Revista IC 634 Septiembre 2022

Espacio del lector

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

Dirección General Ascensión Medina Nieves

Consejo Editorial del CICM Presidente Jorge Serra Moreno VicePresidente Alejandro Vázquez López consejeros

Felipe Ignacio Arreguín Cortés Enrique Baena Ordaz Luis Fernando Castrellón Terán Esteban Figueroa Palacios Carlos Alfonso Herrera Anda Mauricio Jessurun Solomou Manuel Jesús Mendoza López Luis Montañez Cartaxo

Juan José Orozco y Orozco

Javier Ramírez Otero Óscar Solís Yépez Óscar Valle Molina

Alejandro Vázquez Vera Miguel Ángel Vergara Sánchez

Dirección ejecutiva Daniel N. Moser da Silva

Dirección editorial Alicia Martínez Bravo

Coordinación de contenidos Teresa Martínez Bravo Diseño Diego Meza Segura Dirección comercial Daniel N. Moser da Silva

Comercialización Laura Torres Cobos

Dirección operativa Alicia Martínez Bravo

Realización

634, septiembre de 2022, es una publicación mensual editada por el Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C. Camino a Santa Teresa nú mero 187, colonia Parques del Pedregal, alcaldía Tlalpan, C.P. 14010, Ciudad de México. 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: Ediciones de la Sierra Madre, S.A. de C.V., 8 de Septiembre 42-2, col. Daniel Garza, alcaldía Miguel Hidalgo, CP 11830, Ciudad de México. Este número se terminó de imprimir el 31 de agosto de 2022, con un tiraje de 4,000 ejemplares.

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

Los textos publicados, no así los materiales gráficos, pueden reproducirse total o parcial mente siempre y cuando se cite la revista IC Ingeniería Civil como fuente.

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Mensaje del presidente

Minimizar impacto sísmico

Todos sabemos que la mayor parte del territorio mexicano está expuesto a movimientos telúricos de diferentes magnitudes y con distintos epicentros, y que los sismos ocurren diariamente, pero los más de ellos son imperceptibles o no generan mayores consecuencias.

Por las características especiales de sus suelos, la Ciudad de México está particularmente expuesta a consecuencias negativas cuando es afectada por los movimientos sísmicos, aun cuando el epicentro no se encuentre en su territorio.

Desde la trágica experiencia de septiembre de 1985, cuando hubo multimillonarios daños materiales y el fallecimiento de miles de personas, las autoridades y los especialistas de diversas disciplinas vinculadas al fenómeno sísmico han elaborado y actualizado periódicamente los regla mentos de construcción con la finalidad de evitar, o al menos minimizar, los daños materiales y la pérdida de vidas humanas.

En la Ciudad de México existen más de 2 millones de edificaciones que han sido construidas en diferentes periodos, y por ello han debido cumplir con distintas versiones del reglamento de construcciones.

El verificar que todas las edificaciones cumplan con los requisitos que impone la normativa es una prioridad, así como atender las actualizacio nes de los reglamentos, más allá de la obligatoriedad o no de hacerlo.

Con el propósito de evitar o minimizar las pérdidas materiales y de vidas humanas, cada nuevo sismo de magnitud relevante es una oportunidad para revisar y reforzar las estructuras que lo requieran. Las autoridades se ocupan de escuelas, hospitales y demás edificaciones de servicio público, pero las construcciones habitacionales, comerciales, de oficinas… requieren, en primer lugar, la conciencia de la ciudadanía, que tiene la opción de recurrir a los especialistas para revisar y reportar daños que deban atenderse de diversas maneras.

El CICM permanentemente trabaja junto a las autoridades y gremios de profesionales involucrados en el tema, y cuenta con ingenieros civiles especializados y certificados que pueden ofrecer sus servicios profesio nales. La población en general puede acudir a ellos comunicándose al CICM mediante el número telefónico 5556062323, ext. 122, y mensajes a certificacion@cicm.org.mx.

Jorge Serra Moreno

XXXIX CONSEJO DIRECTIVO

Presidente

Jorge Serra Moreno

Vicepresidentes

José Cruz Alférez Ortega

Felipe Ignacio Arreguín Cortés

Verónica Flores Déleon

Juan Guillermo García Zavala

Walter Iván Paniagua Zavala

Luis Francisco Robledo Cabello

Alejandro Vázquez López

José Arturo Zárate Martínez

Primer secretario propietario Luis Antonio Attias Bernárdez

Primera secretaria suplente Ana Bertha Haro Sánchez

Segundo secretario propietario Carlos Alfonso Herrera Anda

Segunda secretaria suplente Pisis M. Luna Lira

Tesorero

Mario Olguín Azpeitia

Subtesorero

Regino del Pozo Calvete

Consejeros

Renato Berrón Ruiz

Juan Cuatecontzi Rodríguez

David Oswaldo Cruz Velasco

Luis Armando Díaz Infante Chapa

Luciano Roberto Fernández Sola

Juan Carlos García Salas

Celina González Jiménez

Mauricio Jessurun Solomou

Reyes Juárez del Ángel

Luis Enrique Montañez Cartaxo

Juan José Orozco y Orozco

Juan Carlos Santos Fernández

Óscar Solís Yépez

Guadalupe Monserrat Vázquez Gámez

Jesús Felipe Verdugo López

José Santiago Villanueva Martínez

www.cicm.org.mx

Presidente del XXXIX Consejo Directivo

RUBÉN GREGORIO MUÑOZ ÁLVAREZ

Presidente de la Comisión de Recursos Hidráulicos, Agua Potable y Saneamiento, Cámara de Diputados.

Desafíos técnicos, financieros, de gobernanza y gestión en el sector hídrico

En el sector agua debemos crear el sistema nacional tarifario para no tener organismos operadores que no logran tarifas siquiera para cubrir lo que les cuesta extraer el agua. Tenemos que crear un sistema de micromedición con un sistema tarifario que tenga un componente regional, porque no cuesta lo mismo sacar el agua en Tabasco que en Monterrey.

IC: ¿Cuál es la situación del sector agua en México hoy? Rubén Gregorio Muñoz Álvarez (RGMA): Con base en el diagnóstico que trabajamos en la Comisión de Recursos Hidráulicos, Agua Potable y Saneamiento, tenemos en el país un problema multifactorial del re curso. Primero, en el indicador de cobertura tenemos un extraordinario desafío, porque hay 21 millones de mexicanos que no cuentan con una red pública de agua potable, y 28.9 millones que no cuentan con una red de drenaje público.

IC: ¿Cuál es la dotación de agua establecida internacio nalmente para cumplir con el derecho humano al agua, y cuál es la situación en México?

RGMA: No está definida de forma internacional, ni por la ONU, la cantidad de agua mínima necesaria, pero va de 50 a 100 litros por habitante al día. Independientemente de la cantidad, para garantizar el derecho humano al agua tenemos que resolver el importante desafío de la cobertura integral para dar agua suficiente, con calidad y con la frecuencia necesaria.

En el segundo indicador, que es el de la calidad de agua, tenemos un problema de gestión que hemos de resolver: de las 3,960 plantas de tratamiento de aguas residuales que hay en México (véase figura 1), hoy tenemos 1,330 plantas que están fuera de operación y 1,250 que no están tratando las aguas residuales con la norma elemental.

En cuanto a calidad de agua, hoy hemos llegado a que el 73% de los cuerpos de agua del país –me refiero a las aguas superficiales de ríos, lagunas y lagos– tiene un grave problema de contaminación que ya no puede seguir siendo tolerado. Ha llegado el momento de tomar medidas para que quien contamine el agua la descontamine y pague por esa des contaminación.

IC: Los organismos operadores se encuentran en una situación muy compleja, salvo algunas pocas excep ciones. ¿Cómo atender esta situación?

RGMA: Es un tercer problema, el que tiene que ver con los organismos ope radores de agua. En los 2,471 munici

Figura 1. Existen plantas que no están tratando las aguas residuales con la norma elemental.

pios del país hay poco más de 2 mil organismos operado res; de estos, hoy tenemos solo 20 que funcionan con nú meros negros, es decir, el 99% de los organismos opera dores del país tiene problemas financieros, adeudos con la Comisión Nacional del Agua (Conagua), adeudos con la Comisión Federal de Electricidad, sin contar pasivos laborales, y no tienen los recursos necesarios para operar. ¿Qué necesitamos hacer?: fiscalizar el agua que no se cobra, tanto la potable que no se paga como las aguas residuales que no son fiscalizadas.

Un cuarto problema lo tenemos en la ausencia de presupuesto para el mantenimiento de la infraestructura hidráulica nacional. Del total de presas que tiene México, por ejemplo, 210 requieren mantenimiento preventivo ur gente, tanto trabajos de desazolve como incremento de las cortinas y los aforos (véase figura 2); pero no hemos destinado los 4,500 millones de pesos que debemos destinar anualmente durante los próximos cinco años para poder cuidar la infraestructura existente y garantizar que tengamos agua suficiente para la producción de alimentos y para la población.

Finalmente, a los problemas que estamos presen tando se suma un gran reto en cuanto al agua de uso agrícola en México, que consume el 76% del recurso en el país: necesitamos tecnificar el campo mexicano, entubar los grandes canales de agua que tienen proble mas de evaporación, porque no es posible que sigamos perdiendo más del 65% del agua que se destina a la agricultura por malas prácticas. Seguimos sembrando a riego rodado porque no hemos realizado la inversión para que el agua llegue a los campos agrícolas a través de acueductos y para tecnificar con sistemas de riego a prorrateo, con sistemas hidropónicos y con agricultura de alta tecnificación.

IC: Quisiera retomar dos de los primeros puntos que mencionó. Uno es la problemática de las plantas de tratamiento, que no es una situación nueva, tiene historia ¿A qué se atribuye?

RGMA: A tres problemas, principalmente. El primero es la carencia de recursos en los organismos operadores de agua, que, al no cobrar y al no fiscalizar el agua que deberían cobrar, al no tener sistemas de micromedición para la industria, el comercio, los servicios, tienen una eficiencia comercial que no llega ni siquiera al 40%. El segundo problema es que no hemos creado la obligato riedad legal para que las aguas residuales bien tratadas puedan ser de uso obligatorio para el sector de la cons trucción y la minería. Lo tercero: necesitamos producir alimentos con aguas bien tratadas.

IC: Existen las plantas de tratamiento del agua, y da la impresión de que se podría avanzar con eso, pero en tiendo que también es un problema la falta de capacidad técnica profesional para manejarlas, ¿es correcto?

RGMA: Tenemos dos problemas: una infraestructura que le costó al país más de 500 mil millones de pesos

–estas plantas de tratamiento que hoy están fuera de operación–. El otro tiene que ver con que ha llegado el momento de tener en los organismos operadores personal altamente calificado, de pensar en una suerte de servicio civil de carrera técnico, como ocurre en otras industrias.

IC: Entonces no es una cuestión sólo de recursos, sino también administrativa, de políticas de gestión con res pecto a las plantas y en general al sistema.

RGMA: Por supuesto. El problema del agua es técnico, es de gobernanza, es de gestión del agua y también es financiero. Debemos crear el sistema nacional tarifario para no tener organismos operadores que no logran tarifas siquiera para cubrir lo que les cuesta extraer el agua, como ocurre ahora; tenemos que crear un sistema de micromedición con un modelo tarifario que tenga un componente regional, porque no cuesta lo mismo sacar el agua en Tabasco –donde el agua está en pozos de menos de 20 metros– que extraerla en Monterrey o en La Laguna –donde hay que perforar hasta 400 metros para poder tener agua potable–. Esto nos obliga a establecer el tema de las tarifas como mandato de ley en el ámbito federal, y no dejarlo –como ocurre hoy– al libre albedrío de la autoridad local.

IC: Parece haber una paradoja, en el sentido de que esos 20 organismos operadores que funcionan con números negros están en zonas donde la sequía predomina. ¿Cuál es la diferencia sustancial entre esos 20 que fun cionan con números negros y el resto que lo hace con números rojos?

RGMA: En primer lugar, los primeros tienen personal técnico calificado con una larga estancia en los orga nismos; la experiencia de capacitar, formar y mantener al personal en su responsabilidad es un factor que sí contribuye a la solución del problema.

Lo segundo es que son organismos que sí cobran el agua, porque sus parámetros de micromedición superan el 70%, es decir, se cobra el agua a los grandes usuarios que están asentados en las ciudades, que son los sec

Desafíos técnicos, financieros, de gobernanza y gestión en el sector hídrico

Figura 2. Trabajos de desazolve en la presa Colorines.

GOB.MX

tores industrial, comercial y de servicios. Son sistemas que además tienen distintos esquemas para la detección de fugas de agua potable, para determinar sistemas de estabilización de presión del agua urbana, y brindan servicios con un nivel óptimo de calidad al ciudadano.

Todos estos atributos son parte de las historias de éxito que queremos que se materialicen en el país, porque hay que recordar que solamente el 15% del agua-país es la que se destina al uso público urbano; en los 2,471 municipios que tiene México, el 75% del agua va para el sector hidroagrícola, el 10% va para la industria, el 5% a la cogeneración de energía hidroeléc trica y el 5% para la producción del sector industrial. Por lo tanto, eficientar los organismos operadores de agua nos resolvería la matriz más importante para garantizar el derecho humano al agua.

IC: Hay un tema que tiene que ver con esto: el cultural, en cuanto a la conciencia del valor que tienen los servicios de agua y el precio que deben tener, porque se da por hecho que el agua es gratis, pero el servicio de entregarla donde se debe tiene un costo, puesto que participa mucha infraestructura. ¿Qué se debe hacer para que eso funcione realmente?

RGMA: Tenemos que empezar a hablar hoy de una nueva cultura hidrosustentable en relación con el agua; debemos hablar de reeducar a los ciudadanos, para que sepan desde lo básico, que por cada minuto que se deja abierta la regadera se gastan 25 litros de agua. Es algo muy importante porque tiene que ver justamente con el derecho humano al agua, y cuando se habla de este derecho hay que determinar qué cantidad es la que vamos a establecer en la ley para la población; hay

conjuntos urbanos, como la Ciudad de México, donde el consumo per cápita ronda los 350 litros de agua al día, y hay comunidades en el norte de México donde no llega a los 100 litros de agua al día, o 21 millones de mexicanos que no cuentan con una red de agua potable. Esas son las extraordinarias disparidades que hay en un país cuya carta magna registra el acceso al agua como un derecho de todos los mexicanos.

