valoró el estado de la bóveda del laboratorio –esto de altura. En la bóveda del corredor a la entrada del en la planta baja–, y fue apuntalada para arreglarla. patio principal, hay que cogerle otra cuarteadora que le Adicionalmente se intentó reparar muchas goteras en coge a lo largo con obras varias distribuidas en varios los artesones de la capilla, escalera y salón de actos. En parajes que aunque no del riesgo de la escalera, deben agosto “se doblan puntales” en la escalera y “se apuntacomponerse. la la mineralogía y ambos lados del salón del crucero por ”La composición de dicha escalera es muy urgente amenazar ruina”. Se revisa una cuarteadura que parte aunque no tanto que no pueda esperarse a que la cal de los cimientos hasta la capilla; se siguieron amarrando baje de su excesivo precio que siempre debe hacerse grietas en la planta alta a lo largo de septiembre. En ese antes de la temporada de lluvias, y para que la composimes “se muda la librería y se descombra el material de un ción de esta y demás precisos reparos, es indispensable pedazo de techo que se cayó”. A lo largo de octubre se el gasto cuando menos de tres mil pesos, que es cuanto produjeron “muchos agujeros en ambos lados de todas comprendo en el particular.” las azoteas”, es decir, hubo derrumbes considerables.

No existen mayores detalles de los trabajos, porque Este momento es sin duda el primero de muchos en que el expediente respectivo a la restauración conservado en el edificio podría haber desaparecido. el Acervo Histórico del Palacio de Minería únicamente es Entre el 19 y el 24 de octubre, el Tribunal pidió a los un informe contable de las obras que se llevaron a cabo. arquitectos José Gutiérrez y Joaquín Heredia que recoPara 1816 hay un cuaderno de obras en que se nocieran el edificio por dentro y por fuera. La semana reseñan apenas unas cuantas reparaciones en la azosiguiente se enladrillaron los mencionados agujeros y tea y otras modificaciones del edificio. El 12 de febrero se apuntalaron los ángulos y arcos de la escalera por comenzaron las obras con el desazolve de las atarjeas recomendación de ambos arquitectos. Se continuó la interiores y exteriores. En abril, al modificar las tuberías, misma operación para los salones del crucero, física, tuvieron que corregir el enladrillado de algunas partes de sala y estudio del rector y los arcos de los hornos del la azotea, que estaban casi destruidas. En junio se abrielaboratorio. Así pues, varias personas describieron el ron una nueva puerta y una alacena para el laboratorio edificio en la década de 1820 como que “amenazaba de fundición. El 1 de julio se concluyó “para comenzar ruina”. Las obras practicadas dejan claro que no era una a apuntalar el salón del crucero principal”. El día 8 se exageración. Hubo reparaciones en ambos niveles del iniciaron las obras para “agregar a la accesoria primera edificio y el área central de la escalera estuvo apuntalada del callejón de Betlemitas” una recámara. La memoria durante meses. concluye el 10 de agosto, y al año siguiente parece que Al iniciar 1819 se apuntalaron los dos primeros arcos no hubo actividad. No obstante, estas primeras obras del laboratorio y se amarraron algunas cuarteaduras en

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las habitaciones del director. En marzo se siguió con el tercer arco del laboratorio de fundición y se comenzó con los costados de la escalera. El mismo mes se realizaban obras en la biblioteca, que se hallaba entonces en un lugar indeterminado de la planta alta. Primero se “destecha la librería para hacerlo de nuevo”, luego “se suben a la azotea la viguería, ladrillos para comenzar a techar”. En los últimos días del mes y comienzos de abril, “se concluye el techo […], se pica el enladrillado y se comienza la torta de tezontlale”. Para esto último, se utilizaron 78 cargas de arena, cuatro de tezontlale, un cañón de plomo para alcantarillado y dos raciones de zulaque. El 24 de abril se colocaban la estantería y los libros, y se comenzaba a doblar puntales en la sala de mineralogía. La última semana del mes, “se determina hacer pozo y pileta en los entresuelos de la casa grande, y se echan algunos pedazos de torta de tezontlale en las azoteas para dar conductos a las aguas”. En mayo se sube el nivel del patio principal. Después de varias composturas de la azotea, a mediados de junio “se cogen las goteras en el artesón del salón de actos, haciéndose de nuevo los bordes de los chiflones”. La semana siguiente siguieron con la escalera y la capilla.

