El sismo Mw 7.6 en Japón del 1 de enero de 2024
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Número 652, mayo de 2024
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OBRAS HIDRÁULICAS / PRESA FILTRANTE PARA DEPÓSITO DE JALES / ÓSCAR VEGA ROLDÁN
MEDIO AMBIENTE / IMPACTO DE LA SEQUÍA EN LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS / PEDRO R. SOTO NAVARRO
DESARROLLO / EL PAPEL DE LA SEGURIDAD HÍDRICA, DE CAMINO HACIA LA TRANSICIÓN ENERGÉTICA / YOLANDA VILLEGAS GONZÁLEZ Y ABAN ALONSO MORENO AGUILAR
TEMA DE PORTADA / INGENIERÍA SÍSMICA / EL SISMO Mw 7.6 DE LA PENÍNSULA DE NOTO EN JAPÓN DEL 1 DE ENERO DE 2024 / MANUEL J. MENDOZA LÓPEZ Y COLS.
LEGISLACIÓN / APLICACIÓN Y CUMPLIMIENTO DE LA NORMATIVA EN MATERIA DE RESIDUOS DE LA CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN EN LA CIUDAD DE MÉXICO / ALFONSO CHÁVEZ VASAVILBASO
/ IMPULSO DE LA MOVILIDAD ACTIVA AL INTERIOR DE BARRIOS /
/ BIM
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IC Ingeniería Civil, año LXXIV, número 652, mayo de 2024, es una publicación mensual editada por el Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C. Camino a Santa Teresa número 187, colonia Parques del Pedregal, alcaldía Tlalpan, C.P. 14010, Ciudad de México. Tel. 5606-2323, www.cicm.org.mx, helios@heliosmx.org
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Acerca de la portada. Instituto de Ingeniería, UNAM.
Mensaje del presidente
Un aporte profesional al país
En sus 78 años de existencia, el Colegio de Ingenieros Civiles de México se ha caracterizado por ser una organización gremial con un proceder institucional, tanto en su interior como en su relación con otras organizaciones técnicas, gremiales, académicas y con el poder público. Así sigue siendo hoy, en el contexto del proceso electoral más grande de la historia de México.
Constitucionalmente, nuestro colegio, como organización gremial de profesionales, tiene el compromiso de actuar como órgano de consulta y colaborar con las autoridades de los tres niveles de gobierno en materia de nuestra competencia: la ingeniería civil y el desarrollo de infraestructura.
Dicho compromiso se cumple con el esfuerzo profesional, desinteresado y cotidiano de los socios y especialistas que integran los distintos grupos de trabajo que componen el CICM, particularmente los 13 comités técnicos: Infraestructura, Planeación, Agua, Energía, Infraestructura del Transporte, Desarrollo Urbano y Turismo, Medio Ambiente y Sustentabilidad, Financiamiento, Gerencia de Proyectos, Resiliencia de la Infraestructura, Normatividad y Enlace Legislativo, Seguridad Estructural y Tecnologías para la Infraestructura.
Una vez que asuma sus funciones el gobierno surgido de las urnas el 2 de junio, e incluso durante el proceso de transición, los ingenieros civiles mexicanos estaremos en la mejor disposición, como siempre, no solo por compromiso sino también por convicción, de presentar nuestras propuestas y capacidades como un aporte profesional orientado a responder a las necesidades que nuestro país tiene que atender en el ámbito de las múltiples exigencias de infraestructura, para generar mejores condiciones de vida para las y los mexicanos.
Mauricio Jessurun Solomou Presidente del XL Consejo Directivo
XL CONSEJO DIRECTIVO
Presidente
Mauricio Jessurun Solomou
Vicepresidentes
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J. Jesús Campos López
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Juan José Orozco y Orozco
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Alejandro Vázquez López
Primer secretario propietario
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Primer secretario suplente
Carlos Francisco de la Mora Navarrete
Segundo secretario propietario
Luis Enrique Montañez Cartaxo
Segundo secretario suplente
Salvador Fernández del Castillo Flores
Tesorera
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Subtesorero
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CARLOS SANTILLÁN DOHERTY
Coordinador del Comité Técnico de Planeación del CICM.
Visualizar el futuro posible e ir decantando proyectos concretos
El papel de la planeación de la infraestructura es imaginar un país donde los derechos humanos se satisfagan, y muchos de esos derechos humanos dependen de la infraestructura: de que el agua se canalice, que el drenaje desfogue el agua, que haya comunicación, que haya conectividad, que haya energía, etcétera.
Ingeniería Civil (IC): La necesidad de planeación es un principio que el Colegio de Ingenieros Civiles de México ha expresado desde hace décadas. ¿Cuál es el balance que se ha hecho en el Comité Técnico de Planeación para formular un enfoque distinto que permita lograr resultados, especialmente frente a las autoridades?
Carlos Santillán Doherty (CSD): Bueno, esto es válido tanto para el sector público como para el empresarial. En el caso del sector público es doblemente importante, y por desgracia desde mediados de los ochenta se han ido desmantelando capacidades del Estado para planear y no se han repuesto hasta la fecha. Apenas durante este sexenio vimos la publicación en el Diario Oficial de un lineamiento de la Secretaría de Infraestructura, Comunicaciones y Transportes para la planeación de vías terrestres, que quedará a cargo de la Dirección General de Servicios Técnicos.
IC: Se plantean tres factores importantes a la hora de planificar: la rentabilidad social, la rentabilidad económica y el cuidado del medio ambiente. ¿Será necesario abordar un factor adicional… comenzar por un proyecto de nación, qué país quieren los mexicanos para los próximos 10, 20 años, antes de pensar en cuáles obras de infraestructura, dónde, cuándo y para qué? ¿Por ejemplo, desarrollar las grandes ciudades, optar por generar desarrollo en las pequeñas y medianas buscando un desarrollo equilibrado por regiones?