Por otro lado, hay una paradoja hídrica en México: mientras en el norte del país, donde se encuentra gran parte de la industria y hay mayor densidad poblacional el abasto de agua apenas llega al 33%, en el sur hay mayor cantidad de agua-país, menos población y se genera la menor proporción del PIB.

IC: ¿De qué manera preparar al sector agua potable ante la sequía?

RGMA: Uno de los grandes problemas que enfrentan los organismos operadores fuera de sus eficiencias administrativas y comerciales son sus pérdidas físicas, las cuales exacerban el problema de la sequía. Hemos detectado que, en promedio, más del 47% del agua que ingresa en las tuberías se pierde precisamente por este factor, a través de fugas y tuberías obsoletas (véase figura 3). Un factor adicional que ayudaría a tener un mejor servicio en las ciudades es la sectorización y la planeación estratégica de la distribución del agua, así como ecualizar la presión del agua en las tuberías, ya que en la mayoría de los casos esta distribución se hace al tanteo.

IC: Está también el asunto de los recursos económicos y el manejo financiero.

del Colegio de Ingenieros

Desafíos técnicos, financieros, de gobernanza y gestión en el sector hídrico

Figura 3. En promedio, más del 47% del agua que ingresa en las tuberías se pierde a través de fugas y tuberías obsoletas.

FUNDACIONUNAM.ORG.MX

RGMA: Sin duda. Tenemos que plantear el tema de la inversión. Un dato comparativo: en 1989, cuando se creó la Conagua, México era un país de 80 millones de habitantes, y destinábamos 50 mil millones de pesos del presupuesto público a la realización de infraestructura que tenía que ver con el servicio tanto para el sector hidroagrícola como para el público urbano. En 2021, con 126 millones de mexicanos, el presupuesto de la Conagua apenas era de 23 mil millones de pesos.

IC: Esto me lleva a un debate relacionado con la partici pación empresarial en el sector hídrico. La discusión, a mi juicio, está viciada por prejuicios y por una confusión entre dos posturas: la participación privada sin que el Estado pierda el control del servicio y del recurso, y la privatización, que es cuando el Estado entrega a empre sas el control del recurso y de los servicios. ¿Cuál es su opinión al respecto?

RGMA: El agua no puede ni debe privatizarse, pero los servicios del agua necesitan la participación del sector privado –manteniendo el Estado mexicano la rectoría del recurso–, porque no va a haber recursos suficientes del presupuesto público para resolver el problema.

Hoy tenemos que buscar soluciones dinámicas, donde participe el sector privado mediante los mecanismos de asociaciones público-privadas para, por ejemplo, iniciar la reconversión de las plantas de trata miento y que al agua se le pueda dar un segundo uso en el sector industrial y agropecuario, desde luego man teniendo el Estado mexicano la rectoría en el manejo de las concesiones de este tipo de agua.

Debemos explorar modelos de financiamiento inter nacionales, porque el tema del agua está ligado al de la seguridad alimentaria. Hoy tenemos que hablar de un nuevo concepto de seguridad hídrica y alimentaria, y para ello necesitamos recursos procedentes de fuentes diversas.

IC: Mencionaba hace un momento el proyecto de un acueducto que lleve agua del sur-sureste al norte del país. ¿En su lugar, o paralelamente, no habría que con siderar que las industrias con uso intensivo de agua se ubiquen en las zonas donde abunda el agua?

RGMA: Francia es un buen ejemplo de ello. Todas las industrias que hacen uso y usufructo del agua en gran des cantidades están en los afluentes donde hay más cantidad de agua. En México esto significaría realizar una relocalización de muchas industrias, sobre todo refresqueras, cerveceras, embotelladoras de agua, donde tenemos agua en demasía, como es el sureste mexicano.

IC: Recientemente se anunció la incorporación de atri buciones y personal del Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático a la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, y del Instituto Mexicano de Tec nología del Agua a la Conagua, y se prometió que “se

respetarán los derechos laborales de los trabajadores y las oficinas, laboratorios y demás instalaciones de es tos organismos, que no tendrán cambio alguno”. ¿Qué impacto considera que tendrá este ajuste administrativo en la labor de ambos organismos?

RGMA: Estoy convencido de que en el IMTA, con sus más de 202 investigadores, existe una conciencia crítica y científica para aportar soluciones al problema del agua. En el fondo, me parece, lo que hay es una discusión sobre la manera en que se puede aprovechar este re curso técnico-científico. A mi entender, escudados en temas de protección sindical, se dejó de hacer mucha investigación y extensionismo, que era parte de la labor del IMTA; entiendo que la motivación que tiene la secre taría es aprovechar de mejor manera a los trabajadores del instituto para que, a partir de una nueva relación de trabajo, sigan siendo este gran acervo para beneficio de México.

IC: ¿Por qué una Ley General de Aguas y cuándo debe publicarse?

RGMA: El Tribunal Pleno de la Suprema Corte de Jus ticia de la Nación emitió sentencia el 25 de enero de 2022 en la controversia constitucional número 56/2020 promovida por el municipio de Cusihuiriachi, Chihuahua, la cual fue publicada en el Diario Oficial de la Federación el 23 de mayo de 2022. En dicha resolución, se ordena al Congreso de la Unión expedir la Ley General de Aguas durante su próximo periodo ordinario de sesiones, en los términos que ahí mismo se establecen. Por ello, el Constituyente está obligado a emitir dicha ley en el presente periodo, que abarca del 1º de septiembre al 15 de diciembre; de lo contrario, estaría cayendo en una grave falta.

IC: ¿Qué hacer con la actual Ley de Aguas Nacionales?

RGMA: La actual Ley de Aguas Nacionales, como cualquier otro instrumento jurídico, es perfectible, y sin duda hay muchas cosas por mejorar. Sin embargo, la premura legislativa se centra en una ley que reglamente el artículo 4º constitucional.

IC: ¿Por qué reglamentaria solo del artículo 4º y no del 27?

RGMA: La sentencia de la corte es muy clara: lo que se requiere es reglamentar qué, cómo y quiénes serán los responsables de garantizar el cumplimiento del derecho humano al agua, que es el tema central del artículo 4º en su párrafo sexto, mientras que el artículo 27 constitu cional se centra en la rectoría de los bienes del Estado (en este caso el agua), lo cual no está en duda y no está contemplado en la sentencia de la corte

Entrevista de Daniel N. Moser ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

Desafíos técnicos, financieros, de gobernanza y gestión en el sector hídrico

VÍCTOR JAVIER BOURGUETT ORTIZ

Organismo de Cuenca Aguas del Valle de México de la Conagua.

Aportaciones a la seguridad hídrica en el Valle de México

Las autoridades del agua en la cuenca del Valle de México realizan acciones orientadas a la seguridad hídrica de la zona metropolitana, entre ellas trabajos en la Laguna de Xico y en el Sistema Cutzamala para reducir pérdidas de agua y restablecer su eficiencia mediante labores de mantenimiento y ampliación de los sistemas de pozos que abastecen al valle. Todos estos trabajos forman parte del plan integral que se elabora con la participación de la Comisión Nacional del Agua y los gobiernos del Estado de México y la Ciudad de México.

La gestión del agua en la cuenca del Valle de México ha tenido distintos enfoques a lo largo del tiempo. Los antiguos pobladores, durante la época prehispánica, coexistían con el entorno natural y llegaron a establecer una gestión amigable con el ambiente. Sin embargo, quedaban expuestos a fenómenos hidrometeorológicos

como inundaciones, por lo que construyeron diques para mitigar sus impactos. Más adelante, desde el siglo XVI hasta hace algunos años, el enfoque del manejo de la cuenca se orientó a aprovechar las aguas superficiales y subterráneas para, después de su uso, exportarlas ar tificialmente de la cuenca enviándolas a la cuenca aguas

del Colegio de

de

Figura 1. La cuenca del Valle de México ayer y hoy.

Fuente: UNAM, 2022.

abajo, al río Tula. Actualmente, se realizan acciones adoptando un enfoque de gestión integral de la cuenca en el que se toman en cuenta la participación de la aca demia, la sociedad y el entorno ambiental buscando el aprovechamiento dentro de la cuenca y considerando su reúso como una alternativa viable para incrementar la oferta de agua potable.

En la cuenca del Valle de México, durante la época prehispánica, los pobladores aprovecharon las aguas de los lagos y manantiales para satisfacer sus necesidades de agua potable, construyeron obras de infraestructura como acueductos y sistemas de riego mediante canales, además de sistemas de drenajes pluviales por medio de acequias que conducían las aguas hacia el Lago de Tex coco; también implementaron sistemas de compuertas y diques para controlar los flujos del drenaje y hacer frente a inundaciones (Conagua, 2009).

Posteriormente, a partir del siglo XVI, la población en la región comenzó a crecer, y con ello se incrementó la demanda de agua, por lo que se abastecían de ma nantiales y de los escurrimientos de los ríos que aún permanecían en la cuenca. Sin embargo, el enfoque de la gestión del agua cambió; se orientó a extraer las aguas de la cuenca para evitar inundaciones. Se les dio salida de manera artificial a las aguas que formaban los lagos de la región, para desecarlos con trabajos que iniciaron a partir del siglo XVII (véase figura 1), mediante obras como el Tajo de Nochistongo en 1789 y el túnel de Tequixquiac en 1869 (Ramírez, 1976).

Durante el siglo XX se construyeron obras de gran ca pacidad para el drenaje de la ciudad, con el fin de proteger a la ciudadanía de inundaciones: por ejemplo, el Gran Canal del Desagüe, cuya construcción se inició a princi pios del siglo pasado, y el Sistema de Drenaje Profundo, con trabajos desde la década de 1960, para conducir las aguas hacia la cuenca del río Tula, en Hidalgo. Ello, por un lado, permitió el desarrollo agropecuario en esa árida región, cuyos escurrimientos contaron así con mayores aportaciones y se abrió la posibilidad de implementar cultivos de riego y no sólo de temporal. Sin embargo, por la falta de planeación y concienciación comenzaron a usarse los ríos de la cuenca del Valle de México como dre naje, y estos cuerpos se contaminaron (en ciertas zonas, la población sigue utilizando los ríos como desagües), por lo que desde la década de 1950 se optó por entubar algunos de ellos para cambiar su vocación a conductos de drenaje. A principios de este siglo se construyó y puso en marcha el Túnel Emisor Oriente, que complementa al Sistema Hidrológico del Valle de México (véase figura 2) y ayuda a prevenir inundaciones en zonas vulnerables de los municipios y alcaldías de la zona oriente, como Ecatepec, Nezahualcóyotl, Iztapalapa y Tláhuac.

Por otro lado, las fuentes de suministro de agua comenzaron a ser insuficientes para la demanda de la población en aumento y ello obligó al desarrollo de estu dios y proyectos para incrementar el volumen de agua, e incluso importarla de otras cuencas superficiales y

Presa Requena Laguna de ZumpangoPresa Madín

Túnel Emisor Central

Presa Guadalupe

Hidalgo México

Túnel Emisor OrienteTúnel Emisor Poniente

Ciudad de México

Figura 2. Sistema Hidrológico del Valle de México.

subterráneas. Tal es el caso del Sistema Lerma, que inició operaciones en 1951 para conducir agua por primera vez desde una cuenca circunvecina, y del sistema Cutzamala, que opera desde 1982 y aporta agua desde el estado de Michoacán. Estas fuentes actualmente satisfacen cerca del 31% de la demanda de los habitantes de la cuenca, con un caudal conjunto de 20 metros cúbicos por segun do (m3/s). Asimismo, se implementó el sistema de pozos del Plan de Acción Inmediata, que inició su operación entre 1974 y 1978, con capacidad de diseño del orden de los 7 m3/s y aprovecha los acuíferos del Valle de México (Cuautitlán-Pachuca, Texcoco, Chalco-Amecameca y Zona Metropolitana de la Ciudad de México).

Por la importancia de estos sistemas, que han sido operados desde la década de 1950 para el abastecimiento de la ciudad, es necesario garantizar su correcto funciona miento a lo largo del tiempo, sobre todo porque la Ciudad de México, debido a su ubicación, es susceptible ante fenómenos hidrometeorológicos y climáticos tales como la sequía. En los últimos años, el país ha sido afectado por este fenómeno, sobre todo en regiones del norte y centro del territorio; la sequía ha impactado hasta en 85% la superficie del territorio en el año 2021, y la totalidad de

Aportaciones a la seguridad hídrica en el Valle de México

Cuenca

Figura 3. Impacto de la sequía en la cuenca del río Cutzamala y en la región

la cuenca del río Cutzamala en mayo de 2021 (véase figura 3). Esto ha generado riesgos importantes en áreas me tropolitanas como Monterrey, Tijuana, Querétaro, Ciudad Juárez, La Laguna y la Ciudad de México, entre otras, que concentran gran parte de la población del país. En este sentido, cobra relevancia garantizar el correcto funciona miento de las fuentes que abastecen estas ciudades y las del resto del país, para que los usuarios puedan contar con el recurso hídrico y al mismo tiempo se evite la escasez de agua en las fuentes aprovechadas. Adicionalmente, en la gestión del agua se busca migrar a un enfoque sostenible tomando en cuenta los entornos social, biológico y cultu ral de la cuenca para disminuir los impactos negativos e incrementar la oferta de agua potable.

Sistema Cutzamala

Por tal razón, las autoridades del agua en el centro del país, en particular en la cuenca del Valle de México, han llevado a cabo acciones conjuntas orientadas a la seguridad hídrica de esta zona metropolitana. Entre dichas accio nes, se llevan a cabo trabajos en cuerpos de agua como la Laguna de Xico, localizada al oriente del Valle de México, así como en el Sistema Cutzamala para reducir pérdidas de agua y restablecer su eficiencia mediante labores de mantenimiento y ampliación de los sistemas de pozos que abastecen al valle, trabajos que forman parte del plan integral que se elabora con la participación de la Comisión Na cional del Agua y los gobiernos del Estado de México y la Ciudad de México.

El Sistema Cutzamala abarca desde el municipio de Zitácuaro, en el estado de Michoacán, de donde se capta el agua a través de las presas Tuxpan y El Bosque; posteriormente es conducida por túneles y canales hacia la presa derivadora Colorines, y se bombea para ser dirigida a la Planta Potabilizadora Los Berros, en el mu nicipio de Villa de Allende en el Estado de México, donde se mezcla con las aguas provenientes de las presas Valle de Bravo y Villa Victoria (Conagua, 2005). El agua recorre más de 280 km a través de túneles, canales y tuberías a presión para ser potabilizada y entregada a la población del Valle de México y parte de la zona metropolitana de Toluca (véase figura 4).