En julio se abrieron nuevos conductos para drenar los balcones de Betlemitas y Tacuba.

También en julio se amarraron y enladrillaron grietas que continuaban formándose en la azotea. Concluyeron las obras en octubre y se retomaron en abril de 1820 destechando y enladrillando la azotea de la Sala de Mineralogía; terminaron a finales de junio. Se continuó en la escalera, y en julio se puso el yeso del cielo raso de Mineralogía. El resto del año se amarraron cuarteaduras en la capilla y las habitaciones del director. Se arregló el cielo raso de una viga vencida en un área no especificada.

El año de 1821 comenzó con muy poca actividad; apenas cuatro operarios trabajaban en la obra y hacían pequeños trabajos de yesería; las memorias presentan muy pocos detalles. Entre lo que se destaca está la vista y reconocimiento que Joaquín Heredia hizo del apuntalamiento a mediados de marzo. Se registraron apenas algunos trabajos en las accesorias, cambios de chapas y el amarre de algunas grietas.

En 1822, de enero a marzo, 20 operarios trabajaban con cuerda y jarcia sin aclarar cuál era su fin. Destaca en la semana del 27 de abril el gasto “por quitar de la portada las armas de España”; ya para entonces el director del Tribunal de Minería, Fausto de Elhuyar, había regresado a Madrid, y aunque el tribunal existiría todavía cuatro años más, estaba entrando en una etapa de renovación.

La división del trabajo estaba ahora en operarios, andamieros, peones y atecas. En marzo de 1823 se construyó un torno y posteriormente se compraron materiales para seguir sustituyendo techos: tezontlale, viguería, zulaque para las cañerías, etcétera. La semana del 28 de junio de 1824 se comenzó la remoción de los andamios de la escalera, es decir, probablemente estuvieron allí ocho

años de los 11 que tenía concluido el edificio. En julio se inició el techado “de la sala frente a San Andrés y entresuelos a Betlemitas”. En septiembre se terminó la sala y se continuó con el crucero. Para noviembre ya se estaban amarrando las cuarteaduras y se blanquearon las vigas. Finalmente, en diciembre “concluye la obra con el fregado del salón y remiendos”.

Nueva etapa de reparaciones El fin de la primera etapa de reparaciones se dio en ese año de 1824 debido a los pocos recursos disponibles en la joven nación y a la posterior disolución del Tribunal de Minería en 1826, puesto que los derrumbes continuaron después de esta fecha.

Los deterioros del edificio siguieron y se registraron algunos derrumbes. Ello originó una nueva etapa de reparaciones. Las obras habrían comenzado en 1833, pero no hay documentación de 1832 y principios de 1833 que den la fecha exacta. Al parecer, para iniciar los cursos de 1834, ya como Tercer Establecimiento de Ciencias Físicas y Matemáticas, los alumnos se movieron a la casa de Iturbide (actual calle de Francisco I. Madero) mientras estaba el periodo más intensivo de las obras.

Se presentaron varios presupuestos para la compostura, pero se eligió la del arquitecto francés Antonio Villard, quien desmontó la planta alta y colocó en el patio todas las columnas para volver a montarlas en su lugar, sin perder ni una sola pieza. El relato original pertenece a Manuel Ruiz de Tejada, quien, como alumno de la primera generación del colegio y luego profesor, tuvo la oportunidad de observar todo el proceso de construcción y restauración. Villard también agregó contrafuertes en los patios del ala sur (llamados actualmente de la Fuente y la Autonomía) para contrarrestar el hundimiento de la parte central correspondiente a la escalera principal y capilla, que ya había sido identificado por Tolsá 20 años antes.