CSD: Totalmente. Ese es el aporte esencial de la planeación: visualizar ese futuro posible e ir decantando proyectos concretos a los cuales –estos sí– pasar por los tres filtros que se mencionan, es decir, a partir de un modelo de país ideal, producto de un ejercicio de planeación, formular proyectos para lograrlo, pero que
sean rentables, que tengan un impacto social favorable y no negativo para el medio ambiente. La planeación, entonces, nos permite visualizar el futuro, diagnosticar e imaginar posibles situaciones, lo que se traduce en la necesidad de proyectos concretos –sostenibles– de infraestructura.
IC: ¿En la misión del Comité de Planeación del colegio se está considerando el proyecto de nación?
CSD: Se está considerando como cuarto filtro, aunque en realidad es el punto de partida: una visión de país. Ese es el papel de la planeación de la infraestructura: imaginar un país donde los derechos humanos se satisfagan, y muchos de esos derechos humanos dependen de la infraestructura: de que el agua se canalice, que el drenaje se desfogue, que haya comunicación, que haya conectividad, que haya energía, etcétera. Entonces, sí lo tenemos visualizado así. En el Comité Técnico de Planeación la cartera de proyectos no es la prioridad. Es más del interés de otros comités de áreas específicas como el sector hídrico, el desarrollo urbano, la energía…
IC: ¿Cuáles han sido los proyectos más significativos que ha trabajo el comité en los últimos años?
CSD: Nuestra prioridad es plantear, impulsar y lograr un Sistema Nacional de Planeación; desde hace años ha habido esta inquietud en el sector de la infraestructura en general y lo abordan mucho otros organismos, por ejemplo la Cámara Nacional de la Industria de la Construcción, la Cámara Nacional de Empresas de Consultoría y el Instituto Mexicano de Ejecutivos de Finanzas, entre otros. Ha habido siempre una inquietud por crear un Instituto Nacional de Planeación. Nosotros vamos un poco más allá: en lo que estamos pensando
es en un Sistema Nacional de Planeación que articule y logre sinergias para una planeación y desarrollo de la infraestructura más efectivos.
IC: ¿Cómo distingue uno del otro?
CSD: En muchas de las visiones sobre estos organismos está la idea de crear una suerte de entidad no gubernamental que esté actuando, señalando lo que hay que hacer. A nosotros nos parece que eso no se articula con las estructuras y el marco jurídico que tiene el país. Pensamos que debe ser un sistema, un conjunto de elementos, tanto públicos como privados, que se articulen en forma sistémica y conduzcan a la planeación de infraestructura. Esa es la principal diferencia.
En el Comité de Planeación del CICM consideramos por ejemplo –y esto sigue en discusión interna– que en el gobierno haya una dependencia para la planeación de la infraestructura y otra dependencia de formulación de proyectos que se haga cargo de los estudios de ingeniería básicos; de determinar las especificaciones y hacer que los proyectos cumplan con los tres criterios que mencionaba; de licitarlos, de operarlos, de mantenerlos. Por parte del sector no público nuestra idea es que exista una agencia de infraestructura, como se ha planteado antes, pero interactuando –o al menos influyendo positivamente– con estas otras instancias públicas que acabo de mencionar.
IC: ¿Qué oportunidades ve el comité para los próximos años, especialmente en términos de innovación y tecnología en la ingeniería civil?
CSD: Permítame ampliar mi respuesta anterior. Otra cosa que hemos notado en la iniciativa que ha habido desde hace muchos años con respecto al Instituto de Planeación de Infraestructura es que no ha trascendido más allá de la elaboración de la idea. Distintos organismos la han formulado muy elocuentemente, pero no se ha concretado. Consideramos que sí, ya estamos de acuerdo en ello, ahora debemos avanzar en concretar, es decir, por ejemplo, hacer un ejercicio de planeación estratégica en el que se defina, entre otros aspectos, su propósito y la visión que tenemos de él. También plantear su forma de operar, su configuración jurídica, los servicios o productos que debería ofrecer, su forma de abordar la comunicación social, en fin, pensamos que para ello deben reunirse todos los actores involucrados: académico, empresarial y público, en una especie de “Alianza por la Infraestructura” y desplegar estas acciones puntuales. Y con respecto a su siguiente pregunta, justamente discutíamos en una reunión muy reciente algo que me llamó mucho la atención: este proceso de planeación puede tomar tiempo y hacerse engorroso. Por ejemplo, imagínese un gobierno municipal que tiene tres años para planear y ejecutar: es muy poco tiempo. Incluso en proyectos grandes para el gobierno federal y estatal, en proyectos que tienen una vida útil de unos 50 años… tres o seis años es muy poco tiempo. Las
nuevas tecnologías, como el modelado de proyectos, el BIM, la inteligencia artificial, pueden ayudar pero deben participar los ingenieros civiles y otros profesionales.
IC: Trajo a colación un tema de la mayor relevancia cuando habló de los factores y los niveles de gobierno. ¿No debe analizarse la necesidad de ajustes en materia legislativa?
CSD: Sí, definitivamente.
IC: ¿Qué estuvieron viendo al respecto?
CSD: Tenemos un marco legal que no considera la naturaleza de la infraestructura. Contamos con una Ley General de Planeación pero deberíamos contar, además, con una Ley de Infraestructura, puesto que la infraestructura tiene una naturaleza distinta a otros aspectos de la planeación general que requiere un país. En primer lugar, el ciclo de desarrollo de la infraestructura es muy amplio en el tiempo, entonces, normalmente el Poder Ejecutivo no se interesa mucho por proyectos que no va a ver ejecutados en su ejercicio administrativo, y por ello los planes de infraestructura van quedando cortos, a partir de una visión limitada a un periodo de gobierno. Ello impide formular –y ejecutar– esa visión de país a 20, 30 o más años, como usted planteó.
IC: ¿El Comité de Planeación ha analizado alguna posible propuesta en materia de ajustes legislativos, legales?
CSD: No específicamente. Estamos trabajando en el Sistema Nacional de Planeación. Seguramente un producto o un subproducto de este sistema va a tener que abordar el marco regulatorio, de tal suerte que se incorpore la visión de largo plazo y la institucionalización de los organismos y dependencias necesarios, ejecutivos, para hacer realidad el proyecto de nación y el desarrollo de la infraestructura que dicho proyecto demande.
Hay ahora un lineamiento de la SICT para la planeación de vías terrestres.