Figura

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México

Núm.

septiembre

Aportaciones a la seguridad hídrica en el Valle de México

Canal Bosque-Colorines

Hectáreas de crecimiento frontera agrícola 1,052 ha Bloques originales toma baja 1,472 ha

Buenavista

El Rodeo o Rancho Viejo Guanoro Landeros

Laureles de Zaragoza

Nuevo poblado de La Loma Orocutín San Francisco del Bosque

Santiago Copándaro Susupuato Zicata

0 1 2 km 1:36,000

Figura 5. Región de la presa El Bosque, donde se realizarán acciones de tecnificación. Izquierda: zona beneficiada por la toma alta de la presa. Derecha: zona beneficiada por la toma baja de la presa.

Por otra parte, en los municipios de Zitácuaro, Junga peo, Susupuato y Benito Juárez, del estado de Michoa cán, la presa El Bosque también es aprovechada para el riego de cultivos, principalmente de guayaba y aguacate. Sin embargo, se han identificado más de 1,600 tomas de agua no reguladas que extraen el recurso hídrico del canal que va de la presa El Bosque a la presa derivadora Colorines, destinada al aprovechamiento del Sistema Cutzamala. Esto impacta en la cantidad de agua que puede ser potabilizada y aprovechada por el sistema. En distintas comunidades de los municipios de esa región se ha identificado la falta de sistemas de agua potable.

Por estas cuestiones, la Conagua, en cooperación y coordinación con los gobiernos de la Ciudad de México y los estados de México y Michoacán, trabaja en un plan de acciones para dotar de tecnología de riego a las zonas agrícolas de la región, con lo que busca optimizar el uso del agua incrementando la eficiencia del canal

El Bosque-Colorines para una mejor conducción. Esto se lleva a cabo como pago por servicios ambientales a las comunidades de la región del Sistema Cutzamala, pues el Estado de México y la Ciudad de México se han visto beneficiados por la importación de agua desde aquella región. La inversión en esta obra es del orden de 320 millones de pesos.

Los trabajos incluyen la construcción de infraestruc tura para el uso eficiente de agua y la recuperación de volúmenes del Sistema Cutzamala y las zonas de riego.

Se establecieron acuerdos con los agricultores y las comunidades para tecnificar 2,300 hectáreas de cultivos (véase figura 5); se implementará tecnología de riego por microaspersión y se establecerá una frontera agrícola

para delimitar las zonas y evitar su crecimiento descon trolado; asimismo, se capacitará a los usuarios agrícolas para operar estos sistemas y crear una unidad de riego.

Se trabaja para dar a los usuarios certidumbre jurídica sobre el agua que se emplea, ya que, al ser extraída por tomas irregulares, parte del agua se utiliza de manera poco eficiente y no se cuantifica adecua damente. Estas medidas permitirán el incremento de la productividad en los cultivos y menos pérdidas de agua (se estima que el caudal extraído de forma irre gular alcanza hasta 5 m3/s en ciertas temporadas), en beneficio de los municipios de Michoacán y el Valle de México. Se podrán recuperar del orden de 1.5 m3/s para aprovechamiento del Sistema Cutzamala.

En las zonas del ejido La Mora, del municipio de Zitácuaro, y del ejido la Florida, municipio de Jungapeo, se tienen derechos por un decreto presidencial de la década de 1940, que les dota de 800 l/s; el canal que se emplea para su abastecimiento, que tiene una lon gitud cercana a los 30 km, se encuentra en muy malas condiciones por falta de mantenimiento, por lo que se va a trabajar en su rehabilitación. De igual manera, se construirán sistemas de agua potable para satisfacer a 17 comunidades y garantizar así su derecho al agua. Para afrontar posibles eventos de sequía, se insta lará un sistema de bombeo en la parte baja de la presa El Bosque para que, cuando sus niveles se encuentren por debajo del nivel aprovechable, se pueda usar el sistema de bombeo para garantizar el suministro de 800 l/s para el riego. También se realizarán trabajos para el saneamiento de la presa, dado que actualmente llegan las aguas residuales de Zitácuaro al embalse. Se trabajará

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Toma baja Bosque-Colorines

Ejidos toma baja

Tomas existentes

Zona de riego de la toma alta Canal cortina La Mora

con el estado de Michoacán y el municipio en la planta de tratamiento de aguas residuales para garantizar que la presa reciba agua que cumpla con las características sanitarias.

Además, en el Sistema Cutzamala se realizan trabajos para incrementar la eficiencia de la Planta Pota bilizadora Los Berros, con lo que se busca mantener y garantizar las entregas de agua de calidad adecuada para su suministro al Valle de México.

Con estas acciones se busca compartir responsa bilidades entre comunidades y gobierno en defensa del agua, por lo que se programarán las extracciones de la presa y los mantenimientos al canal, en conjunto con las autoridades y los usuarios de riego.

Laguna de Xico

Además de este gran proyecto que busca reforzar el Sistema Cutzamala, la Conagua desarrolla otros desde una óptica distinta sobre la gestión que se hacía de los recursos hídricos en la cuenca. El enfoque para enfrentar la problemática hídrica de la región ha cambiado, para orientarse a la elaboración de proyectos integrales para hacer más eficiente el aprovechamiento del agua en los diferentes componentes de su ciclo.

De este enfoque surgen soluciones basadas en la naturaleza. Por ejemplo, la Conagua, el Sistema de Aguas de la Ciudad de México y la Comisión de Aguas del Estado de México, con la integración de instituciones educativas y la sociedad buscan el saneamiento de las fuentes de agua que llegan a la Laguna de Xico. Debido al crecimiento de mográfico desmedido, grupos de personas han invadido la zona de la laguna, por lo que se busca recuperar este cuerpo de agua como nueva fuente de abastecimiento y evitar que se siga dañando su ecosistema; esto se está llevando a cabo a través de la implementación de colec tores que capten las aguas municipales y eviten que se

siga contaminando. Se construirán plantas de tratamien to de aguas residuales para mejorar la calidad de las aguas que llegan de los municipios de la zona oriente del Valle de México, y posteriormente se considera habilitar humedales artificiales en la extensión de la laguna para incrementar la calidad del agua a través de tratamientos biológicos. En este mismo sitio, el agua tratada se mezcla rá y almacenará con agua de lluvia durante el tiempo ne cesario hasta que sea apta para su reúso (véase figura 6).

Finalmente, las aguas acumuladas en la laguna se rán aprovechadas para riego en la región, y se considera la construcción de una planta potabilizadora que permita incrementar la oferta en 750 litros por segundo.

Además de estos proyectos, la Conagua realiza labores de mantenimiento en la infraestructura a su cargo. Tal es el caso de los sistemas de pozos del Plan de Acción Inmediata Zona Norte, donde se lleva a cabo la relocalización de pozos que redujeron su eficiencia, para aprovecharlos en otra zona donde puedan restaurar e incrementar la capacidad de producción de agua para consumo humano.

Conclusiones

Es importante señalar que, para la conservación del recurso hídrico y garantizar la seguridad hídrica en la región, se requieren, además de estudios, análisis téc nicos, diseños especializados y una correcta planeación, la concienciación y participación activa de la sociedad en cuanto al buen uso y preservación del recurso, dado que la población sigue en aumento y el agua es un recurso de gran valor e importancia, pero limitado.

No debe olvidarse que la gestión del recurso hídrico en el Valle de México deberá orientarse a componen tes fundamentales como mejorar la eficiencia de los sistemas de abastecimiento, reducir las pérdidas (que impiden hacer una valoración correcta del consumo per cápita en la metrópoli), ajustar los consumos a valores del orden de 200 litros por habitante al día, incrementar el reúso de agua en la cuenca y tecnificar el riego en zonas agrícolas en el Valle del Mezquital

Referencias

Comisión Nacional del Agua, Conagua (2005). Sistema Cutzamala. Agua para millones de mexicanos.

Conagua (2009). Semblanza histórica del agua en México. Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales.

Ramírez, J. F. (1976). Memoria acerca de las obras e inundaciones en la Ciudad de México. Centro de Investigaciones Superiores del Instituto Nacional de Antropología e Historia.

Servicio Meteorológico Nacional, SMN (2022). Monitor de Sequía en México (MSM). Gobierno de México. Recuperado el 15 de mayo de 2021 de: smn.conagua.gob.mx/es/climatologia/monitor-desequia/monitor-de-sequia-en-mexico

UNAM, Dirección General de Divulgación de la Ciencia (2022). La historia hidrológica de la cuenca de México. Fundación UNAM. Recuperado el 5 de agosto de 2022 de: www.fundacionunam. org.mx/ecopuma/la-unam-te-explica-la-historia-hidrologica-de-lacuenca-de-mexico/

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oficial del Colegio de Ingenieros

la Laguna de

JUAN FRANCISCO PÉREZ HERRERA

Maestro en Ingeniería con visión de negocios. Cuenta con más de 20 años de trayectoria dirigiendo proyectos.

Fundador y jefe de Oficina Ejecutiva de Lean Construction México.

PLANEACIÓN

Construcción sin pérdidas para el crecimiento de la industria de la construcción

La industria de la construcción ha sido considerada por muchos años como lenta y tardía en adoptar los cambios e integrarse a los nuevos modelos de gestión. No es de extrañarse, por ello, que acumule gran cantidad de problemas, vicios y modelos de gestión anacróni cos que, entre otros efectos, hacen que los índices de competitividad caigan por debajo del promedio del aporte económico que otras industrias ofrecen al crecimiento del país.

Si se analiza de forma bifocal, el macroambiente de la construcción está enredado. Hoy en día un desarrolla dor inmobiliario que desea invertir en la adquisición de un terreno, construcción y posterior comercialización, sabe que deberá pasar por un verdadero maratón de procedimientos e incomprensibles trámites con tintes políticos, a fin de obtener licencias, permisos, etc., para construir o para comercializar el inmueble. Muchos desa rrolladores perciben este proceso como algo inevitable, un mal necesario.

Adicionalmente, si se analiza desde el punto de vista del microambiente de construcción, el escenario sigue siendo complejo: mala calidad, mano de obra no califi cada, inseguridad, sobrecostos, improductividad, vicios, etc., un reflejo típico de una obra que no ha evolucionado.

¿Qué falló en el camino?, ¿qué tipo de decisiones se tomaron o debieron tomarse?, ¿cómo se llega a esta condición? Si algo pudiera cambiarse, ¿qué sería? Es muy cierto que no se puede cambiar el pasado, pero sí es posible crear un mejor futuro.

Consiliencia, el principio del cambio

En su libro Consiliencia (1998), Osborne afirma que la unidad del conocimiento habla acerca de cómo distintas disciplinas del conocimiento universal se pueden integrar en una sola idea, una especie de amalgama de teorías y prácticas que, cuando se les hace coincidir en un mismo objetivo, traen consigo claridad, un modelo de pensa miento nuevo, una visión disruptiva, multidisciplinaria, altamente creativa y llena de nuevas opciones.

La construcción sin pérdidas ( lean construction ) representa hoy esa visión, derivada de la integración de diversas corrientes de pensamiento.

En primera instancia, es esta una filosofía cuyos orí genes se remontan a los modelos altamente eficientes de la producción industrial de las compañías japonesas de autos, un referente global de prácticas de exce lencia complementado por la integración de principios del desarrollo e interacción humana: respeto por las personas, colaboración y mejora continua, disciplinas aparentemente distantes integradas de forma armoniosa para un mismo fin.

Con el paso de los años, esta filosofía ha evolucio nado, se ha enriquecido con nuevas ideas y ha sido base sólida para la creación de metodologías que, sustentadas en los principios de la estandarización y la mejora continua, han permitido que este modelo de pensamiento se internalice en el día a día de muchas organizaciones y estilos directivos (Koskela, 1992).

La creación de un estándar trae consigo múltiples beneficios: controlar la variabilidad de la operación, facilitar la integración de nuevos miembros, brindar es tructura para la toma de decisiones, etc.; sin embargo, se deben seguir estrategias claras para desplegar esta filosofía, con el fin de que se convierta eventualmente en una cultura organizacional.

Comenzar con un fin Implantar una cultura organizacional con base en los principios de la construcción sin pérdidas requiere el

compromiso de todos, partiendo de una definición pre cisa del plan que describa qué se debe hacer y cómo, definir objetivos e indicadores esperados para luego asegurar una operación disciplinada y consistente, obtener retroalimentación de los procesos, productos y personas, y finalmente arraigar el modelo de forma institucional o regenerar los planes.

Diseño virtual y construcción, desarrollo integrado de proyectos, modelado virtual de la información, sistema del último planificador, entre otros, son claros ejemplos de una perfecta combinación de ideas para inter nalizar los principios de la construcción sin pérdidas en la organización.

La filosofía de la construcción sin pérdidas poco a poco se adhiere a la esencia de una organización; la estrategia y la táctica modelarán el marco normativo, pero se requieren herramientas que hagan tangible dicha estrategia en el día a día de la operación.

Existen muy diversas herramientas que impulsan la gestión de la operación con diversos enfoques, desde la gestión de la planeación, calidad, productividad, hasta la seguridad y colaboración: selección por ventajas; inge niería concurrente integrada; filosofías de limpieza, orden y calidad; sistemas de planeación de jalón; planificación rítmica; análisis del modo efecto falla; líneas de balance; kaizen; control estadístico de procesos; planeación a seis semanas vista; justo a tiempo; cambio de dados en menos de un dígito de minuto; planeación avanzada de la calidad; mapeo de cadena de valor, y un largo etcétera.

Lo más significativo de este nivel de ejecución está en el hecho de que todas las herramientas han sido di

señadas con el principio de la mejora continua: planear, hacer, verificar, actuar o Círculo de Deming (1989): en todos los casos surgen de un plan y objetivo determi nados, se aplican, se evalúa su impacto y, derivado de ello, se institucionaliza el método o se regenera el plan con una mejor versión.

Conclusiones

La industria de la construcción está pasando por un momento de inflexión importante, como no había ocurrido en muchos años. Los vicios e ineficiencias han provocado un deterioro grave en la industria, pero en la actualidad el camino para la competitividad está trazado; solo falta recorrerlo con firmeza de propósito y de carácter.

La construcción sin pérdidas, considerada una de las grandes tendencias para la gestión integral de pro yectos de construcción, es cada vez más conocida, su metodología alineada y sus herramientas correctamente aplicadas, por lo que la oportunidad para entrar en la corriente de la competitividad está a la vista

Referencias

Deming, E. W. (1989). Calidad, productividad y competitividad: la salida de la crisis. Madrid: Díaz de Santos. Koskela, L. (1992). Application of the new production philosophy to construction. CIFE Technical Report 72. Stanford University. Wilson, E. (1998). Consilience. The unity of knowledge. First Vintage Books.