Del 20 al 26 de agosto de 1835 se solicitó el entarimado del refectorio (actualmente biblioteca Antonio M. Anza) en razón de ser “el único local que debe habilitarse para los exámenes públicos de los alumnos”.

El 17 de junio de 1839 regresaron los alumnos de la casa de Iturbide a su sede en la calle de Tacuba. No obstante, las obras no habían concluido; el Observatorio Astronómico (torreón) había quedado inconcluso y carecía de escalera, así que ni siquiera existía modo de

u El año de 1821 comenzó con muy poca actividad; apenas cuatro operarios trabajaban en la obra y hacían pequeños trabajos de yesería; las memorias presentan muy pocos detalles. Entre lo que se destaca está la vista y reconocimiento que Joaquín Heredia hizo del apuntalamiento a mediados de marzo. Se registraron apenas algunos trabajos en las accesorias, cambios de chapas y el amarre de algunas grietas.

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Escalinata principal.

u De 1860 a 1900, el edificio fue objeto de una serie de modificaciones que respondieron principalmente a la necesidad de adecuar sus espacios a nuevos usos. En estos años, los ingenieros Eleuterio Méndez, Francisco Serrano y Antonio M. Anza, profesores de la institución, participaron con el arquitecto Villard en las adecuaciones y adendas; para entonces, el colegio se había convertido en la Escuela Nacional de Ingenieros acceder a él en la azotea. Para 1840, Villard realizó un presupuesto en el que incluía la escalera que habría de conducir a la azotea desde la planta baja. Villard estuvo al frente de las obras durante 33 años (1827-1860), lo que a la postre garantizó su preservación: cambió bóvedas de los pasillos por viguería (techumbre plana); sustituyó la bóveda de la escalera principal por una estructura de madera; desmontó columnas y arcos para corregir las afectaciones, y subió el nivel del piso del patio central.

Debe también reconocerse al arquitecto Villard Olea la autoría de los planos más antiguos que se

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conservan del edificio, pues los originales, trazados por Tolsá, no se han localizado.

En la siguiente etapa, que va de 1860 a 1900, el edificio fue objeto de una serie de modificaciones que respondieron principalmente a la necesidad de adecuar sus espacios a nuevos usos. En estos años, los ingenieros Eleuterio Méndez, Francisco Serrano y Antonio M. Anza, profesores de la institución, participaron con el arquitecto Villard en las adecuaciones y adendas; para entonces, el colegio se había convertido en la Escuela Nacional de Ingenieros (1857), en la que, desde 1867, se había abierto la carrera de ingeniero civil. Este hecho, aunado al desarrollo de nuevas tecnologías, demandó áreas para la instalación de maquinaria y material de ensaye, lo que llevó a reformar el espacio originalmente ocupado por el comedor y la cocina del antiguo Colegio de Minería, donde se situó el Laboratorio de Química (1879) y, más tarde, el de Resistencia de Materiales (1892), en los que los ingenieros pondrían a prueba materiales y sistemas constructivos nuevos, como el concreto armado y las estructuras de hierro. A lo largo de este periodo, la Escuela Nacional de Ingenieros se vio confinada a una parte del edificio, mientras que en el ala oriente, en lo que fuera la casa del director del colegio y parte de las accesorias en arrendamiento, se hicieron obras para albergar al Ministerio de Fomento.

Fue necesario emprender obras de consideración para que el ministerio quedara adecuadamente instalado y con la amplitud necesaria. Por esas mismas fechas, el edificio alojó provisionalmente una escuela primaria de niñas, la Sociedad Agrícola y –cuando la primaria se trasladó a otro local– la Escuela Nacional de Jurisprudencia. Asimismo, entre 1909 y 1911 –muy poco antes de que comenzara la revolución–, el salón de actos del Palacio fue sede de la Cámara de Diputados, debido a que el 23 de marzo de 1909 se incendió el recinto donde deliberaban los legisladores.

El problema estructural que lo aquejó desde sus inicios no desaparecería hasta aplicarse la mecánica de suelos o geotecnia, en las obras de intervención completa realizadas entre 1970 y 1976.