IC: ¿Cómo aborda el comité los riesgos y la mitigación de problemas potenciales en la planeación de la infraestructura, los temas ambientales, el derecho de vía, la conformidad de las comunidades…?
CSD: Trabajamos en ello. Consideramos que, si se le diera a la planeación la relevancia y atención que merece, la gran mayoría de los problemas que se presentan frente a la construcción de infraestructura no ocurrirían. Digamos que la función de la planeación es identificar los proyectos correctos, esto es, los que la gente va a recibir bien, por los beneficios directos o indirectos que les aporten, siendo el impacto a su medio ambiente algo ya de su principal interés.
IC: Existe la necesidad de planificar en función de las condiciones y características específicas de cada país, pero hay muchas experiencias internacionales de las cuales se puede partir para facilitar el trabajo. ¿Qué opinión tiene al respecto? ¿Tiene el Comité Técnico de Planeación del CICM interacción con otras instituciones nacionales o internacionales, públicas, gremiales, empresariales y académicas?
CSD: Sí. La planeación debe tener alcance nacional, pero debe formularse a partir de las necesidades regionales y locales. La Ley General de Planeación permite, en su proceso de calificación por parte de la Cámara de Diputados, considerar los intereses regionales y locales. Nos interesa trabajar con el nivel ejecutivo y con la representatividad de la población, que es la Cámara de Diputados y las instancias equivalentes en los municipios. Pero esto no quiere decir que no busquemos experiencias fuera de México. Si bien no lo hacemos aún institucionalmente, sí tenemos motores de búsqueda
Si se le diera a la planeación la relevancia y atención que merece, muchos problemas que se presentan frente a la construcción de infraestructura no ocurrirían.
que están detectando publicaciones en el mundo que hacemos disponibles para los integrantes del CICM. También ocasionalmente tenemos contacto con extranjeros, aunque por relaciones personales de algunos de nuestros socios, que sin duda debemos formalizar institucionalmente.
IC: Entonces, ¿el Comité tiene interacción con el Poder Ejecutivo y también con gobiernos estatales y municipales?
CSD: No formalmente, porque nuestro Comité de Relaciones Gubernamentales se encarga de eso. Como Comité de Planeación hemos mantenido acercamientos y sesiones de trabajo con quienes hacen la planeación en los Institutos Municipales de Planeación, en los Institutos Estatales de Planeación, pero son invitaciones esporádicas que hacemos a nuestras sesiones mensuales, a las cuales acuden para exponer lo que están trabajando y la manera en que lo están haciendo. Sí resultaría interesante poder articularse más en el trabajo de estos organismos y poder incidir. Ahí trabajaremos con nuestro Comité de Relaciones Gubernamentales, en el CICM, para estrechar institucionalmente esos lazos, sobre todo ahora, al inicio de la nueva administración federal, que está obligada por ley a elaborar el Plan Nacional de Desarrollo. Deberíamos interactuar e influir positivamente en su formulación, sobre todo por lo que toca a infraestructura física, como lo mandata la Ley General de Planeación, y luego colaborar con el Congreso y con las distintas dependencias del gobierno federal para su aprobación.
IC: Las nuevas tecnologías tienen un papel cada vez más importante. Sin embargo, nunca debería dejarse de lado el valor de la experiencia de los ingenieros, de las generaciones anteriores, que aportan no solamente su conocimiento sino su experiencia. Además, ¿no considera necesario para que haya un buen trasvase generacional la participación de ingenieros jóvenes en todas estas actividades?
CSD: Sí, sin duda es muy necesario. Yo quiero ocuparme en atraer el interés de los jóvenes ingenieros e ingenieras, luego de casi 30 años en que se ha estado desmantelando la capacidad de planeación del Estado, ya que ese desmantelamiento impacta de alguna manera en las instituciones de formación de ingenieros, y a los estudiantes quizá el tema de la planeación se les haga lejano, o poco trascendente: no se imaginan especializarse en planeación porque quién los va a invitar a trabajar si no hay una instancia de planeación que los convoque.
IC: Antes usted se refirió al aspecto legal, ahora lo hace al académico. ¿De qué manera se deberían ajustar los planes de estudio para que el tema de la planeación sea considerado de manera destacada, incluso como una materia específica?
CSD: Es un asunto que debemos abordar. Cuando estudié la carrera de Ingeniería Civil en la Facultad de Ingeniería de la UNAM tomé el curso de Planeación, un curso de un semestre, no había más al respecto. Sí habría que impulsar el tema de planeación de la infraestructura para conectar a los alumnos con la necesidad de siempre visualizar un futuro para el país.
IC: ¿Se están realizando reuniones conjuntas con el Consejo Académico del CICM para abordar este tema?
CSD: Se han hecho. Deberemos trabajar más en ello.
IC: ¿Cuáles son las prioridades que tiene hoy el Comité Técnico de Planeación?
CSD: Avanzar en la creación de estos organismos de planeación de los que hemos hablado, avanzar en la Alianza por la Planeación de la Infraestructura y formalizar y activar una especie de consejo, y que no quede solo en palabras, que no solo se firme un documento o un convenio, sino que se ponga en marcha.
IC: ¿Qué iniciativa está implementando el Comité de Planeación para fomentar hacia fuera y con otros comités técnicos del CICM el tema de la sostenibilidad y las prácticas ecológicas en la ingeniería civil?
CSD: Por convicción, y porque tenemos la instrucción desde nuestro Consejo Directivo, observaremos los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS, ONU), que consideran estas cuestiones. Para aterrizarlo, deberemos filtrar toda nuestra actividad y productos con la óptica de los ODS. Por otro lado, nuestros artículos en la revista IC y en El Universal, nuestro Foro de Planeación, nuestra participación en el Congreso Nacional de Ingeniería Civil deben ser abordados desde esta óptica. En lo personal, me gustaría contar en el CICM con una especie de observatorio del Sistema de Información de los ODS (del Inegi; se pueden ver en el sitio agenda2030.mx/#/home) para formular recomendaciones desde la ingeniería civil.
IC: ¿De qué manera motivaría a los ingenieros civiles más jóvenes (y no solamente a ellos) para participar en el Comité Técnico de Planeación y en los demás?