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Una cultura organizacional con base en los principios de la construcción sin pérdidas requiere un compromiso común.

Construcción sin pérdidas para el crecimiento de la industria de la construcción

DAMARIS VILLALOBOS PÉREZ

Contadora pública. Instituto Mexicano de Contadores Públicos, Zona Noreste.

Repercusiones de la reforma laboral en la industria de la construcción

El objetivo de la reciente reforma laboral es combatir las malas prácticas vinculadas a la subcontratación, un esquema laboral que ha servido, en ciertos casos, para vulnerar de rechos de los trabajadores establecidos en la Ley Federal del Trabajo. En este artículo se aborda el impacto de esta reforma para la industria de la construcción y su incidencia en la seguridad social.

La subcontratación de fases de obra es una costumbre muy arraigada desde hace varias décadas en la indus tria de la construcción. En la figura de subcontratación no existe relación laboral, ya que los contratos que se celebran son de tipo mercantil o civil. Algunos tipos de contrato son: a precio fijo o alzado, a precio unitario, costo más comisión, por administración o por proyecto y construcción.

Como parte del seguimiento que hace la autoridad al sector, se creó el registro de obra (mediante el cual los patrones y demás sujetos obligados que se dediquen en forma permanente o esporádica a la actividad de la construcción registran las obras, sus fases e incidencias) a través del Sistema Integral de Registro de Obra (SIROC); la adecuación más significativa es la asignación de los tra bajadores al folio de registro de obra en el Sistema Único de Autodeterminación (SUA); esto incrementó la fuerza fiscalizadora del seguro social a la terminación de la obra.

Antecedentes

El 23 de abril de 2022 se publicó en el Diario Oficial de la Federación el decreto por el que se reforman, adicio nan y derogan diversas disposiciones de la Ley Federal del Trabajo; de la Ley del Seguro Social; de la Ley del Instituto del Fondo Nacional de la Vivienda para los Tra bajadores; del Código Fiscal de la Federación; de la Ley del Impuesto sobre la Renta; de la Ley del Impuesto al Valor Agregado; de la Ley Federal de los Trabajadores

al Servicio del Estado, Reglamentaria del Apartado B del Artículo 123 Constitucional, y de la Ley Reglamentaria de la Fracción XIII Bis del Apartado B del Artículo 123 de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos en Materia de Subcontratación Laboral. En lo que sigue se analiza el impacto directo de las reformas en la indus tria de la construcción.

Ley Federal del Trabajo

El objetivo principal de la reforma a la LFT fue prohibir la subcontratación de personal (artículo 12), y en el artículo 13 de ese mismo ordenamiento se asientan dos excep ciones: las empresas pueden subcontratar siempre y cuando las actividades a subcontratar no formen parte del objeto social o de la actividad económica de la em presa contratante. Todas las empresas que quieran ser subcontratadas, ahora conocidas como “proveedores de servicios especializados” deberán cumplir con las siguientes obligaciones para evitar sanciones econó micas y penales.

• Registro en el REPSE, un padrón público de empresas de tercerización operado por la Secretaría de Trabajo y Previsión Social (STPS).

• Verificación periódica del cumplimiento de obliga ciones, como recibos timbrados del personal que presta el servicio, declaraciones fiscales y una serie de documentos que avalen que se están realizando las aportaciones patronales correspondientes.

• Contrato que detalle el alcance de la prestación de los servicios especializados y sus obligaciones.

• Asegurarse de que la actividad a proporcionar no se encuentre dentro del objeto social ni de la actividad preponderante de la empresa contratante.

Por lo anterior, todas las empresas se han visto obligadas a realizar un análisis minucioso de todos los contratos con sus prestadores de servicios y proveedo res para determinar su situación y evitar consecuencias laborales, fiscales y penales, como la no deducibilidad para efectos de ISR, el no acreditamiento para IVA, la comisión del delito de defraudación fiscal agravada y ser objeto de importantes penalizaciones.

Esto ha sido un serio problema para los proveedo res, al no tener la certeza de si los servicios prestados se encuadran en la figura de subcontratación de personal (prohibida) y, por consecuencia, si tienen la obligación de obtener el REPSE para seguir prestando dichos servicios.

Ante el temor de ser cuestionados por la autoridad laboral, muchas empresas están exigiendo de manera unilateral el REPSE a todos sus proveedores. El temor no es infundado. La STPS emitió un informe en el cual se establece que, si los trabajadores del proveedor efectúan sus labores fuera de su centro de trabajo, o las realizan en las instalaciones del contratante de forma permanente, indefinida o periódica, obligarían al proveedor a inscribirse en el REPSE.

Ley del Seguro Social

La Ley del Seguro Social establece en su artículo 15-A que quien contrate la prestación de servicios o la ejecu ción de obras especializadas será responsable solidario. El beneficio que se tenía anteriormente, que establecía que quien contara con un contrato se deslindaba de dicha responsabilidad, ya no existe. Por el hecho de solicitar el REPSE, el propietario, contratista principal o subcontratista será responsable en materia de seguridad social, laboral y fiscal.

Otro de los cambios en materia de seguridad social son nuevas obligaciones que deben cumplir aquellos contratistas que presten servicios especializados o eje cuten obras especializadas, las cuales consisten en que deberán proporcionar cuatrimestralmente, a más tardar los días 17 de los meses de enero, mayo y septiembre del año en curso, la información de contratos:

• Partes del contrato

• Objeto y periodo de vigencia

• Relación de trabajadores, así como el RFC del bene ficiario de los servicios

• Copia simple del registro emitido por la STPS para la prestación de los servicios

Esta información se está duplicando, toda vez que el propietario, contratista principal o subcontratista, a través de la plataforma SIROC, informa sobre el pe

Figura 1. Pantalla de registro de obra en el SUA.

riodo de ejecución, monto de la obra, superficie de la construcción y, en el caso de obra pública, el número de procedimiento. Con respecto a la relación de traba jadores a través del SUA, se realiza la asignación de los trabajadores al registro de la obra de acuerdo con lo que se observa en la figura 1.

Otro de los cambios que sufrió el SIROC, derivado de la reforma de subcontratación, es que ya no se permite la figura de intermediario, por lo que todos aquellos subcontratistas que se registraron como intermedia rios deberán ser reemplazados por la opción de subcontratistas.

Cuando se asienta el tipo de obra que correspon de y se confirma si se es subcontratista, se autoriza expresamente que las personas que se encuentren ju rídicamente vinculadas a dicha obra pueden consultar la información fiscal en materia de seguridad social, propia o de la representada, en el caso de personas morales.

Un cambio más consiste en que, al momento de ingresar como subcontratista, deberá confirmarse si se trata de obra especializada, en cuyo caso deberán proporcionarse el folio del REPSE. Desde ese momento el IMSS, a través de su plataforma SIROC, registrará la existencia de un REPSE en la industria de la construcción.

Ley del Infonavit

La Ley del Instituto del Fondo Nacional de la Vivienda para los Trabajadores establece de igual manera la obli gación a todos los prestadores de servicios o ejecutores de obras especializadas de proporcionar cuatrimestral mente la siguiente información:

• Contrato de servicio

• Montos de las aportaciones y amortizaciones

• Información de los trabajadores

• Determinación del salario base de aportación.

Repercusiones de la reforma laboral en la industria de la construcción

• Copia simple del registro emitido por la STPS para la prestación de los servicios.

Aquí se trata claramente de una duplicidad en la información, puesto que desde el 1º de septiembre de 2017, a través del SUA, existía la obligación de vincular a los trabajadores con el folio de registro de obra.

Ley del Impuesto sobre la Renta

En la fracción V del artículo 27 de la LISR se obliga a cumplir con ciertos requisitos al momento de pago de la contraprestación, con objeto de que sea deducible.

Adicionalmente, se debe consultar el cumplimiento en el padrón público de la STPS y solicitar copia de los comprobantes fiscales correspondientes al pago de salarios de los trabajadores que estuvieron en la obra.

En ocasiones, se contratan trabajadores por horas o por días, y esta obligación representa un trabajo excesivo.

También se solicita recibo bancario de las retencio nes por sueldos y salarios y detalle del pago de las cuotas obrero-patronales.

Es importante destacar que todos los prestadores de servicios o quienes ejecuten obras especializadas deberán adicionar a los contratos cláusulas de la entrega de dicha información.

Ley del Impuesto al Valor Agregado

Para poder acreditar el impuesto al valor agregado, en el artículo 5 de la Ley del IVA se establece como requisito –además de verificar el registro en el padrón público de la STPS– el acuse de recibo de pago y la declaración correspondiente, que deberá entregarse durante el mes siguiente; si el contratante no recaba la documentación,

deberá presentar declaración complementaria, en la que debe restar los montos que habría acreditado por dicho concepto.

Código Fiscal de la Federación

En su artículo 15 D, el CFF establece que no serán de ducibles los pagos que se realicen a los subcontratis tas a) cuando originalmente estos hayan sido trabaja dores del contratante y hayan sido transferidos al con tratista mediante cualquier figura jurídica; o b) cuando los trabajadores que ponga a disposición el contra tista desempeñen actividades preponderantes del contratante.

Recomendaciones

Por todo lo que implican las reformas hasta aquí descri tas, toma una especial relevancia el control interno de los servicios u obras especializadas para propietarios, contratistas principales y subcontratistas, con el fin de contar con la certeza del correcto cumplimiento de sus obligaciones.

Además de la información que por ley debe entregar el contratista al contratante mensualmente, es importante contar con información extra para documentar una mejor defensa ante una posible responsabilidad solidaria:

• Control de entradas y salidas del personal del con tratista.

• Opiniones de cumplimiento ante el IMSS, el Infonavit y el SAT.

• Pago de las contribuciones locales.

• Comunicaciones por parte del IMSS y el Infonavit, ya que esto permitiría verificar movimientos afiliatorios, así como clasificación de la empresa.

• Verificar el concepto de facturación y clave ante el SAT, que debe ser congruente con la actividad registrada y autorizada.

• El folio REPSE debe verificarse en el padrón público cuando se contrate el servicio, al momento de la pres tación del servicio y antes del pago de la contraprestación.

• Informe cuatrimestral ante el IMSS (Información de Contratos de Servicios u Obras Especializados, ICSOE).

• Informe cuatrimestral ante el Infonavit (Sistema de Infor mación de Subcontratación, Sisub).

La información que entrega el contratista se acumula de manera mensual, bimestral y cuatrimestral. Se deben realizar validaciones que den certeza del cumplimiento; por ejemplo:

• Que los CFDI de nómina estén debidamente timbra dos por la totalidad de los trabajadores que prestaron el servicio.

• Que el salario base de cotización declarado sea con gruente con el puesto, lo mismo que las percepciones.

• Verificar el pago de impuestos federales y estatales.

• Analizar las retenciones de los trabajadores.

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México

Núm.

septiembre

Repercusiones de la reforma laboral en la industria de la construcción

reformas recientes a las leyes obligan a un mejor control interno de los servicios

obras especializadas.

reforma laboral en la industria de la construcción

El beneficiario deberá contar un código de cumpli miento de los proveedores para efectos de pago, ya que existen diferentes áreas que podrán estar involucradas en recabar la información y validación; con esto se evita la no deducibilidad de la factura o del IVA y las multas respectivas.

Conclusiones

Las reformas a la Ley Federal del Trabajo y a las leyes del IMSS, del IVA y del ISR, entre otras, afectan a contratistas, propietarios o subcontratistas de obras de construcción. Su cumplimiento entraña un aumento en la carga ad ministrativa, los contratistas y subcontratistas entregan más insumos de fiscalización a la autoridad y se da una duplicidad en ciertos trámites, además de algunas in congruencias. Tal el caso de la obligación de contar con registro patronal conforme a la ubicación de la obra, que afecta a los trabajadores para la adquisición de crédito del Infonavit, exigencia que además se contrapone al artículo 13 del Reglamento de la Ley del IMSS en materia de afiliación, clasificación de empresas, recaudación y fiscalización. En la práctica, esto representa que los cambios a la plataforma del SIROC vayan más allá de lo que establece el reglamento del Seguro Social en materia de construcción.

u Todas las empresas se han visto obligadas a realizar un análisis minucioso de todos los con tratos con sus prestadores de servicios y provee dores para determinar su situación y evitar conse cuencias laborales, fiscales y penales, como la no deducibilidad para efectos de ISR, el no acredita miento para IVA, la comisión del delito de defrau dación fiscal agravada y ser objeto de importantes penalizaciones. Esto ha sido un serio problema pa ra los proveedores, al no tener la certeza de si los servicios prestados se encuadran en la figura de subcontratación de personal (prohibida).

Se ha dicho que el sentido de esta reforma es res petar los derechos laborales de los trabajadores; sin embargo, desde el 1º de septiembre del 2017, con la implementación de la plataforma Sistema Integral de Registro de Obra (SIROC), la industria de la construcción cumplía con ese objetivo, por lo que esta reforma tiene, indudablemente, un enfoque fiscal

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COLUMNAS DE MÓDULO CONTROLADO (CMC)

COLUMNAS DE GRAVA/ PILAS DE AGREGADO

INCLUSIONES RÍGIDAS

VIBROCOMPACTACIÓN

DINÁMICA

DRENES VERTICALES

CONSOLIDACIÓN POR VACÍO “MENARD VACUUM”

DINÁMICA

AN

MARÍA NEFTALÍ

ROJAS VALENCIA

Coordinación de Ingeniería Ambiental, Instituto de Ingeniería de la UNAM.

ALEXANDRA OSSA LÓPEZ

Coordinación de Geotecnia, Instituto de Ingeniería de la UNAM.

MEDIO

Generación de la construcción y en la Ciudad

Por siglos, la industria de la construcción ha consumido una cantidad importante de re cursos naturales como agua, agregados pétreos producto de la trituración de roca, suelo, cemento y cal, los cuales son extraídos de minas, bancos naturales y canteras de roca. Con estos materiales se construyen a diario pequeñas y grandes obras de infraestructura en el mundo. En este artículo se aborda el tema de la generación y reciclaje de residuos de la construcción, particularmente en la Ciudad de México, y la legislación en la materia.

Como producto de sus actividades, la industria de la construcción genera toneladas de residuos que son denominados de construcción y demolición (RCD), que alcanzan cifras anuales del orden de 10 mil millones de toneladas (Wang et al., 2019).