Las últimas intervenciones En 1964, ante la inminencia del derrumbe de algunas partes del edificio, la Sociedad de Ex Alumnos de la

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Facultad de Ingeniería (SEFI) se planteó como objetivo su restauración. Se obtuvieron donativos que sirvieron para reestructurar las zonas más dañadas y apuntalar otras, así como para mejorar ligeramente el sistema de drenaje, pero no fue hasta 1971 que se emprendió formalmente la tarea, que culminó en agosto de 1976. Para ello se integró el Patronato de Restauración del Palacio de Minería, asesorado por el Comité de Restauración; simultáneamente, se creó en la Facultad de Ingeniería el Centro de Educación Continua, la mejor escuela de actualización de los conocimientos de ingeniería del país, y se instaló en el Palacio de Minería.

El trabajo se dividió en tres etapas: 1) reestructuración total del inmueble para darle absoluta seguridad; 2) restauración apegándose a la planeación arquitectónica original de Manuel Tolsá; 3) reacondicionamiento del edificio para poder aprovechar sus espacios de acuerdo con el plan de trabajo de la Facultad de Ingeniería.

Al desarrollar el programa de reestructuración, particularmente en la planta baja donde se abatieron los niveles para restablecer los originales, se recuperaron nuevas áreas, muchas de ellas desconocidas para las generaciones de la época: se eliminaron pólipos, es decir, cuerpos sobrepuestos que habían sido añadidos, y en una gran zona del cuerpo poniente se rehicieron los entrepisos del primer nivel, que habían sido demolidos. Al bajarse los niveles, tanto la fachada del edificio como sus patios interiores recuperaron las adecuadas proporciones arquitectónicas con que se habían diseñado.

Patrimonio cultural Hoy en día, el Palacio de Minería forma parte del patrimonio de la UNAM. En él se desarrollan diplomados, conferencias y conciertos, entre otras actividades; es sede también del museo Manuel Tolsá, de la librería Justo Sierra, del acervo histórico de la Facultad de Ingeniería, del Centro de Información y Documentación Ingeniero Bruno Mascanzoni y de diferentes agrupaciones gremiales, como la SEFI, el Colegio de Ingenieros Petroleros de México y la Academia Mexicana de Ingeniería. Además, cada año se desarrolla en sus instalaciones la Feria Internacional del Libro del Palacio de Minería Elaborado por Helios Comunicación con base en las siguientes fuentes: Francisco Omar Escamilla González, El edificio, apenas concluido, comenzó a deteriorarse: las memorias de construcción y reparación del Colegio de Minería, 1797-1824. Boletín de Monumentos Históricos, segunda época, núm. 22, INAH, mayo-agosto de 2011, pp. 132-156.

Guadalupe de la Torre Villalpando, 200 años del Palacio de Minería: su historia a partir de fuentes documentales, Intervención, año 6, núm. 11, junio de 2015, pp. 83-88. palaciomineria.unam.mx/historia/restauracion.php Sociedad de Exalumnos de la Facultad de Ingeniería, SEFI (1988). El Palacio de Minería. México: UNAM. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema?

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Un tablero como espejo

Gambito de dama Dirección: Scott Frank Netflix Deporte y ciencia, arte y juego: la intensidad de un torneo de ajedrez se expone de forma extraordinaria en esta serie de siete episodios presentada por Netflix.

La historia sigue a la protagonista, que se enfrenta no sólo a sus rivales en el tablero, sino también a sus propios fantasmas entre los asaltos de la caballería, el desplome de castillos, las cargadas de infantería y los destronamientos.

En el mundo del ajedrez, la protagonista hace gala de una mente brillante, pero en su vida personal priman la soledad y la inestabilidad emocional. Su talento viene acompañado de ello y de la constante lucha por dejar de lado las expectativas de otras personas.