CSD: Una primera motivación debe ser el proyecto de nación; otra, la posibilidad de conocer y aprender de los ingenieros civiles de mayor conocimiento y experiencia que participan en el CICM, y más específicamente en los comités técnicos: ingenieros que han resuelto retos verdaderamente complejos en el país. Y una más es que tendrán la libertad de participar, según sus intereses, en las actividades del comité, así como de impulsar sus iniciativas.
IC: ¿Cómo opera el Comité Técnico de Planeación?
CSD: Mi función es coordinar, no dictar, no bajar línea. En ese sentido, tenemos varios espacios de trabajo al interior del comité, donde los integrantes pueden tomar iniciativas y desarrollar ideas o inquietudes; mi papel es
u Ha habido siempre una inquietud por crear un Instituto Nacional de Planeación. En el Comité de Planeación del CICM vamos un poco más allá: pensamos en un Sistema Nacional de Planeación que articule y logre sinergias para una planeación y desarrollo de la infraestructura más efectivos. Que en el gobierno haya una dependencia para la planeación de la infraestructura y otra dependencia de formulación de proyectos que se haga cargo de los estudios de ingeniería básicos; de determinar las especificaciones y hacer que los proyectos cumplan con los tres criterios que mencionaba; de licitarlos, de operarlos, de mantenerlos.
motivar para que desarrollen lo que quieran producir. También impulsamos la coordinación con otros comités técnicos en temas que estamos trabajando. Aprovecho para hacer una invitación a los lectores de la revista a que se propongan como integrantes del Comité de Planeación y de los demás comités técnicos del CICM, en particular a jóvenes ingenieros e ingenieras miembros del CICM.
IC: ¿Tiene alguna reflexión final o comentario?
CSD: Sí, con gusto. México requiere una visión de largo plazo que considere la rentabilidad social, económica y ambiental de los proyectos de infraestructura. El Comité Técnico de Planeación propone un sistema que articule a los actores públicos y privados para una planeación y desarrollo de la infraestructura más efectivos. Se necesita una Ley de Infraestructura Física que reconozca la naturaleza distintiva de esta y establezca un marco regulatorio adecuado, no solo pensando en la obra sino en todas las fases del ciclo de desarrollo de la infraestructura. Si estamos pensando en el largo plazo, es fundamental involucrar a las nuevas generaciones de ingenieros en la planeación de la infraestructura para asegurar la transferencia de conocimiento y experiencia. Solos no podemos; se propone crear una alianza entre los sectores académico, empresarial y público para impulsar la planeación y gestión, en general, de la infraestructura en México. Se debe también utilizar la tecnología para mejorar la eficiencia y la calidad de la planeación de la infraestructura. Se invita a los ingenieros y a las ingenieras civiles, especialmente jóvenes, a participar en el Comité Técnico de Planeación y en los demás comités técnicos del CICM.
La planeación de la infraestructura es un tema crucial para el desarrollo de México. Es necesario que todos los sectores de la sociedad trabajen juntos para crear un sistema de planeación efectivo que permita construir un futuro mejor para el país
Entrevista de Daniel N. Moser.
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ÓSCAR
VEGA ROLDÁN
Ingeniero civil y maestro en Ingeniería.
Presidente y director general de CIEPS Consultores, SA de CV. Miembro Emérito del CICM. Perito profesional en Obras Hidráulicas y Gerencia de Proyectos. Profesor de la FIUNAM durante 65 años.
OBRAS HIDRÁULICAS
Presa filtrante para depósito de jales
Los propósitos de formar un depósito de jales son retener los jales sólidos del proceso metalúrgico y recuperar la mayor cantidad de agua posible del depósito de la manera más eficiente. Considerando los problemas en general de una obra de contención, se planteó un nuevo enfoque: una presa filtrante. La ingeniería de presas lleva al proyecto y construcción de presas de almacenamiento, pero ahora el objetivo es otro: no almacenar el agua, sino dejarla pasar.
Palabras clave: presa, jales, minería, proyecto, seguridad, filtración.
En México se les llama “jales” a los residuos mineros; la palabra proviene del náhuatl xalli (se pronuncia shal-li), que significa “arena”.
Las grandes minas modernas explotan a cielo abierto yacimientos que frecuentemente tienen una ley del orden de apenas algunas milésimas, lo que influye en todo el proceso minero-metalúrgico. Por ejemplo, si la ley de un yacimiento de cobre es del 0.5%, de una tonelada del material del yacimiento se obtienen únicamente 5 kg de cobre, y los restantes 995 kg son residuos. El cobre por extraer se encuentra prácticamente diluido dentro del material del yacimiento, por lo que los procesos para separarlo resultan complicados.
Al avanzar en la explotación del yacimiento, la mina va creando un hoyo o agujero en el terreno, que va creciendo en extensión y profundidad por la propia explotación. A este agujero se le llama “tajo abierto”. En pocos años, el tajo de una gran mina alcanza varios kilómetros de diámetro y cientos de metros de profundidad (figura 2); el material que se extrae se obtiene en grandes piedras o rocas que se transportan a las instalaciones en que se separa el mineral buscado. El
transporte se realiza por medio de camiones con capacidad de hasta 400 t; una gran mina ocupa decenas de estos camiones cada hora.
El material extraído se lleva a máquinas quebradoras, que reducen las grandes piedras a granos de solo algunos centímetros de diámetro. Estos granos son sometidos a una “molienda” dentro de los “molinos”, grandes cilindros metálicos giratorios en que se usan esferas de acero para disminuir el tamaño de los granos mediante el golpeteo continuo. En la molienda se utiliza agua en gran cantidad, para reducir el calor que se genera y para el transporte de los granos. El producto final es un material granular muy pequeño, limos y arenas finas, que salen dentro del agua del proceso en una proporción tal que el resultado se puede correctamente describir como “agua con material en suspensión”.
El siguiente paso consiste en la separación y retiro de los granos que contienen el mineral que se busca. Por la muy baja ley del yacimiento, solo unos pocos granos contienen el mineral deseado; por ejemplo, si la ley es del 0.005, solo cinco de cada mil. Para lograr esa separación y la consecuente obtención de los granos
Figura 1. Presa y depósito de jales de Buenavista del Cobre, Cananea, Sonora.