En México, de acuerdo con la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat, 2020), la generación total estimada de RCD para el año 2018 fue de 10.15 millones de toneladas (véase tabla 1), lo cual representa un 0.70% del total de todos los tipos de residuos generados.

Desde 2019, tan solo en la Ciudad de México se generan un poco más de 14,000 toneladas de RCD por día (Rojas-Valencia y Aquino, 2016; NACMX-007-RNAT, 2019), es decir, aproximadamente 6.0 millones de tonela das al año, por lo que el manejo de éstos se ha converti do en un tema central para el desarrollo sostenible de la ciudad (Ding et al., 2016). De acuerdo con la Secretaría del Medio Ambiente de la CDMX (Sedema, 2018), las alcaldías que generan mayores volúmenes de RCD son Álvaro Obregón, Miguel Hidalgo y Benito Juárez (véase figura 1). La generación de RCD en la ciudad capital pro duce una demanda alta de espacios para su eliminación; sin embargo, solo existen algunos sitios de tratamiento regulados, lo que hace que una gran cantidad de estos residuos se transporte a otros estados o, en su defecto, se deposite en tiraderos clandestinos de RCD (TCRCD) y, por lo tanto, sus volúmenes no sean cuantificados.

Tabla 1. Estimación de la generación de RCD en México para el año 2018

Tipo de obra Generación (t) Generación (%) Edificación 1,593,512.64 16 Agua, riego y saneamiento 900,576.75 9 Electricidad y telecomunicaciones 536,280.50 5 Transporte y urbanización 3,880,234.01 38 Petróleo y petroquímica 1,049,782.31 10 Otras construcciones 2,192,936.43 22 Total 10,153,322.63 100

Fuente: Semarnat, 2020.

A pesar de las restricciones, las leyes y normas existentes en torno a la disposición de RCD en la CDMX, en 2010 la Procuraduría Ambiental del Ordenamiento Territorial (PAOT) reportó 168 TCRCD sobre terrenos baldíos y áreas ecológicas con alto valor ambiental, 55% de los cuales se encontraban sobre el suelo de conser vación (SC), importante para la provisión de servicios ecosistémicos y, en consecuencia, para el bienestar de los capitalinos. La eliminación inadecuada de residuos de construcción y demolición afecta al ambiente y la seguridad de las personas de diferentes formas. Como consecuencia de la obstrucción de drenajes naturales y artificiales, la contaminación de suelos con sustancias

de

de residuos normativa aplicable Ciudad de México

peligrosas, la generación de polvo y los asentamien tos humanos irregulares, entre otros, hay pérdida de servicios ecosistémicos, al incrementarse el riesgo de inundaciones; aumentan las enfermedades respiratorias y se dan enfrentamientos sociales, así como pérdida de la productividad de los terrenos dedicados a actividades agropecuarias o el abandono de tierras (Lomelí, 2022).

Legislación y normativa en materia de RCD

Existen diversas disposiciones legales relacionadas con los residuos de construcción y demolición. La Ley Gene ral para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos (LGPGIR) es de carácter federal. Su objeto es garantizar el derecho de toda persona al medio ambiente sano y propiciar el desarrollo sustentable a través de la preven ción de la generación, la valorización y la gestión integral de los residuos, así como prevenir la contaminación de sitios por efecto de estos y, en su caso, remediarlos. El reglamento de esta ley rige en todo el territorio nacional y las zonas donde la nación ejerce su jurisdicción. La ley establece una clasificación de los residuos en función de sus características y orígenes: residuos sólidos urbanos (RSU), residuos de manejo especial (RME) y residuos peligrosos (RP).

La Ley de Residuos Sólidos del Distrito Federal tiene por objeto regular la gestión integral de los residuos sólidos considerados como no peligrosos, así como la prestación del servicio público de limpia. Esta ley cla sifica los residuos sólidos como urbanos o de manejo especial, y en su reglamento se establece la forma de aplicación de la norma.

En el contexto de estas dos leyes, los residuos de construcción y demolición son un subgrupo de los resi duos de manejo especial.

La Ley Ambiental de Protección a la Tierra en el Distrito Federal tiene como principal objetivo definir los principios mediante los cuales se habrá de formular, conducir y evaluar la política ambiental de la ciudad,

así como los instrumentos y procedimientos para su protección, vigilancia y aplicación.

Por su parte, la Ley de Mitigación y Adaptación al Cambio Climático y Desarrollo Sustentable en la Ciudad de México busca reducir de manera gradual las emi siones producidas por sectores como el transporte, la generación y uso de energía, los residuos, la industria, el comercio, los servicios y la agricultura, con la meta de lograr cero emisiones para el año 2050.

La NOM-161-SEMARNAT-2011 establece los cri terios para clasificar a los RME y determinar cuáles están sujetos a plan de manejo; el listado de estos, el procedimiento para la inclusión o exclusión en dicho

Miguel Hidalgo casi 400,000

Figura 1. Alcaldías de la

más RCD (Sedema, 2018).

Generación de residuos de la construcción y normativa aplicable en la Ciudad de México

listado, así como los elementos y procedimientos para la formulación de los planes de manejo.

La NOM-083-SEMARNAT-2003 especifica la pro tección ambiental para la selección del sitio, diseño, construcción, operación, monitoreo, clausura y obras complementarias de un sitio de disposición final de residuos sólidos urbanos y de manejo especial.

La NACDMX-007-RNAT-2019 establece la clasifica ción y especificaciones de manejo para residuos de la construcción y demolición en la Ciudad de México. Esta

norma fue actualizada y sustituyó a la NADF-007-RNAT-2013.

Generalidades de la NACDMX-007-RNAT-2019

Con esta nueva versión de la norma se pretende fomentar y garantizar el reúso y reciclaje de los RCD produci dos en la entidad, e incentivar su co rrecta disposición final para con ello minimizar la generación de residuos y reducir los impactos generados por su inadecuada disposición. Esta nueva norma pretende, además, brin dar una guía para la formulación de planes de manejo de los residuos, así como definir especificaciones para las diferentes actividades de manejo de estos.

Asimismo, reclasifica las catego rías de RCD: elimina la de residuos mezclados con el fin de promover su separación (véase figura 2). Los residuos deberán seleccionarse de acuerdo con esta clasificación en su lugar de origen, y entregarse en los sitios autorizados por la Sedema o la autoridad ambiental competente. Los residuos peligrosos generados por actividades de demolición y cons trucción deberán disponerse bajo el marco jurídico aplicable.

La NACDMX-007-RNAT-2019 promueve maximizar el uso de los diferentes tipos de RCD mediante la inclusión de porcentajes parciales o totales en actividades de construc ción. Con base en dicha norma, todos los tipos de agregados reciclados pueden ser utilizados en obra o edi ficación en un 100%, por lo que no es necesario que los materiales en una obra tengan que ser vírgenes. Aquellos elementos que no son es tructurales pueden llevar agregados reciclados en su composición, tal como se describe a continuación.

Los residuos de concreto al 100% se pueden usar en bases y sub-bases; con el mismo porcentaje, los resi duos de concreto armado pueden utilizarse para bases hidráulicas en caminos y estacionamientos.

Los residuos pétreos al 100% se pueden usar para concretos hidráulicos para la construcción de firmes, ciclopistas, banquetas, guarniciones y mobiliario urbano.

Para terraplenes, pedraplenes, acostillamiento de tube rías, conformación de terrenos, rellenos de cimentacio nes y jardines se recomienda su uso en un 35 por ciento.

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm.

septiembre

Generación de residuos de la construcción y normativa aplicable en la Ciudad de México

Los agregados provenientes de mampostería o pétreos con recubri miento pueden emplearse al 100% en bases, sub-bases en camino y estacionamientos, construcción de andadores y trotapistas, bases para ciclopistas, firmes, guarniciones y banquetas. Estos materiales se emplean en un 35% para construc ción de terraplenes, pedraplenes, cobertura y caminos interiores de rellenos sanitarios; material para lecho, acostillamiento de tuberías y relleno de cepas; material para la conformación de terrenos, relleno en jardineras, relleno de cimentaciones, caminos de jardines y construcción de banquetas, guarniciones y bordillos.

Figura 4. Imágenes que ilustran los ladrillos-AR.

Finalmente, en el caso de los agregados pertene cientes a la categoría de asfálticos, se recomienda el empleo de un 90% para bases asfálticas o negras y diferentes concretos asfálticos elaborados en caliente, templados o tibios, o elaborados en frío. Para bases asfálticas espumadas y microcarpetas en frío, se reco mienda utilizar el 35 por ciento.

La NACDMX-007-RNAT-2019 indica además que los grandes, medianos y microgeneradores de RCD, así como los prestadores de servicios, deberán manejar dichos residuos siguiendo siempre las especificaciones definidas para la secuencia de actividades mostrada en la figura 3.

Los pequeños y grandes generadores, así como los demás actores del proceso tales como los centros de acopio, centros de transferencia, prestadores de servicios de recolección y transporte, plantas de reciclaje de residuos de la construcción y demolición deberán formular un plan de manejo de RCD que será verificado por una unidad de inspección.

En síntesis, la NACDMX-007-RNAT-2019 persigue los siguientes beneficios (Andrade-Castillo, 2021):

• Fomentar el reciclaje y tratamiento de los RCD

• Fomentar la construcción de elementos o estructuras con agregados reciclados

• Integrar los RCD a las cadenas económicas y de valor

• Reducir el depósito de RCD en áreas de conservación y valor ambiental

• Reducir las emisiones contaminantes generadas por el transporte y disposición de los RCD

• Definir las obligaciones de todos los encargados del manejo integral de RCD

Investigaciones en el ámbito del aprovechamiento de los RCD

En las coordinaciones de Ingeniería Ambiental y Geotec nia del Instituto de Ingeniería de la UNAM se llevan a cabo investigaciones con el objetivo de desarrollar y aplicar tecnologías o procesos que promuevan y per

mitan el uso o reciclaje de RCD, a fin de valorizarlos, reducir consumos de energía y lograr que sea mínima la cantidad que se desecha. En lo que sigue se enumeran algunos de ellos.

Diseño de ladrillos-AR

Los productos o especímenes se componen por restos de excavación (arcilla), residuos de tala y de construc ción triturados, integrados por un aditivo natural: una mezcla de agua con mucílago de nopal.

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 634 septiembre de 2022

Generación de residuos de la construcción y normativa aplicable en la Ciudad de México

Freyssinet de México Canal FreyMex freymex

C.H. MALPASO. Actualización de la seguridad de la presa por medio de reforzamiento, protección y monitoreo en tiempo real.

Figura 5. Otros usos de los RCD en las instalaciones del Instituto de Ingeniería, UNAM: a) gaviones y cilindros; b) jardi nes; c) relleno; d) banquetas.

Su elaboración se apega a las normas que rigen en el ámbito nacional en cuanto a dimensiones (NMXC038-ONNCCE-2004), resistencia a la compresión (NMX036-ONNCCE-2004), absorción de agua máxima inicial (NMX-037-ONNCCE-2005), características para uso estructural y no estructural (NMXC-441-ONNCCE-2013, NMX-C-404-ONNCCE-2005).

Concretos asfálticos

Estos concretos son elaborados con un ligante asfáltico, agregado pétreo convencional y diferentes porcentajes de agregados reciclados provenientes de la trituración de RCD tipo A (concreto simple) para las fracciones gruesas, y tipos A y D (concreto simple con fragmentos de mam postería con recubrimiento) para las fracciones finas.

Otros usos

Finalmente, en el II-UNAM se han utilizado los RCD para la construcción de gaviones, cilindros, banquetas y jar dines, tal como se puede ver en la secuencia fotográfica de la figura 5.

Conclusiones y recomendaciones

En México, cada día se trabaja con mayor interés y co nocimiento para hacer que la reutilización, el reciclaje y la valorización de los residuos de construcción crezca de manera exponencial para que las generaciones futuras tengan una mejor calidad de vida en cuanto a los recur sos naturales que nuestro país brinda, además de dejar a un lado la gran afectación al ambiente que se produce día con día explotando las reservas y contaminando.

Las iniciativas y la creación de leyes y normativa centradas en el reciclaje y la reutilización de RCD contri buyen a la generación de una cultura social y económica para la mejora y eficiencia de distintos proyectos en la ciudad.

La participación de la población es fundamental en el proceso de reciclaje de los residuos de la construcción, al ser generadora de residuos y consumidora de los materia les provenientes del reciclaje. La norma se emitió recien temente y, a decir de los dueños de las recicladoras, sólo se está reciclando alrededor del 5% de lo que se genera.

México se suma a países como Holanda, Dinamarca, España y Alemania, entre otros, que regulan la dispo sición de residuos de construcción. El reciclaje debe implementarse desde la concepción misma de un plan integral, que deberá adecuarse a cada situación parti cular considerando el impacto y consumo de recursos, teniendo en cuenta la composición de los residuos, la disponibilidad de mercados para los materiales recicla dos, la situación económica de la región, el clima político de la comunidad y la participación de esta

Referencias

Andrade-Castillo, I. (2021). Legislación y normatividad de residuos de la construcción y demolición en CDMX. 1er Encuentro Latinoamerica no de Residuos de la Construcción y Demolición.

Ding, Z., Y. Wang y P. X. W. Zou (2016). An agent based environmental impact assessment of building demolition waste management: con ventional versus green management. Journal of Clean Production 133: 1136-1153.

Lomelí, D. (2022). Estrategias para la sostenibilidad de áreas naturales protegidas mediante la reducción del impacto de tiraderos clandes tinos de residuos de construcción y demolición sobre los servicios ecosistémicos. Caso Ejidos de Xochimilco y San Gregorio Atlapul co, Ciudad de México. Tesis de maestría. Programa de Posgrado en Ciencias de la Sostenibilidad. Instituto de Ecología. UNAM.

Rojas-Valencia, M., y E. Aquino (2016). Sustainable adobe bricks with cons truction wastes. Waste and Resource Management 169: 158-165.

Wang, J., H. Wu, V. W. Tam y J. Zuo (2019). Considering life-cycle envi ronmental impacts and society’s willingness for optimizing construc tion and demolition waste management fee: An empirical study of China. Journal of Clean Production 206: 1004-1014.

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Generación de residuos de la construcción y normativa aplicable en la Ciudad de México

ITXASO ODÉRIZ

Maestra y doctora en Ingeniería Civil. Sus líneas de investigación relacionan las dinámicas de clima en gran escala con los procesos costeros en escala regional y local.

Investigadora de IH Cantabria en el grupo de Clima Marino y Cambio Climático.

RODOLFO

SILVA

Ingeniero civil con maestría y doctorado en Ingeniería Oceanográfica.