Gambito de dama está basada en la novela homónima (1983) de Walter Tevis, que se desarrolla en el periodo de la Guerra fría; este tema acompaña la trama sin maniqueísmos que deslucirían la brillante dirección

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ALREDEDOR DEL MUNDO

La ingeniería al servicio de la seguridad El cambio de revestimientos inflamables en Victoria, Australia

Ante la crisis causada por los revestimientos inflamables de cientos de edificios en el estado de Victoria, Australia, el gobierno local ha emprendido un ambicioso proyecto para garantizar la seguridad de los ciudadanos. Cambiar el revestimiento de un inmueble es un proceso muy complejo que requiere varios pasos: sólo después de una serie de inspecciones y pruebas, puede aplicarse la ingeniería de seguridad contra incendios y diseñarse el trabajo de rehabilitación.

Complejidad del proceso Cambiar el revestimiento de un edificio es un proceso complejo y difícil, ya que cada edificio requiere una solución particular de acuerdo con sus dimensiones y especificidades. En muchos de los inmuebles afectados es necesario retirar el revestimiento para garantizar la seguridad, pero en otros no. En el caso de Victoria, está siendo un proceso tardado, debido sobre todo al tamaño y número de los edificios y a la naturaleza de las obras que se llevan a cabo.

LENNY K PHOTOGRAPHY / FLICKR

En el estado de Victoria, Australia, hay edificios (alrededor de 500) cuyo revestimiento contiene materiales inflamables. Esta situación fue la causa de dos incendios en la ciudad de Melbourne durante la década pasada –ambos provocados por cigarros que no se apagaron correctamente–: el del edificio Lacrosse, el 25 de noviembre de 2014, y el del edificio Neo200, el 4 de febrero de 2019. Es por ello que el gobierno local ha decidido invertir 600 millones de dólares australianos en cambiar los revestimientos y volver seguros estos inmuebles.

Vista panorámica de la ciudad de Melbourne.

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Incendio del edificio Lacrosse, el 25 de noviembre de 2014.

A menudo, los propietarios de un edificio son numerosos y no están preparados para procesos de construcción complejos y de gran escala, razón por la que es difícil para muchas asociaciones de propietarios tomar decisiones rápidas al respecto. En muchos casos también hay dificultad para financiar las obras, sin contar que la documentación del momento en que se construyó puede no estar disponible o no ser precisa. Asimismo, en algunos casos llega a ser necesario reasentar a los habitantes para que se lleven a cabo las obras.

La cantidad de trabajo requerido también representa un desafío, y es necesario gestionar la disponibilidad y verificar la capacidad de trabajadores y contratistas. La administración y la logística del proyecto –e incluso algo en apariencia tan simple como facilitar el acceso– pueden resultar, igualmente, tareas demandantes para las asociaciones de propietarios, sobre todo cuando deben atenderse varios trabajos al mismo tiempo.

Por todas estas razones, el gobierno de Victoria consideró que la mejor solución era intervenir directamente, ayudando a los propietarios tanto con el financiamiento como con la coordinación.

Principios del proceso Ante todo, las autoridades de Victoria han priorizado la seguridad de las personas que ocupan los edificios. Por ello, desde que se emitió un informe provisional, el eje de la actividad ha consistido en la identificación y evaluación de riesgos en los edificios con revestimiento inflamable, lo cual tiene el propósito de asegurar que, en todos los lugares donde sea posible, se garantice que los residentes puedan permanecer en sus hogares. Una vez que se ha identificado y evaluado un número significativo de edificios, el siguiente paso es garantizar que éstos efectivamente puedan cambiarse. De acuerdo con las autoridades, debe cumplirse con los siguientes puntos: • Enfoque basado en los riesgos. Esto implica que los edificios deben clasificarse según el riesgo, con el propósito de que aquellos que se encuentran en mayor peligro se rectifiquen primero, lo cual reduce los riesgos para los residentes y para la comunidad en general.

• Estandarización adecuada. El cambio a largo plazo debe reducir considerablemente el nivel de riesgo de los edificios, así que la estandarización adecuada tiene que determinarse de acuerdo con los requerimientos de desempeño establecidos en el Código Nacional de Construcción.