Figura 2. Gran mina a tajo abierto.
aprovechables se utiliza un método llamado “flotación”, que consiste en llevar el agua con los granos a tanques en los que se añaden ciertos productos químicos y además se agita fuertemente el líquido. Las reacciones de los granos ante esos químicos hacen que los que contienen el mineral deseado generen hidrofobia, o aversión hacia el agua, y crean una burbuja alrededor del grano, llena del gas producido por las reacciones químicas, que impide que ese grano esté en contacto con el agua como lo están los demás. Las burbujas flotan, y la espuma sube a la parte alta del tanque y es recuperada para llevarse al siguiente paso, en el que finalmente se obtendrá el mineral. Los granos restantes, 995 de cada 1,000, son los jales sólidos, que quedan dentro del gran volumen de agua utilizado y deben depositarse en algún lugar en que no causen daños.
A la mina le conviene volver a usar el agua, por lo que los jales se envían a unos espesadores, de los que se recupera gran parte de ella, y el residuo sigue siendo agua con jales, en una proporción en peso del orden de 1:1, lo que en volumen equivale casi a 3:1, por la densidad de los sólidos. Este residuo se conduce al depósito final de los jales usando el agua como medio de transporte y, ya en el depósito, los jales sólidos tienden a sedimentarse, lo que hace posible recuperar otra parte del agua, en general mediante bombeo.
Depósito de los jales
Los residuos de una gran mina se producen en cantidades muy importantes. Por ejemplo, supongamos una mina que produce al año 100,000 t de algún metal, que proviene de un yacimiento con una ley del 0.5. Con esa ley, los jales sólidos son unas 55,000 t diarias, con un volumen de unos 20,000 m3, lo que equivale a algo más de 7 millones de metros cúbicos por año; el volumen anual de agua y sólidos llegaría a unos 27 millones de metros cúbicos. Para un tiempo de explotación de 30 años, el volumen sería de más de 800 millones de metros cúbicos. Como punto de comparación, esto es el doble
de la capacidad total de la presa de Valle de Bravo, de 395 millones de metros cúbicos.
El ejemplo nos hace ver que el volumen de jales de una mina grande ocupa un espacio semejante al embalse de una gran presa de almacenamiento, lo que requiere un terreno amplio, similar a un vaso, que se cierra construyendo como obra de contención una cortina o presa propiamente dicha.
Obra de contención
Es común que las grandes mineras intenten aprovechar material proveniente de los jales sólidos para constituir la obra de contención y así formar el vaso de almacenamiento de los jales restantes. Mediante el uso de equipos llamados “ciclones” se separa la fracción gruesa de los jales (arenas) de la fracción fina (limos). La obra de contención se va construyendo con las arenas, en tanto que los jales finos van quedando depositados en el vaso topográfico delimitado por dicha obra. La estabilidad de la cortina de arena requiere un talud del orden de 4:1 o aún más tendido. Sin embargo, el principal problema para la estabilidad es el agua de los jales, pues, a pesar de que se separa y recupera en gran parte en las tuberías de conducción y en los ciclones, algo queda, saturando a los jales del depósito y a una parte de las arenas que forman la cortina, lo que puede reducir su resistencia al esfuerzo cortante y llegar a producir presión de poro. Esto ha llevado a grandes accidentes en presas de jales de distintos países, con la ruptura de la presa, la inundación con agua y jales de grandes extensiones de terreno, y la muerte de muchas personas. Por lo anterior, es indiscutiblemente más segura una cortina construida con tierra y enrocamiento, como muchas presas de almacenamiento de agua, solución que ya se ha empleado en presas para jales, como en la mina de Nacozari, Sonora. Sin embargo, subsisten algunos problemas en la recuperación del agua desde el embalse, pues el agua no deja de tener partículas sólidas en suspensión, aunque sean muy pequeñas, que ero-
sionan el interior del equipo de bombeo y lo dañan. Adicionalmente, el continuo aumento en la elevación de la superficie del agua del depósito hace que la carga de bombeo varíe, lo que también repercute en cierta problemática para el equipo y las instalaciones de bombeo.
Presa filtrante
Como hemos dicho, los propósitos de formar un depósito de jales son los siguientes:
a. Retener los jales sólidos del proceso metalúrgico.
b. Recuperar la mayor cantidad de agua posible del depósito, de la manera más eficiente.
Viendo los problemas descritos al hablar en general de la obra de contención, se planteó un nuevo enfoque en el diseño con la siguiente idea de solución: una presa filtrante, un diseño especial, pues la ingeniería de presas lleva al proyecto y construcción de presas de almacenamiento, pero ahora el objetivo es el opuesto: no almacenar el agua, sino dejarla pasar.
Proyecto conceptual de la presa filtrante de Buenavista del Cobre
En las figuras 3 y 4 se muestra esquemáticamente el proyecto conceptual de la cortina para el depósito de jales de la mina de Buenavista del Cobre en Cananea, Sonora. La presa será de tierra y enrocamiento, pero con un diseño totalmente diferente al de las presas convencionales. Lo esencial de este proyecto consiste en dar a la cara de aguas arriba de la presa una estructuración formada por tres capas inclinadas de materiales. La
capa exterior es una chapa de enrocamiento de protección. A continuación viene la capa principal, que estará constituida por un material algo permeable, con un coeficiente de permeabilidad k de 10-3 cm/s. A esta capa le llamamos “núcleo semipermeable”, y su objeto es dejar pasar al agua del depósito, pero retener totalmente las partículas sólidas de los jales. Detrás de este núcleo se colocó una capa de material que llamamos “dren chimenea”; este material será del orden de 100 veces más permeable que el del núcleo, de manera que el agua del depósito, después de cruzar el núcleo, tenga facilidad para escurrir dentro de él. El dren chimenea se apoya sobre el cuerpo de la cortina, formado por material prácticamente impermeable, de manera que el agua del dren, que no tiene presión, escurre sobre la cara de este material sin penetrar en él.