Investigador del II-UNAM; autor de más de 650 publicaciones arbitradas en áreas relacionadas con la ingeniería costera y oceanográfica.

INGENIERÍA

Variabilidad natural climática del oleaje y su importancia en la ingeniería costera en México

El oleaje es el principal agente que moldea las costas y un factor clave en el diseño y ope ración de infraestructura portuaria. La variabilidad interanual a multidecenal del clima afecta al oleaje y, por tanto, los impactos que este produce en la costa. Por ello, la integración de la variabilidad climática en la ingeniería costera a escala local es necesaria, pero rara vez se aplica en la práctica. En este trabajo se aborda el estudio de la variabilidad estacional y a largo plazo del oleaje desde una perspectiva climática en el litoral costero mexicano.

En la zona costera se presentan simultáneamente una gran variedad de oscilaciones con una génesis diferente, como las mareas astronómicas, los tsunamis y el oleaje. Estas oscilaciones, por un lado, determinan el diseño, la construcción y operación de proyectos marítimos y, por otro, la dinámica de los ecosistemas costeros. La zona costera es el ambiente más dinámico de la Tierra y la única región en todos los continentes donde inte ractúan simultáneamente fenómenos de origen terrestre, atmosférico y marino (Silva et al., 2017). Su adaptabilidad permite a las costas amortiguar la energía del oleaje, del viento y de las corrientes. Por ello, uno de los principales beneficios que brinda a la sociedad es la protección de sus habitantes, sus posesiones, su riqueza ecológica y sus medios de vida. Entre otros usos que las socie dades dan a las zonas costeras están los asociados a actividades turísticas y de transporte, al establecimiento de poblaciones, la minería, etcétera.

En la mayor parte de la costa mexicana el oleaje es el principal fenómeno que gobierna la dinámica costera. El oleaje es una oscilación generada por el esfuerzo cortante que el viento induce en la superficie del mar. A diferencia del viento, una vez generado el oleaje, éste puede viajar grandes distancias fuera de su zona de generación y se superpone a otras oscilaciones marinas, incluyendo oleajes que son generados en otras áreas, mareas y corrientes. La transformación y los efectos que el oleaje sufre y produce tiene varias escalas de tiem po: los estados de mar (del orden de las horas), oleaje

característico de una estación del año (meses), eventos extremos con un periodo de retorno determinado (dece nas de años) o variaciones naturales de largo plazo (de años a decenas de años). Estas últimas se diferencian del cambio climático en su causa. La Convención Mar co de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC) distingue entre el cambio climático, atribuible a las actividades humanas que alteran la composición atmosférica, y la variabilidad climática, atribuible a cau sas naturales.

La variabilidad natural está originada por patrones climáticos que son anomalías anuales y decenales a gran escala de la circulación oceánica y atmosférica. Las fluctuaciones naturales del clima tienen un impacto directo en el oleaje, ya que modifican las intensidades y frecuencias de los patrones de los vientos que los origi nan. Por ejemplo, los oleajes generados por tormentas en el Pacífico norte aumentan durante las fases positivas de la oscilación sur de El Niño (El Niño-Southern Oscilla tion, ENSO) y la oscilación decenal del Pacífico (Pacific Decadal Oscillation, PDO) (Bromirski et al., 2013). Ade más, como mencionan Odériz et al. (2021), la identifica ción de la variabilidad natural también es esencial para reducir las incertidumbres en las proyecciones de oleaje en escenarios de cambio climático por cuatro razones: la variabilidad natural puede a) enmascarar una señal de calentamiento global en zonas con alta fluctuación natural; b) impedir el éxito de proyectos de adaptación al cambio climático; c) amortiguar o amplificar los peligros

asociados

calentamiento global; y el cambio climático puede d) amplificar las fases de los patrones climáticos.

embargo, a pesar de su importancia, frecuente mente en la ingeniería se omite la importancia que tienen

variaciones climáticas. El trabajo del que aquí se da cuenta (Odériz et al., 2020) aborda la variación estacional y de largo plazo del oleaje en las costas de México.

Variabilidad climática del oleaje en México

caracterización

,

oleaje

la potencia

clima de oleaje en las costas mexicanas, Odériz

algoritmo

concluyeron

de vientos planetarios: vientos del oeste (oleajes extratro picales), vientos del sur (oleajes subtropicales) y vientos del este (oleajes tropicales). Los resultados mostraron que los tres influyen directamente en la costa de México.

A continuación se describe la variación estacional de estos climas. En general, los resultados muestran que los TCO, tanto los extratropicales como los sub tropicales, impactan en la costa del Pacífico mexicano con una alta variación estacional, mientras que la costa del Atlántico está influenciada durante todo el año por el TCO tropical. Como se muestra en la figura 1a, durante el invierno los TCO extratropicales impactan la costa del Pacífico mexicano. En esta época del año, sólo las costas de Guerrero y Oaxaca están influenciadas por los TCO subtropicales del sur. En verano, los TCO extratropi cales se limitan a la península de Baja California, Nayarit y Jalisco, y es el TCO subtropical el más dominante, que afecta a casi toda la costa del Pacífico. Ambos, los TCO subtropical y extratropical, giran en sentido horario entre 10º y 25º en invierno, respectivamente.

En el Golfo de México y el Caribe mexicano, el TCO tropical es el sistema predominante durante todo el año. En el verano, este TCO gira en sentido antihorario aproximadamente 20º.

Odériz et al. (2020) analizaron la variación natural estudiando los patrones climáticos de ENSO y PDO. Para los eventos ENSO, se calcularon las correlaciones entre el ONI (Oceanic Niño Index, índice oceánico de El Niño), la dirección mensual del oleaje (Dirm) y la potencia del oleaje (Pw) que se muestran en la figura 2b. Una co rrelación positiva (negativa) para Pw indica un aumento (disminución) de la potencia de las olas. Una correlación positiva (negativa) para Dirm indica una rotación de la dirección del oleaje en sentido horario (antihorario). El oleaje aumenta (disminuye) su energía y gira en sentido antihorario (horario) durante El Niño (La Niña) en la costa norte y central del Pacífico. Este comportamiento cambia hacia el sur de las costas del Pacífico; en la costa del Pacífico central, la potencia de las olas disminuye (au menta) y la dirección de las olas gira en el sentido horario (antihorario) durante El Niño (La Niña).

En cuanto al patrón climático multidecenal PDO, la respuesta del oleaje a la PDO muestra una relación similar a la del ENSO en la costa del Pacífico, lo que su giere que los cambios durante los eventos individuales del ENSO se amplifican o amortiguan cuando el ENSO ocurre simultáneamente con las fases del PDO. La in fluencia de ambos patrones climáticos es más débil en la costa del Caribe y Golfo de México.

Conclusiones

El trabajo presentado (Odériz et al., 2020) caracteriza el oleaje en una escala planetaria e identifica la manera en que el ENSO impacta a la energía que alcanza las costas mexicanas. Mediante un método estadístico de machine learning, el oleaje que llega a México se clasificó en tipos climas de oleaje (extratropical del oeste, subtropical del

u En la mayor parte de la costa mexicana el oleaje es el principal fenómeno que gobierna la dinámica costera. El oleaje es una oscilación generada por el esfuerzo cortante que el viento induce en la superficie del mar. A diferencia del viento, una vez generado el oleaje, este puede viajar grandes distancias fuera de su zona de generación y se superpone a otras osci laciones marinas, incluyendo oleajes que son gene rados en otras áreas, mareas y corrientes. La trans formación y los efectos que el oleaje sufre y produce tiene diversas escalas de tiempo: del orden de las horas, de meses, de años y decenas de años.

sur y tropical del este). Los resultados muestran que existe una bimodalidad (TCO extratropical y subtropical) muy clara en el centro del Pacífico mexicano causada por oleajes provenientes del sur (más intenso en el invierno del Hemisferio Sur) y oleajes provenientes del noroeste (más energéticos en nuestro invierno). En contraste, la variabilidad del clima de oleaje tropical (TCO tropical) en el Golfo de México y la Península de Yucatán es menor, comparada con la encontrada en la costa del Pacífico.

Además, se identificó que durante los eventos El Niño, los oleajes que llegan al Pacífico central y norte se intensifican y aumentan los impactos en las costas mexicanas; así se observó en 2015, durante el evento El Niño más intenso registrado, en Acapulco y otras zonas de América Latina (Godwyn-Paulson et al., 2020), donde oleajes provenientes del Hemisferio Sur impactaron las costas y generaron daños económicos. El PDO amplifica la señal de cambio del ENSO en el oleaje que alcanza las costas del Pacífico mexicano.

Los resultados muestran que el oleaje se ve afectado en dirección y potencia por patrones de largo periodo como son el ENSO y el PDO. Se debe tener en cuenta una mejor integración de estos fenómenos en la gestión costera de México para alcanzar el éxito de la infraes tructura costera, el bienestar de los ecosistemas, los servicios que estos proveen y la respuesta al cambio climático de sistemas humanos y naturales

Referencias

Bromirski, P. D., et al. (2013) Wave power variability and trends across the North Pacific. Journal of Geophysical Research: Oceans 118(12): 6329-6348.

Godwyn-Paulson, P., et al. (2020). Coastline variability of several Latin American cities alongside Pacific Ocean due to the unusual “sea swell” events of 2015. Environmental Monitoring and Assessment 192(8): 522.

Odériz, I., et al. (2020). Climate drivers of directional wave power on the Mexican coast. Ocean Dynamics 70(9): 1253-1265.

Odériz, I., et al. (2021). Natural variability and warming signals in global ocean wave climates. Geophysical Research Letters 48.

Silva R., M. L. et al. (2017). Aspectos generales de la zona costera. Institu to de Ecología, Instituto de Ingeniería, UNAM, Zofemat.

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IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm.

septiembre

Variabilidad natural climática del oleaje y su importancia en la ingeniería costera en México

JAIME KLAPP

Doctor en Ciencias (Física Teórica y Dinámica de Fluidos).

Departamento de Física, ININ.

OSCAR CRUZ CASTRO

Doctor en Ciencias (Ingeniería Oceánica).

SEPI, ESIA Zacatenco, IPN.

LEONARDO

DI G. SIGALOTTI

Doctor en Ciencias (Astrofísica).

Departamento de Ciencias Básicas, UAM Azcapotzalco

JOSÉ MARÍA CELA

Doctor en Ciencias (Ingeniería en Telecomunicaciones). Barcelona Supercomputing Center BSC-CNS, Campus Nord UPC.

Computación de alto rendimiento para la potenciación de energía eólica, petróleo y gas

La escasez de energía en el mundo y su uso ineficiente han generado precios más altos que han repercutido en las economías regionales. Para el caso de México, el índice de inde pendencia energética muestra que se consumió más energía de la que se produjo. En este contexto, la autosuficiencia energética es fundamental para el desarrollo de la industria en el país, que deberá enfrentar los nuevos desafíos de productividad y crecimiento económico.

La ingeniería civil cumplirá un papel destacado en cuanto al empleo de métodos numéricos ejecutados en supercomputadoras para analizar, por ejemplo, las condiciones producidas por los vientos para la operación de las turbinas eólicas, o para definir las posiciones ade cuadas para la perforación de pozos de petróleo y gas en yacimientos considerados medios porosos, que han sido descartados, así como para su posterior explotación.

A inicios de 2018, en el marco del proyecto de co laboración entre la Unión Europea (Proyecto Horizon H2020 núm. 828947) y México (Proyecto Conacyt-Sener Hidrocarburos, clave B-S-69926), titulado “ENERXICO: Supercómputo y Energía para México”, se han aplicado técnicas de computación de alto rendimiento (high per formance computing, HPC) en exaescala a diferentes si mulaciones de la industria energética de interés crucial en México. El proyecto ha reunido a los principales actores de la industria del país (como Pemex) y empresas ener géticas europeas que trabajan en el mercado mexicano para impulsar el desarrollo de herramientas de simulación de alto rendimiento de última generación y dar soluciones a sectores industriales tan importantes como el energé tico. Esta visión surgió a partir del análisis realizado en el marco del Acuerdo de París adoptado en diciembre de 2015 (ONU, 2015), donde se esperaba que la demanda mundial de energía experimentaría un gran crecimiento durante los 28 años comprendidos entre 2012 y 2040.

Actualmente, la escasez de energía en el mundo y su uso ineficiente han generado precios más altos, como lo experimenta la Unión Europea, que han repercutido en la economía de la región. Para el caso de México, el índice de independencia energética muestra una relación entre producción y consumo nacional de energía equivalente

a 0.72 en 2019 (SE, 2020), resultado que significa que se consumió más energía de la que se produjo en el país. En este contexto, la autosuficiencia energética es fundamental para el desarrollo de la industria en el país, que deberá enfrentar los nuevos desafíos de pro ductividad y crecimiento económico; es aquí donde la ingeniería civil será requerida en varios aspectos de su diseño y ejecución.

Por sus capacidades de procesamiento, las super computadoras permiten a los científicos e ingenieros ejecutar simulaciones más avanzadas y análisis de datos aplicados a diferentes sectores energéticos y llevar estas tecnologías rápidamente al mercado. Por ejemplo, hoy en día muchas empresas de energía están utilizando soluciones HPC para buscar nuevas fuentes de energía y mejorar aquellas relacionadas con el petróleo. Por otro lado, ENERXICO también ha investigado nuevas herra mientas de diseño de energía eólica para comprender y predecir las escalas de movimiento atmosférico para la operación y el rendimiento de aerogeneradores y parques en situaciones eólicas complejas.

HPC en la industria del petróleo y el gas

El negocio de la exploración del subsuelo se basa en determinar, con la mayor precisión posible, la ubicación

de nuevos yacimientos de hidrocar buros. Aunque hace varias décadas era razonable buscar en áreas donde el petróleo era abundante y probar sus posibilidades, cuanto más se ex plotaban estas regiones de “petróleo fácil”, menos funcionaba la estrate gia. Esencialmente, en el decenio de 1970 la búsqueda de petróleo nuevo sólo se hizo posible mediante la exploración geofísica. Los princi pios subyacentes fueron simples al principio: al emitir ondas sísmicas desde la superficie y escuchar el eco de las ondas, o las ondas reflejadas, se pudieron identificar varias capas.