• Rentabilidad. Dada la cantidad de obras, se corre el riesgo de que los precios aumenten y las asociaciones de propietarios no puedan costearlos.

• Molestias mínimas para ocupantes y propietarios.

Quienes poseen o habitan los edificios en que se han identificado revestimientos inflamables se encuentran ya bajo un alto nivel de estrés, por lo que es de suma importancia que el cambio de revestimiento no provoque aun más molestias.

Puesto que el cambio de revestimientos combustibles en edificios debe cumplir con los requerimientos del Código Nacional de Construcción, variará de un caso a otro: desde la sustitución completa de todos los revestimientos combustibles hasta la desatención absoluta (en los edificios considerados como de riesgo aceptable).

Si algún edificio retiene revestimiento combustible, es necesario que la Junta de Apelaciones de la Construcción apruebe una solución de ejecución aceptable. En estos casos, el enfoque debe considerar los riesgos y dar prioridad a las obras basadas en ellos.

Primer paso: inspección El primer paso para asegurar un edificio es inspeccionarlo. Una inspección implica, en primer lugar, revisar toda la documentación del edificio: los planos de construcción, la información sobre el mantenimiento de la fachada, todos los manuales y garantías, así como cualquier informe de seguridad contra incendios y las declaraciones anuales al respecto. También se registran las dimensiones y ubicación del revestimiento, la presencia de artefactos para controlar el fuego (como rociadores) y los riesgos (por ejemplo, las fuentes de ignición y su proximidad a las escaleras de emergencia).

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La ingeniería al servicio de la seguridad

Incendio del edificio Neo200, el 4 de febrero de 2019.

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La ingeniería al servicio de la seguridad

u Puesto que el cambio de revestimientos combustibles en edificios debe cumplir con los requerimientos del Código Nacional de Construcción podría variar según el caso: desde la sustitución completa de los revestimientos combustibles hasta la desatención absoluta. Si algún edificio retiene revestimiento combustible, es necesario que la Junta de Apelaciones de la Construcción apruebe una solución de ejecución aceptable. El enfoque debe considerar los riesgos.

A continuación, se lleva a cabo una inspección física del edificio para confirmar e identificar el revestimiento, ya que, aunque útil, la documentación no siempre es correcta. Todos los paneles compuestos de aluminio que se identifiquen deben analizarse a profundidad para determinar su tipo de núcleo y, si es posible, su procedencia. En general, hay dos maneras de hacer esto: la extracción de un panel (uno por cada tipo de revestimiento identificado) para revelar los detalles de fabricación, impresos en su superficie trasera, y la extracción de pequeñas muestras para pruebas de laboratorio.

La remoción de paneles puede ser costosa, laboriosa y, si no existe un etiquetado en la parte posterior del panel, infructuosa. La segunda opción es más sencilla y económica. Se toman muestras de cada tipo de revestimiento identificado para llevarse al laboratorio, generalmente como núcleos de una pulgada hechos con una sierra. También deben tomarse muestras de todos los materiales aislantes o sarking asociados al sistema de revestimiento, y deben registrarse todos los detalles relacionados con la fijación del panel y el tratamiento del núcleo expuesto (ya sea que tenga los bordes expuestos o doblados). Las cámaras endoscópicas pueden ser muy útiles en este proceso.

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Segundo paso: prueba Cuando se ha llevado a cabo la remoción de paneles y este proceso ha sido fructífero porque se han identificado los detalles de fabricación, es posible que no se requieran pruebas. En todos los otros casos, el segundo paso es analizar las muestras recuperadas.

Independientemente de quién realice la prueba, todos los procedimientos de prueba deben tener como objetivo identificar la naturaleza y los porcentajes tanto del relleno como del polímero. Hay tres tipos de pruebas: de densidad, de llama y de laboratorio.

Las pruebas de densidad suelen ser útiles para confirmar una identificación visual, ya que la densidad de un material es una propiedad física fija. Por ejemplo, la densidad de los núcleos retardadores de fuego fabri-

El aluminio es un metal altamente inflamable muy común en los revestimientos de edificios.