Para dar salida al agua que escurre dentro del dren chimenea se proyectaron drenes horizontales, que pasan por debajo del cuerpo de la cortina y llegan hasta el exterior, al pie de su cara de aguas abajo. Estos drenes tendrán una permeabilidad mayor que la de dren chimenea, y una altura suficiente para que el gasto de agua filtrada escurra dentro de ellos libremente, eliminando cualquier posibilidad de saturación o de alguna presión hacia el material del cuerpo de la cortina, a fin de evitar que este pueda llegar a tener agua en su interior. Obviamente, se elimina toda posibilidad de presión de poro.
Datos geológicos e hidrológicos
La mina y el futuro depósito de jales se encuentran en la región geomórfica llamada Estribaciones de la Sierra Madre Occidental, Sierras y Llanuras del Norte. En la figura 5 se muestra la ubicación de la mina y de la presa en la cercanía de la ciudad de Cananea, Sonora. La presa u obra de contención y la mayor parte del vaso del depósito quedan localizados sobre conglomerados polimícticos del Plioceno con intercalaciones de areniscas; la parte oriental del vaso está constituida por andesitas y tobas andesíticas del Cretácico, en tanto que al norte del vaso se localizan riolitas y tobas riolíticas del Paleoceno. Los conglomerados y areniscas se asientan seguramente sobre las rocas volcánicas mencionadas.
Para el proyecto se contó con exploraciones profundas y sondeos eléctricos verticales en la zona del vaso, exploraciones a lo largo del eje de la cortina y un estudio sísmico de refracción. En algunas partes del vaso existen depósitos aluviales de algunos metros de espesor, en particular en los cauces y zonas de inundación de dos arroyos intermitentes. Estos finalmente se unen en la salida del vaso y forman un solo cauce que, con el nombre de Batamote, prosigue hacia el sur y se une al río Bacanuchi, formador del río Sonora.
Los datos hidrológicos para el proyecto fueron los siguientes: hasta el sitio de la cortina, la cuenca hidrológica tiene una extensión de 103 km2. La precipitación media anual es de 550 mm y la evaporación media supera los 2,200 mm anuales.
Figura 4. Esquema del proyecto conceptual de la presa filtrante.
Figura 3. Proceso de filtración y recolección del agua recuperada.
Chapa de enrocamiento Núcleo
Dren chimenea
Lodos de jales Cuerpo de la cortina 1.7:1
Chapa Núcleo Drenes Cuerpo de la cortina Lodos de jales Conglomerados y areniscas
Proyecto de la presa
A partir de la información dada por la empresa minera, se consideraron como datos de proyecto:
a. Vida del yacimiento: 40 años
b. Jales de 0.001 a 1.0 mm: D15 = 0.0048 mm; D85= 0.81 mm.
c. Composición inicial de los lodos de jales, en peso: 50% jales sólidos, 50% agua; en volumen: 26.5% jales sólidos, 73.5% agua.
d. Volumen total de agua con jales generado: 3,548 hm3, a razón de 48.73 hm3 anuales los primeros cinco años, 86.74 hm3 anuales los siguientes 10, y 97.46 hm3 cada uno de los restantes.
Se supuso que del agua que transportan los jales hasta el depósito, el 10% se pierde por evaporación o por infiltración, el 60% será recuperado al pasar a través de la cortina, y el 30% restante queda retenido en el depósito, ocupando los vacíos del material limoarenoso que son los jales sólidos.
Los volúmenes que irán quedando depositados en el vaso serán: 23.67 hm3 anuales durante los primeros cinco años, 42.13 hm3 anuales los siguientes 10 y 47.34 hm3 cada año de los últimos 25, así que la capacidad total de almacenamiento requerida para los 40 años de vida de la mina es de 1,723 hm3
Se llevó a cabo un estudio de avenidas, estableciendo como avenida de diseño la de Tr = 10,000 años, que resultó con un gasto pico Q máx = 420 m3/s y un volumen total de 4.7 hm 3, muy pequeño comparado con la capacidad de embalse que tendrá el depósito con la presa terminada. El área de embalse máxima es de casi 30 km2 por lo que el volumen de la avenida cabría en el vaso con solo 15 cm de tirante arriba de lo que sería el NAMO, sin derramar absolutamente ningún gasto, lo que haría innecesario contar con una obra de excedencias. Sin embargo, para el proyecto se consideró disponer de un pequeño vertedor para dar a la obra una mayor seguridad.
La seguridad estructural de la presa se estudió usando el método de los círculos de falla, considerando que el material del cuerpo de la cortina tendría un ángulo de fricción interna de 35° y una cohesión de 0.5 kg/cm2. Los resultados dieron un factor de seguridad mínimo de 1.5 en el caso de condiciones finales, sin sismo, y de 1.13 en el caso del sismo de diseño, considerando un sismo pseudoestático de 0.14 g, aceleración sísmica resultante de estudios del Instituto de Ingeniería de la UNAM. Estos valores muestran una muy buena seguridad, pues los factores de seguridad mínimos aceptables en el diseño de grandes presas son de 1.3 para el caso sin sismo y de 1.0 para el sismo pseudoestático.
Información adicional del proyecto
Algunos datos del proyecto son que la altura máxima de la cortina terminada será de 172 m, en tanto que su longitud por la corona será de 6,512 m; el volumen total
de la cortina será de 158 hm3, y los anchos de los drenes de descarga suman 4,155 metros.
Las principales especificaciones particulares de construcción se establecieron para que los diferentes materiales de la cortina cumplan con el coeficiente de permeabilidad requerido en cada caso y para que la compactación sea la suficiente para cumplir las condiciones de seguridad establecidas.
Por otra parte, considerando que el volumen de materiales por colocar es sumamente grande (del orden de 10 veces el volumen de cortina de una presa como las de las mayores hidroeléctricas de México) y que el plazo de construcción es de 40 años, se estableció un plan general de construcción dividido en ocho etapas, siempre buscando que la altura de la corona de la etapa construida quede suficientemente arriba del nivel del agua de los jales que se van depositando en el vaso.
En la figura 1 se puede ver el estado actual de la construcción de esta presa.