Correlación de pozos en el intervalo de interés en el bloque y en los adyacentes

Interpretación sísmica de horizontes y fallas

Construcción del modelo estructural

Pemex Simuladores comerciales

Mapas de propiedades petrofísicas (porosidad, permeabilidad…), distribución de las arenas y espesores

Esta estrategia basada en datos tenía sus deficiencias. Por un lado, era difícil identificar las ubicaciones de los reflectores en la profundidad, porque las velocidades sísmicas no son constantes en el subsuelo. En segundo lugar, en áreas donde la geología era compleja, la interpreta ción obtenida fallaría. Ambos proble mas podrían mitigarse empleando diferentes “compensaciones” para cada emisor de la exploración; al tenerse una colección de receptores a diferentes distancias del emisor, las ondas tomaron diferentes caminos antes y después de reflejarse en la superficie. Un análisis geométrico cuidadoso de tales diferencias en los tiempos de viaje redujo las ambi güedades. Esencialmente, al agregar más datos y algo de computación, se podía obtener una mejor imagen del subsuelo. La tendencia hacia más datos aumentó considerablemente para abarcar la adquisición de datos 3D en los ochenta con varios azimuts y flujos de trabajo de procesamiento de datos más complejos que se convirtieron en estándar a principios de la primera década del siglo XXI. Sin em bargo, los algoritmos geofísicos clásicos se basaron en supuestos sólidos, con respecto a la distribución de la velocidad en el subsuelo o la planitud de los reflectores.

ENERXICO

Simulador BH (SPH)

Análisis de incertidumbre y cálculo del volumen original Generación de propiedades petrofísicas Escalamiento y análisis de datos

Identificación de la geometría del cuerpo de la arena

Generación de una guía para el establecimiento de propiedades petroquímicas

Figura 1. Diagrama de flujo para la construcción de un modelo geocelular.

Los yacimientos demasiado profundos o complejos eran más difíciles de caracterizar y, al mismo tiempo, la perforación profunda se volvió cada vez más cara.

Para eludir la mayoría de las limitaciones en geofí sica, se implementaron varios algoritmos de manera eficiente para que pudieran aplicarse a los levantamien tos geofísicos. Esto incluyó la migración en profundidad antes del apilamiento de Kirchoff ( pre-stack depth migration, PSDM) y la migración en tiempo inverso (re

verse time migration, RTM) (Gray et al., 2021). Ambos algoritmos podían mapear reflectores con precisión en el subsuelo, pero el costo computacional asociado era muy alto para ser manejado por estaciones de trabajo regulares. En el primer caso, las ondas sísmicas se con sideraron como rayos de flexión que podían interactuar con todas las estructuras del subsuelo. Como esto tenía que hacerse para cada par fuente-receptor, la cantidad de trazado de rayos fue enorme: la PSDM ya tuvo un impacto significativo en la capacidad de obtención de imágenes del subsuelo. Por otro lado, la RTM comenzó a tener un impacto en la última mitad de la década del 2000. En lugar de utilizar un enfoque de frecuencia infinita (rayos) para las señales sísmicas, utilizó el modelado

Computación de alto rendimiento para la potenciación de energía eólica, petróleo y gas

Figura 2. Terreno considerado Alya 17 para las simulaciones de terreno complejas (las elevaciones del terreno están coloreadas).

físico completo de ondas en medios 2D / 3D. Mediante el uso de un modelado cinemático basado en la física, se pudieron obtener imágenes de modelos geológicos de complejidad casi arbitraria, siempre que los modelos de velocidad subyacentes fueran lo suficiente mente buenos. PSDM y RTM, en todo caso, marcaron la ventaja para la adopción revolucionaria de HPC dentro de la industria del petróleo y el gas.

Desde entonces, varias empresas de petróleo y gas han aparecido regularmente en la clasificación de las 500 supercomputadoras con mayor rendimiento del mundo (top500.org), cuando muchos habrían esperado que los sectores aeroespacial, automotriz o de gran tecnología fueran las estrellas en tales listas; sin embargo, han sido los sistemas de petróleo y gas –dedicados princi palmente a imágenes sísmicas– los que han hecho las contribuciones principales en una lista que está llena principalmente de supercomputadoras estatales dedi cadas a la investigación y el desarrollo. Lejos de ser una anomalía en el tiempo, aún en 2020 podríamos contar con nueve sistemas HPC de petróleo y gas entre las 100 computadoras más rápidas del mundo.

La razón de la prevalencia de HPC en este sector se puede atribuir al desarrollo continuo de nuevas técnicas de imagen que han seguido haciendo un buen uso de la

supercomputación. El éxito de los geofísicos en la resolu ción de problemas marcará la relación continua de HPC y el sector petróleo y gas en el futuro, donde tecnologías novedosas como el aprendizaje automático plantean la posibilidad de ayudar, complementar o quizás incluso reemplazar varias tecnologías geofísicas actuales en el futuro próximo. La idea general se presenta en la figura 1.

HPC en la industria de la energía eólica

El desarrollo comercial de la energía eólica en las últimas décadas ha sido impulsado por continuas y progresivas mejoras en todos los aspectos del diseño, producción, instalación y explotación de aerogeneradores, al grado de tener actualmente aerogeneradores con capacidades de hasta 8 MW y 220 m de altura. El aumento en el tamaño y altura de las turbinas eólicas modernas ha desafiado nuestro conocimiento del funcionamiento de estas, por que las condiciones del viento cambian drásticamente del rango de 50-100 metros al de 100-300 metros sobre el suelo. En comparación con nuestra comprensión actual de la tecnología de turbinas en sí, aún falta la comprensión de las condiciones del viento a las que están expuestas las grandes turbinas eólicas. Esto se debe a la amplia naturaleza multiescala de las variaciones del viento y su interacción con el medio ambiente. Tal brecha de conoci

Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México

Computación de alto rendimiento para la potenciación de energía eólica, petróleo y gas

Figura 3. Instantánea de la velocidad del viento a 100 m sobre el nivel del suelo y a plano vertical usando modelos RANS (izquierda) y LES (derecha) a las 8 h (arriba) 12 h (centro) y 16 h (abajo).

miento tiene implicaciones significativas para el diseño y la construcción de turbinas eólicas, así como para la ope ración, mantenimiento y producción de energía durante la vida útil de estas máquinas. En consecuencia, abordar esta brecha de conocimiento es una contribución esencial para continuar la reducción de los costos de energía eóli ca que hemos visto en las últimas décadas. Esto permitirá a la UE cumplir su objetivo de energía renovable de al menos el 27% del consumo de energía y el compromiso de seguir reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero para lograr el objetivo de reducción del 40% para 2030 en relación con los niveles de 1990.

Una posible aplicación de lo anterior es considerar los pronósticos de energía eólica en diferentes escalas de tiempo, desde el corto plazo (reducción de escala meso-micro dinámico o estadístico) hasta estacional o decenal utilizando modelos climáticos globales. Una dirección viable en esta área es utilizar las metodolo gías de acoplamiento disruptivas entre modelos de microescala y mesoescala desarrolladas en el proyecto ENERXICO utilizando el código de simulación Alya (BSC CFD) (Avila, 2007; Vázquez et al., 2016), donde se han tomado en consideración tanto los desafíos relacionados con HPC como los aspectos numéricos / de modelado. Aquí se ha desarrollado un enfoque de acoplamiento

u El desarrollo comercial de la energía eólica en las últimas décadas ha sido impulsado por continuas y progresivas mejoras en todos los aspectos del di seño, producción, instalación y explotación de ae rogeneradores, al grado de tener actualmente aero generadores con capacidades de hasta 8 MW y 220 m de altura. El aumento en el tamaño y altura de las turbinas eólicas modernas ha desafiado nuestro co nocimiento de su funcionamiento, porque las condi ciones del viento cambian drásticamente.

que utiliza tendencias de mesoescala (Sanz et al., 2017), donde los datos de acoplamiento de mesoescala de los modelos ERA5 o WRF se obtienen extrayendo términos presupuestarios de mesoescala. A nivel de microes cala, las ecuaciones LES (large eddy simulation) se discretizan utilizando una formulación no estabilizada de elementos finitos, con un método de paso fraccio nario no incremental para estabilizar la presión, lo que permite una interpolación de igual orden para la presión y la velocidad.

Como ejemplo, para un dominio de microescala de 16 km × 16 km con una resolución vertical de 10 m y

Computación de alto rendimiento para la potenciación de energía eólica, petróleo y gas

una resolución tangencial de 35 m, la simulación aco plada WRF + LES (weather research and forecasting + large eddy simulation) presenta un sesgo normalizado promedio frente a las observaciones de menos del 4%, que es una gran mejora con respecto a las simulacio nes WRF puras con un sesgo típico del 30% (utilizando mallas de resolución de 3 km y dominios de 264 km × 264 km) (Sanz et al., 2021). La mejora está muy relacio nada con la capacidad superior del modelo acoplado de meso-microescala para introducir las altas frecuen cias provenientes del terreno en la solución general de mesoescala. Sin embargo, para lograr esta simulación se utilizan 2,000 unidades centrales de procesamiento (CPU) y se necesitan dos horas de CPU para obtener una hora de simulación (por lo tanto, se necesitarían ocho días de CPU para obtener los cuatro días de la campaña experimental). Dado que se utilizan mallas de 20 millones de nodos, el límite de la aceleración fuerte ya se alcanza en unas 4,000 CPU, por lo que no hay buenas formas de mejorar el tiempo de solución. Esto significa que, para obtener una simulación de un año, el usuario debe esperar un año.

Una posible solución es aplicar una estrategia parin-time (particionada en el tiempo), donde los datos de mesoescala se agrupan en bloques de dos días (uno para hacer girar la turbulencia local y el otro de simulación real); esta estrategia también es conveniente porque minimiza la posibilidad de que el modelo se desplace entre los dominios de microescala y mesoescala. Se podrían eje cutar los 365 días de un año en 365 bloques con un costo de dos días con aproximadamente 1.5 millones de CPU (esto es, 70 millones de horas de CPU). Esta aplicación es más probable que se implemente en una máquina de exaescala, donde podrían estar disponibles 70 millones de horas de CPU para su uso en solo un par de días. En las máquinas petaescala actuales, este tipo de traba jos suelen implementarse en proyectos HPC de un año de duración. Por lo tanto, la estrategia propuesta podría permitir evaluaciones anuales de los recursos eólicos

utilizando el acoplamiento de escala meso-micro en las próximas máqui nas de exaescala, y si el experimento ENERXICO (que usa solo cuatro días) se mantiene, el sesgo con las obser vaciones podría reducirse significati vamente (del 30 al 4% en condiciones extremas) (véanse figuras 2 a 4).

Conclusiones

El uso de plataformas HPC de exaes cala puede mejorar sustancialmente la fidelidad física de los modelos utilizados en el diseño de parques eólicos. Una posible aplicación es considerar los pronósticos de energía eólica en diferentes escalas de tiem po, desde el corto plazo (meso-micro dinámico) hasta estacional o decenal utilizando modelos climáticos globales. Los demostradores a pequeña es cala (que utilizan WRF + LES acoplados dinámicamente) indican que los errores en la predicción de la velocidad del viento podrían disminuir del 30% a menos del 4% al adoptar estas técnicas en terrenos complejos y condi ciones climáticas desafiantes.

El código empleado en simulaciones de yacimien tos de petróleo y gas ha sido modificado según las necesidades del proyecto ENERXICO, de manera que la tecnología con la que cuenta actualmente permitirá simular sistemas no isotérmicos con cambios de fa se, además de un gran número de sistemas físicos, incluyendo fenómenos que ocurren en la industria pe trolera. La implementación correcta de este modelo no isotérmico a la versión del código empleado permitirá realizar simulaciones de sistemas de gran tamaño o de alta resolución de millones de partículas en tiempos de cómputo relativamente cortos

Referencias

Avila, M, A. Gargallo-Peiro y A. Folch (2017). A CFD framework for offshore and onshore wind farm simulation. Journal of Physics: Con ference Series 854(1): 012002. Gray, S. H., J. Etgen, J. Dellinger y D. Whitmore (2001). Seismic migra tion problems and solutions. Geophysics 66(5): 1622-1640.

Organización de las Naciones Unidas, ONU (2015). United Nations Framework Convention on Climate Change. Paris Agreement: UN Climate Conference.

Sanz Rodrigo, J., M. Churchfield y B. Kosovic (2017). A methodology for the design and testing of atmospheric boundary layer models for wind energy applications. Wind Energy Science 2: 1-20.

Sanz Rodrigo, J., et al. (2021). The ALEX17 diurnal cycles in complex terrain benchmark. Journal of Physics: Conference Series 1934.

Secretaría de Energía, SE (2020). Balance Nacional de Energía 2019. Subsecretaría de Planeación y Transición Energética. Dirección General de Planeación e Información Energéticas. México. Vázquez, M., et al. (2016). Alya: Multiphysics engineering simulation toward exascale. Journal of Computational Science 14: 15-27. www.top500.org

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Computación de alto rendimiento para la potenciación de energía eólica, petróleo y gas

Figura 4. Contornos volumétricos de la velocidad del viento el 29/9/2018 usando LES (viento a baja velocidad: rojo oscuro; alta velocidad: blanco).

Proyecto Olmos en Perú

El Proyecto de Irrigación Olmos, en Perú, se diseñó con el objetivo de trasvasar más de 2,000 hm3/año de los ríos Huancabamba, Tabaconas, Manchara y Chotano, de la ver tiente del Atlántico, hacia la cuenca del río Olmos, de la vertiente del Pacífico, para la irri gación de 112,000 ha y la generación de energía a través de tres centrales hidroeléctricas con un total de 625 MW de potencia instalada.

El territorio peruano está dividi do en tres grandes vertientes: la del Pacífico drena las aguas que se generan en el lado occidental de la Cordillera de los Andes (sie rra occidental y costa), a través de 53 cuencas hidrográficas cuyos ríos desembocan directamente en el océano Pacífico. La superficie de esta vertiente representa el 22% del territorio nacional, pero la disponibilidad de recurso hídrico natural es muy baja (37,030 millones de metros cúbicos por año, menos del 2% del volumen de agua dulce del país). Paradójica mente, en esta vertiente, la más seca de las tres, vive más del 60% de la población y se consume el 87% del total de agua utilizada en el país.

Producción agrícola

Conducto Norte Conducto Central Conducto Sur Hidráulico Olmos V: 52.6 hm3 H: 30 m

Producción de energía

Central hidroeléctrica núm. 1 Salto bruto: 404 m

Central hidroeléctrica núm. 2 Salto bruto: 472 m

Conmutador 1,104

Trasvase de agua Embalse Limón V: 44 mmc hm3 H:

m

Túnel Trasandino L:

D:

Conducto Norte Conducto Central Olmos Tierras a incorporar Conducto Sur

La vertiente del Atlántico dre na las aguas que se generan en el lado oriental de la Cordillera de los Andes (sierra oriental y Amazonía) a través de 44 cuencas hidrográficas cuyos ríos dirigen sus aguas, ya fuera del territorio nacional, hacia el océano Atlántico. La superficie de esta vertiente representa el 74% del territorio de Perú, y debido a las abundantes lluvias en la selva alta y baja, esta vertiente dispone de más del 97% del volumen de agua del país.