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cados con trihidrato de aluminio nunca puede ser menor de ~1.6 veces la densidad de los núcleos fabricados con polietileno. Esto se debe tanto a la mayor densidad como a la carga del mineral en relación con el polímero. Asimismo, las propiedades físicas, como la apariencia visual, pueden ser un buen indicador del tipo de núcleo. Las superficies homogéneas de color negro azabache suelen indicar polietileno, en tanto que los núcleos blancos o grises con una obvia apariencia arenosa (heterogénea) están típicamente asociados con núcleos retardadores de fuego. Sin embargo, en aproximadamente el 10% de los casos, el color del núcleo no tiene relación con el tipo de núcleo.

El segundo tipo de prueba es la de llama. La aplicación de una llama al núcleo interno del panel ofrece una rápida indicación cualitativa del tipo de núcleo. Los núcleos fenólicos se carbonizan y no se derriten, en tanto que los de polietileno se encienden rápidamente y arden incluso después de retirar la llama (a menudo con pequeñas gotas en llamas). Por su parte, el polietileno retardador de fuego se enciende con dificultad, luego se hincha y genera espuma mientras se aplique la llama.

Por lo general, en todos los núcleos se extinguirá el fuego a los pocos segundos de que se elimine la llama.

El tercer tipo de prueba es la caracterización de laboratorio, que es forzosa para confirmar el tipo de núcleo y su composición química. La suma de las tres pruebas proporciona la información necesaria para identificar los tipos y porcentajes de los componentes del núcleo con un alto grado de precisión. La espectroscopía infrarroja puede confirmar tanto el tipo de polímero como el relleno orgánico. La incineración revela el porcentaje de plástico de la muestra (en este proceso se quema la muestra y se pesa la materia inorgánica restante). Finalmente, la fluorescencia de rayos X brinda el valor exacto de las proporciones de cada uno de los diferentes minerales orgánicos en el núcleo. Cada método tiene ventajas y desventajas, y es posible que se requieran pruebas adicionales en casos complejos.

Tercer paso: ingeniería de seguridad contra incendios Una vez que se han identificado las dimensiones y ubicación del revestimiento, así como los componen-

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tes del núcleo, el siguiente paso consiste en enviar toda la información a un ingeniero de seguridad contra incendios. Éste tiene la capacidad de evaluar toda la información recopilada y de asignar un nivel de riesgo a cada instalación individual (bajo, moderado o alto). Por lo general, las instalaciones de bajo riesgo pueden permanecer sin intervención. Por su parte, las instalaciones de riesgo moderado suelen sólo requerir algunas medidas adicionales, como la adopción de más rociadores o reubicación de posibles fuentes de ignición. Finalmente, las instalaciones de riesgo alto habrán de ser retiradas con mucha probabilidad.

Es importante advertir que estas recomendaciones son independientes de la legislación estatal. De esta manera, puede darse el caso de que un revestimiento con riesgo bajo o moderado por su ubicación tenga que ser retirado porque contiene material prohibido por la ley. Por ejemplo, los productos con más de 30% de polietileno ya están prohibidos en Victoria y Nueva Gales del Sur, y es probable que esta prohibición trascienda a toda Australia.

Cuarto paso: diseño del trabajo de rehabilitación El revestimiento inflamable que habrá de retirarse debe ser reemplazado por una alternativa compatible, la cual es relativamente fácil de encontrar, aunque es inevitable que haya mínimas variaciones en el color o cambios en la apariencia. Por ejemplo, las ondulaciones en la superficie son un riesgo en láminas metálicas de calibre delgado (3 mm o menos), algo que no ocurre con el aluminio.

En general, hay varios revestimientos no inflamables fácilmente conseguibles que pueden funcionar, pero que acaso no cumplan con las necesidades estéticas.

Sin embargo, un buen ingeniero de fachadas puede asesorar a los propietarios de los inmuebles afectados respecto a las mejores opciones.