Conclusión y recomendaciones
De la exposición hecha, la conclusión principal es que una presa filtrante como la proyectada es una solución muy clara, factible y segura para constituir la obra de contención del depósito de jales de una mina grande, facilitando tanto la retención de los jales sólidos como la recuperación del agua usada en el proceso de obtención del mineral contenido en los materiales del yacimiento de la mina. La recomendación inmediata es tener en observación continua a la presa de la mina de Cananea en construcción, para tomar datos sobre su comportamiento y hacer las adecuaciones que se requieran para su mejor funcionamiento. Otra recomendación es considerar este diseño como un proyecto básico para otros grandes depósitos de jales
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Figura 5. Ubicación de la mina (arriba, al centro) y de la presa (abajo) en la cercanía de Cananea, Sonora.
PEDRO R.
SOTO NAVARRO
Hidrogeólogo con 30 años de experiencia en exploración hidrogeológica, hidrogeoquímica, contaminación y recarga artificial, cinco años en exploración petrolera y 20 años en la docencia.
Impacto de la sequía en las aguas subterráneas
Uso agrupado
Palabras clave: sequía, acuíferos libres, acuíferos semiconfinados y confinados, cambio climático.
do del subsuelo. Aunque la agricultura fue la actividad más favorecida por las aguas subterráneas (36.9% del volumen total aprovechado para ese uso), los acuíferos constituyeron la fuente principal para el abastecimiento público y la industria autoabastecida, con volúmenes de 7,460 hm3 y 2,400 hm3, respectivamente: 56.6 y 53.8% del total de cada sector.
Por ello, debido a la importancia del agua subterránea (>39% de total del uso consuntivo), se requiere el diseño de políticas de manejo para su apropiada preservación, tanto en cantidad como en calidad, siendo esto función de sus tasas de movimiento y de intercambio.
Desde el punto de vista geográfico, nuestro país se encuentra prácticamente en las latitudes desérticas y semidesérticas del Hemisferio Norte, alrededor del Trópico de Cáncer. Sin embargo, imágenes satelitales de la distribución geográfica de la vegetación, tanto en verano como en invierno, muestran que gracias a fenómenos hidrometeorológicos como huracanes y frentes fríos se presentan importantes precipitaciones pluviales, especialmente en muchas zonas montañosas y costeras, así como en las porciones meridionales de nuestra nación. Es por esta razón que se cuenta con importantes ríos y algunos lagos, cuyas aguas son muchas veces almacenadas en presas y bordos para su posterior uso o aprovechamiento. Sin embargo, el agua subterránea también es un recurso fundamental en el desarrollo de México (tabla 1): la Comisión Nacional del Agua (Conagua) informa que en el año 2020 el uso consuntivo de agua superficial y subterránea representó un volumen total de 89,550 hectómetros cúbicos (hm3), del cual el 39.4% fue extraíLos efectos de la sequía en las aguas subterráneas se dan a largo, mediano y corto plazo, dependiendo de la tasa de renovación en los distintos ambientes hidrogeológicos. En acuíferos libres someros granulares y en algunos semiconfinados profundos, la respuesta puede notarse en periodos cortos. En los libres profundos granulares, sus secuelas no serían fácilmente distinguibles a escala humana. Conviene conocer en lo posible estas repercusiones para fortalecer el manejo responsable del recurso.
La tasa de movimiento del agua en la hidrósfera (tabla 2: se detalla la tasa de intercambio para el agua dulce, su volumen y distribución en la hidrósfera) es de cientos de kilómetros por día en la atmósfera; de decenas de kilómetros por día para el agua superficial; metros por año para el agua del subsuelo y metros por día en glaciares y casquetes polares. Por otra parte, la mayor tasa de intercambio se encuentra en los casquetes polares y la más corta en la atmósfera y en los ríos, en tanto que en el agua subterránea es de casi tres siglos (USGS, 2004), aunque la circulación del agua subterránea depende del tipo de ambiente hidrogeológico, de la profundidad y de la proximidad respecto a zonas de recarga (figura 1). Por lo demás, el cambio climático actual estaría modificando estas cifras promedio, en especial en los glaciares de alta montaña.
Hidrósfera y cambios climáticos
Modificado de Conagua, 2022. hm3 = hectómetro cúbico = 1 millón de metros cúbicos.
De acuerdo con Kotwicki (2009), la presencia de agua en la hidrósfera es un episodio directamente relacionado con la luminiscencia del Sol: el agua oceánica desaparecería dentro de unos 1,300 millones de años o antes, pues el astro alcanzaría la etapa de gigante roja en 5,000 millones de años. Por fortuna falta mucho para
Tabla 1. Usos consuntivos del agua agrupados por tipo de fuente, 2020
Tabla 2. Tasa de movimiento y distribución del agua en la hidrósfera. Se detalla la tasa de intercambio para el agua dulce, su volumen y distribución en la hidrósfera
Tasa de movimiento y distribución de agua en la hidrósfera
Parte de la hidrósfera Tasa de movimiento Distribución en la hidrósfera (%)
Atmósfera 100’s km/día 0.00
Agua superficial 10’s km/día 0.019
Agua del subsuelo m/año 4.12
Casquetes polares y glaciares m/día 1.65
Océanos – 93.96
de la hidrósfera
Agua dulce en la hidrósfera
Porción del total agua dulce (%)
Tasa de intercambio
Vapor en la atmósfera 14,000 0.049 9.9 días
Lagos y embalses 155,000 0.549 7 años
Agua de ríos 1,200 0.004 11.3 días
Humedad en suelo 83,000 0.294 1 año
Aguas subterráneas 4,000,000 14.158 280 años
Casquetes polares y glaciares 24,000,000 84.945 8,000 años
Modificado de USGS, 2004. km3 = kilómetro cúbico = mil millones de metros cúbicos.