Figura 1. Obras del Proyecto Olmos.

el ingeniero Charles Sutton lo propuso como un gran proyecto de irrigación para beneficiar tierras entre Cascajal y el valle del río Chancay que, por el reducido nivel de precipitación media anual de la zona y pese a la excelente calidad de los suelos, pueden calificarse como desérticos. Los estudios de Sutton se vieron frustrados por las lluvias extraordinarias del año 1925.

La vertiente del Titicaca es muy pequeña, apenas 4% del territorio peruano, y aporta el 0.5% del volumen total de agua hacia el complejo hidrográfico del lago Titicaca, a través de nueve cuencas. De los 103 millones de metros cúbicos de agua que se consumen en esta vertiente, la mayoría es para fines agrícolas (69%).

La idea de trasvasar las aguas del río Huancabamba (vertiente del Atlántico) para irrigar las pampas de Olmos (vertiente del Pacífico) fue concebida por técni cos peruanos desde principios del siglo XX. En 1924,

Entre los decenios de 1940 y 1950, los ingenieros Antúnez de Mayolo y Lizand Mercado incorporaron el componente energético al proyecto. En 1962, el presi dente de Perú firmó un convenio con el Fondo Especial de las Naciones Unidas a fin de efectuar, con el sistema de contrapartes, los estudios para la irrigación de Olmos.

Posteriormente, una consultora italiana elaboró los estudios de prefactibilidad y más tarde empresas sovié ticas ejecutaron el estudio definitivo de la primera etapa del Complejo Hidroenergético y de Irrigación de Olmos.

En septiembre de 1974 se creó la Dirección Ejecutiva del Proyecto Especial Olmos, y cuatro años después se concluyó el estudio de factibilidad técnico-económico (primera parte del estudio definitivo). En 1980 se auto rizó concertar operaciones de crédito y a convocar a concurso internacional de ofertas con financiamiento.

En el marco de la política de promoción de la inversión privada, el gobierno peruano encargó a la Agencia de Promoción de la Inversión la entrega en concesión del Proyecto Olmos.

Entre 1989 y 2000 se logró completar el avance de 6.2 km del Túnel Trasandino. En agosto de 2001, el gobierno autorizó el reinicio del proceso de concesión, y en febrero de 2006 se iniciaron oficialmente las obras del Proyecto Olmos en el frente oriental del Túnel Tra sandino con la ejecución de obras preliminares en el campamento.

Detalles del proyecto

Considerada una de las más complejas obras de inge niería del mundo, el Proyecto de Irrigación Olmos está localizado 850 km al norte de la ciudad capital de Perú, entre los departamentos de Lambayeque y Cajamarca.

Su finalidad es captar los recursos hídricos de los ríos Huancabamba, Tabaconas y Manchara, de la cuenca del Atlántico, para represarlos en el embalse Limón y luego derivarlos a través del Túnel Trasandino hacia la cuenca del río Olmos con el fin de irrigar tierras y generar energía (véase figura 1).

Para su concreción se enfrentaron condiciones muy adversas. Uno de los principales desafíos fue la cons trucción del túnel bajo la Cordillera de los Andes, con más de 20 km de longitud, ya que las excavaciones

llegaron hasta 2,000 m por debajo de la superficie de la montaña y estaban sujetas a condiciones geológicas imprevisibles.

Debido a la magnitud de las obras y a las inversiones requeridas, se optó por dividir el proyecto en dos etapas, la primera de las cuales constó de tres fases: trasvase, hidroenergía e irrigación. La primera fase comprendió la ejecución de la presa Limón, de 43 m de altura, y la construcción del Túnel Trasandino, de 9.3 km de lon gitud. La segunda fase se destinó al desarrollo de las centrales hidroeléctricas, y en la tercera se construyó la infraestructura para distribución de las aguas.

El volumen total de trasvase a pleno desarrollo del complejo será de 2,050 hm3 al año.

Las obras del proyecto se ejecutaron en paralelo desde dos grandes frentes de trabajo: oriente (bocato ma de captación, presa Limón y obras del sistema de desvío: aliviadero, estructura de purga y túnel de desvío) y occidente (perforación del Túnel Trasandino y túnel de la Quebrada Lajas).

Obras en los frentes

La bocatoma definitiva está ubicada aguas arriba de la presa Limón, en la quebrada Los Burros; tendrá uso cuando la presa Limón se eleve hacia su altura final de diseño (85 m en la segunda etapa). Consiste en la excavación y sostenimiento de un túnel de una longitud de 1.12 km y una sección 5.3 m.

La bocatoma provisional se ubicó al pie de la presa Limón; cuenta con dos compuertas para descargar hasta 42 m 3/s cada una y un conducto blindado de 320 m de longitud y 3.50 m de diámetro, que permite la interconexión con el Túnel Trasandino.

Figura 2. Presa Limón.

También se realizó la reubicación de 5.5 km del Oleo ducto Norperuano, debido a que la ubicación original generaba una interferencia importante para el proyecto.

La presa Limón permitirá embalsar 44 millones de metros cúbicos en total; se trata de una presa de enroca do con cara de concreto y núcleo impermeabilizante que demandó la utilización de un millón de metros cúbicos de diversos agregados para una altura de 43 m y una longitud de cresta de 350 m. El aliviadero es una estruc tura de concreto con conjunto de compuertas radiales con capacidad de evacuar 1,700 m3/s (véase figura 2).

La estructura de purga se encuentra al pie de la pre sa; tiene una capacidad de 350 m3/s y permitirá purgar el embalse en momentos de avenidas.

El túnel de desvío tiene una longitud de 210 m y una sección de 145 m2; permitió la derivación de las aguas del río Huancabamba para la ejecución de la presa Limón y, posteriormente, será parte de la operación del aliviadero y del sistema de purga.

El túnel de la Quebrada Lajas es una extensión la teral del Túnel Trasandino, con 525 m de longitud y una sección circular de 5.30 m de diámetro. Fue excavado y revestido para permitir la evacuación de las aguas trasvasadas a la Quebrada Lajas.

Por su parte, el Túnel Trasandino tiene una longitud de 19.3 km. La sección de perforación es de 5.33 m y tiene coberturas superiores a los 2 km. La excavación, en su mayor parte, se realizó mediante el uso de una máquina tuneladora.

Túnel Trasandino Cruzar la Cordillera de los Andes, con más de 2 mil metros de montaña por encima del túnel, en un plazo de 48 meses, fue un gran reto. Se utilizó para ello una máqui na tuneladora de última generación, con cabeza de corte de 5.3 m de diámetro, un peso que supera las 1,000 t y una longitud total de 320 m (véanse figuras 3 y 4).

A través del Túnel Trasandino, obra principal de este megaproyecto, se realiza el trasvase de los caudales desde la vertiente del Atlántico hacia la del Pacífico. De la longitud total del túnel, en años anteriores a 2014 se habían excavado de manera intermitente 5,437.88 m por el método convencional (drill and blast) en ambos frentes, oriente y occidente.

Para la excavación de los 13,871.57 m restantes por excavar, se había considerado utilizar el método me canizado TBM desde el sector occidente (salida) hacia la entrada del túnel (oriente); sin embargo, un intenso estallido de roca provocó daños a la tuneladora y hubo que suspender los trabajos por poco más de tres me ses. Durante la paralización de los trabajos por

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de México

Proyecto

Figura 3. Trazo del Túnel Trasandino.

Figura 4. Boca de salida del Túnel Trasandino en el sec tor occidental.

occidental, se reiniciaron excava ciones con método convencional por el lado oriente, y se sumaron 1,403.07 metros a los excavados anteriormente.

La sección del túnel es circu lar; está diseñado para un gasto de 42 m3/s en la primera fase del proyecto, con altura de la presa de 43 m, y 68 m3/s en la segunda fase, con 85 m de altura de la presa.

Las condiciones estructurales encontradas en el túnel estuvieron constituidas principalmente por fallas menores, zonas de fallas, zonas de fuerte fracturamiento y otras con intenso fracturamiento, que influyeron de manera importante en la estabilidad de la sección y en los procedimientos constructivos, y en varios tramos originaron sobreexcavaciones. Ocurrieron 16,139 estallidos de roca (rock bursts), que se manifes taron como violentas explosiones de diversa intensidad.

La boca de entrada del túnel se encuentra en la vertiente atlántica, en la margen derecha del río Huan cabamba. La boca representa una toma de agua en forma de embudo, incorporada a una torre inclinada, empotrada en la ladera. La conducción de agua hacia la toma se proyecta mediante un canal excavado en terrenos sueltos y rocas de dureza media. El umbral de toma se sitúa en la cota 1,122.00 msnm, con la viga superior de toma a la cota 1,133.0 msnm. La velocidad de la corriente de agua en la entrada del embudo será del orden de 1 m/s. Se estimó que no era conveniente la instalación de rejillas por no haber encontrado causas de una obstrucción total de vano de toma. El revestimiento del túnel es de concreto armado.

En cuanto al proyecto hidroeléctrico de 50 MW, ini cialmente iba a comenzar sus operaciones comerciales el 7 de octubre del 2020, pero el contratista pidió un plazo adicional invocando razones de fuerza mayor: “estado de emergencia” y retraso en la emisión de la licencia de construcción por parte del municipio de Ka ñaris, en la región de Lambayeque. Sin embargo, una vez otorgada la autorización, la empresa recurrió a una cláusula contractual en la que se estipula que las obras iniciarían cuando la fase de irrigación alcanzase el 75% de las tierras. El 28 de enero de 2022, el Ministerio de Energía y Minas emitió un comunicado prorrogando la fecha de entrega del proyecto hidroeléctrico hasta el 14 de octubre de 2026.

Estado actual del proyecto

Contra muchos pronósticos, el Proyecto de Irrigación Olmos se inauguró en octubre de 2014. Su costo, estimado originalmente en 185 millones de dólares, ascendió a 242 millones.

u Debido a la magnitud de las obras y a las inver siones requeridas, se optó por dividir el proyecto en dos etapas, la primera de las cuales constó de tres fases: trasvase, hidroenergía e irrigación. La prime ra fase comprendió la ejecución de la presa Limón, de 43 m de altura, y la construcción del Túnel Tra sandino, de 9.3 km de longitud. La segunda fase se destinó al desarrollo de las centrales hidroeléc tricas, y en la tercera se construyó la infraestructura para distribución de las aguas. El volumen total de trasvase a pleno desarrollo del complejo será de 2,050 hm3 al año.

Con el arribo de los caudales a las pampas de Ol mos, hoy en día se irriga una superficie de 43,500 ha de cultivos (véase figura 5), de las cuales 5,500 pertenecen a pequeños agricultores del valle antiguo de Olmos, que se dividen en parcelas de 5, 10 y 15 ha.

La iniciativa genera más de 25 mil empleos directos fijos, que en época de cosecha llegan hasta los 50 mil.

Las exportaciones agrícolas ascienden a 200 millo nes de dólares, y las inversiones suman alrededor de 2,000 millones de dólares

Elaborado por Helios Comunicación con información de las siguientes fuentes: arkin.mx

E. Ramos Aldana, Geología y geotecnia en la excavación con TBM del Túnel Trasandino – Proyecto Especial Olmos. Tesis para optar por el título de ingeniero geólogo. Universidad Nacional de Piura, 2014. M. Alegría. El Proyecto Hidroenergético y de Irrigación Olmos, s.f. Dis ponible en: www.academia.edu/29062587/CAPITULO_1_El_Pro yecto_Hidroenerg%C3%A9tico_y_de_Irrigaci%C3%B3n_Olmos

P. E. Espinoza, Desarrollo del Proyecto Olmos-Tinajones, Comité Na cional Español de Grandes Presas, s.f. www.peot.gob.pe www.regionlambayeque.gob.pe

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Proyecto Olmos

Figura 5. Tierras irrigadas en las pampas de Olmos.

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Nunca me abandones

2022

Octubre 12 al 14

Expo CIHAC 2022 Centro Impulsor de la Construcción y la Habitación Ciudad de México www.expocihac.com

Octubre 20 y 21 3er Simposio Internacional de Suelos no Saturados Universidad Autónoma de Querétaro y Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A. C. En línea www.smig.org.mx

Noviembre 7 al 11

XXX Congreso Latinoamericano de Hidráulica Asociación Internacional de Ingeniería e Investigación Hidro-ambiental (IAHR) Foz de Iguazú, Brasil www.xxx-congreso-latinoamericano-dehidraulica.com/es/

Noviembre 9 al 12

XXIII Congreso Nacional de Ingeniería Estructural “Tecnología en la ingeniería estructural”

Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, A. C. Zacatecas, México www.smie.org.mx

Kazuo Ishiguro Anagrama, 2005

Hailsham no es un centro penitenciario, tampoco una escuela de alto nivel, sino un centro de reclusión de los muchos diseminados por Inglaterra donde se retiene a los clones que, pasado el tiempo, servirán de auxilio a las “personas normales” del “mundo exterior” donando sus órganos y dando su vida.

Nunca me abandones nos expone ante estos clones y nos obliga a tomar partido. Una ambigüedad perfec tamente calculada y una trama capaz de presentarnos los muchos dilemas contenidos en esta cuestión nos acaba llevando, poco a poco, hacia la definición de una postura. ¿Son estos clones una forma de vida o no?, y si lo son ¿se le podría considerarse una forma de vida humana?, e independientemente de si es humana o no, ¿se merecería cualquier forma de vida un destino como el que nuestra humanidad ha escrito para ellos?

Kazuo Ishiguro consigue en esta novela una muestra pura de ciencia ficción, pues, sin artificios técnicos de ningún tipo, expone con crudeza un dilema moral de inminente futuro que acabará siendo imprescindible responder

Noviembre 16-18

XXVI Congreso Nacional de Hidráulica “La innovación y tecnología hacia la seguridad hídrica”

Asociación Mexicana de Hidráulica, A. C. Mazatlán, México www.congresoamh.com.mx

Noviembre 16 al 19

XXXI Reunión Nacional de Ingeniería Geotécnica y XXII Reunión Nacional de Profesores de Ingeniería Geotécnica Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A. C. Guadalajara, México www.smig.org.mx

2023

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

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