Debe considerarse también que cambiar el revestimiento de un edificio puede afectar sus condiciones térmicas y acústicas, así como su resistencia al clima.

No obstante, el ingeniero de fachadas debe proponer una metodología que supere estos obstáculos. Si se considera necesario, empero, reemplazar los materiales aislantes, los forros y la estructura de soporte, el proceso será más complejo y costoso.

u Por lo general, las instalaciones de bajo riesgo pueden permanecer sin intervención. Por su parte, las instalaciones de riesgo moderado suelen sólo requerir algunas medidas adicionales como implementación de más rociadores o reubicación de posibles fuentes de ignición. Finalmente, las instalaciones de riesgo alto habrán de ser retiradas con mucha probabilidad. Es importante advertir que estas recomendaciones son independientes de la legislación estatal.

XU YANG

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El polietileno retardador de fuego se enciende con dificultad, luego se hincha y genera espuma mientras se aplica la llama.

Cualquiera que sea la situación, sólo un ingeniero competente puede garantizar que el revestimiento sustituto se instalará convenientemente, sobre todo si el edificio está siendo habitado. Asimismo, el éxito del proceso dependerá en gran medida de los profesionales responsables del diseño, quienes se encargarán de elaborar los planos para la licitación. Últimos pasos: licitación, implementación y resolución Los últimos pasos consisten en asignar las obras a contratistas debidamente calificados. Es recomendable que el ingeniero de fachadas o un director de proyecto actúe como mediador entre el contratista y el propietario. En la ejecución de las obras, pues, suelen participar varios profesionales: entre éstos el representante de los propietarios, el ingeniero de fachadas, el director de proyecto y el contratista. En los proyectos grandes o complejos, es recomendable contar con un gerente de proyecto especializado, que entienda las dificultades específicas del revestimiento de edificios operativos.

Una vez remplazado el revestimiento inflamable, los propietarios podrán respirar tranquilos. El proceso puede ser abrumador al principio, además de que no es barato, y pueden sobrevenir contratiempos, pero sin lugar a dudas es la mejor solución

Elaborado por Helios Comunicación con base en las siguientes fuentes: Facility Management (2019, 16 de julio). A building owners’ guide to flammable cladding. https://www.fmmedia.com.au/sectors/a-building-owners-guide-to-flammable-cladding/ Victoria State Government (2019). Victorian Cladding Taskforce: Report from the Co-Chairs. https://www.planning.vic.gov.au/__data/assets/pdf_file/0019/426034/DELWP0124_Victorian_Cladding_Taskforce_Final_Report_July_2019_v9.pdf ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema?

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Abril 12 al 16 XXIX Congreso Latinoamericano de Hidráulica y XXVI Congreso Nacional de Hidráulica Asociación Internacional de Ingeniería e Investigación Hidroambiental y Asociación Mexicana de Hidráulica Acapulco, México amh.org.mx Abril 27 al 30 XX Congreso Brasileño de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica Asociación Brasileña de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica Campinas, Brasil cobramseg2020.com.br

La corte de los ilusos Rosal Beltrán Planeta, 1995 Es ésta una tragicomedia de una etapa de la historia mexicana, el relato de un hombre que luchó para independizarse de los colonizadores y terminó recreando su propia corte estilo europeo.

En este libro, editado por vez primera hace 25 años, la autora echa mano de datos recogidos en archivos y bibliotecas para reinventar la vida del primer emperador mexicano, Agustín de Iturbide, desde su coronación hasta su muerte por fusilamiento; construye el retrato del libertador recurriendo principalmente a miradas femeninas: la costurera parisina madame Henriette; la “princesa” Nicolasa, hermana del emperador, ninfómana y cleptómana; la güera Rodríguez, su amante, y Ana María Huarte, su esposa.

El lector atestigua en estas páginas cómo el personaje transita de ser un emperador fuerte y varonil a un frágil hombre que, obligado a exiliarse en Italia, decide volver a México a pesar de saber que lo fusilarán si lo descubren, cosa que ocurre de inmediato

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