eso, pero debe recordarse que nuestro planeta ha estado en constante evolución: los cambios climáticos y las variaciones eustáticas (nivel global del mar) han sido una constante en su historia geológica, con sus impactantes consecuencias en la biota. En el registro fosilífero se han identificado cinco extinciones masivas; las especies más afectadas han sido las dominantes, y ello ha dado paso a seres más evolucionados. En nuestro caso, la humanidad es la especie dominante actual e históricamente se ha demostrado su vulnerabilidad ante cambios climáticos en tiempo y magnitud, por breves que estos sean. Ejemplos claros son (Langgut et al., 2013): la crisis climática de la Edad de Bronce tardía (1250-100 antes de nuestra era, a.n.e.) en el Mediterráneo, que afectó a las culturas micénica e hitita y a las poblaciones de Egipto y Canaán, y los periodos Caluroso Romano (siglos X y XI) y de la Edad Media (~0 a.n.e.). Resulta notable el periodo de un inusual clima inclemente, hambruna y enfermedades en la zona mediterránea correlacionado con una erupción masiva del volcán Okmok en Alaska en el año 43 a.n.e. (McConnell et al., 2020). En el caso de nuestro país, se han identificado de 1400 a 2012 –a partir de un estudio de correlación de regímenes de humedad con el crecimiento de anillos de árboles de bosques antiguos– tres importantes sequías (Stahle et al., 2016): la sequía azteca del año Uno Conejo (1454), la del año del hambre (1785-1786) y la precedente a la Revolución mexicana (1909-1910).
En los últimos años se ha hecho énfasis en el cambio climático debido al calentamiento global provocado por el aumento de la concentración de gases de efecto invernadero producidos por la humanidad industrializada que quema incesantemente combustibles fósiles, la gran mayoría de ellos formados hace varios millones de años. Son consabidas las consecuencias: ENSO-La Niña, sequías más intensas y prolongadas y formación de superhuracanes; tornados y trombas más enérgicos con una mayor distribución geográfica (Dubái, abril de 2024).
De particular interés ha sido el incremento de las concentraciones en la atmósfera del dióxido de carbono ante la biocinética, aparentemente más lenta, responsable de
Pozo bombeando Área de recarga Área de descarga Arroyo Nivel freático
Decenas de metros DíasAños
Acuífero libre Años Días
Decenas a cientos de metros
Capa confinante
Cientos de metros Acuífero confinado Siglos
Capa confinante
Cientos a miles de metros Acuífero confinado Milenios
Modificado de USGS, 1999.
Figura 1. Amplia variación de la circulación del agua subterránea en longitud, profundidad y tiempo de movimiento de las áreas de recarga a las de descarga.
su incorporación en los océanos: primero como ácido carbónico y bicarbonatos solubles, luego como exoesqueleto de organismos acuáticos y, finalmente, con la formación de rocas carbonatadas marinas y lacustres como parte del ciclo litostático del planeta. Para asumir los efectos de este más reciente cambio climático en el desarrollo humano, se requiere una fuente de agua confiable y constante: el sabio aprovechamiento del agua subterránea se abre como un área de oportunidad, pues su demanda se incrementaría al verse disminuido el volumen de aguas superficiales ante sequías prolongadas y severas.
Las aguas subterráneas En México existen 11 provincias hidrogeológicas (figura 2) descritas por Velázquez y Ordaz (1992).
Si bien la renovación del agua subterránea guarda una estrecha relación con la recarga natural por precipitaciones –debido a las diversas profundidades, ambien-
1 Península de Baja California
2 Planicies costeras del Pacífico
3 Sierra Madre Occidental
4 Cuencas aluviales del norte
5 Sierra Madre Oriental
6 Meseta Central
a Arroyo efluente
Dirección de flujo superficial
7 Planicie costera del Golfo de México
8 Franja Volcánica Transmexicana
9 Sierra Madre del Sur
10 Sierras y valles del sureste
11 Península de Yucatán
Golfo de México
tes hidrogeológicos y distintas tasas de intercambio–, la respuesta en términos de niveles piezométricos, así como en características hidrogeoquímicas ante periodos de abundantes lluvias o sequías intensas y prolongadas, no sería necesariamente inmediata (como en el caso de las aguas superficiales), sino también a mediano y largo plazo. En acuíferos libres someros granulares (poco espesor de la zona no saturada) y en algunos semiconfinados y confinados profundos, la respuesta podría notarse en periodos cortos. La disminución del caudal de los manantiales e incluso su desaparición serían una de las consecuencias inmediatas de sequías prolongadas. En acuíferos libres profundos granulares y de rocas ígneas (de conductividad hidráulica moderada), en los que exista un importante espesor de la zona no saturada y sus tasas de renovación sean grandes, las repercusiones de las sequías no serían fácilmente distinguibles a escala humana, a diferencia de las correspondientes derivadas de la sobreexplotación: fuertes abatimientos de los niveles piezométricos, subsidencia y aumento en costos de extracción, entre otros. En algunos casos, el minado del agua subterránea ha sido de tal magnitud que acuíferos originalmente semiconfinados han pasado a ser libres, como ha sido el caso de los acuíferos de la Zona Metropolitana de la Ciudad de México, del valle de Toluca y Cuautitlán-Pachuca de la provincia 8. Una de las interacciones más importantes entre las aguas subterráneas y las corrientes superficiales es la que se presenta en un subálveo (figura 3): el río alimenta al acuífero con o sin conexión hidráulica (influente); el río presenta flujo base, pues recibe agua del acuífero (efluente). Estas relaciones, presentes prácticamente en las 11 provincias, pueden variar por tramo del río y en forma estacional, siendo las sequías las condiciones que darían lugar a la desaparición del flujo base y a una disminución notable del rendimiento de pozos o norias construidas en el subálveo o allende las márgenes del río (bank filtration).
En este caso, los pozos radiales serían los más afectados:
Acuífero libre somero
Zona no saturada Nivel freático
b Arroyo influente
Dirección de flujo superficial
Zona no saturada Nivel freático
c Arroyo influente (sin conexión hidráulica)
Dirección de flujo superficial
Zona no saturada Nivel freático
Modificado de USGS, 1999.
Figura 3. Los arroyos efluentes (a) son alimentados por la descarga del flujo subterráneo. Los arroyos influentes recargan a los acuíferos libres ya sea con conexión (b) o sin conexión (c) hidráulica.
la carga hidráulica disminuiría con el tirante del río y, por ley de Darcy, el caudal se reduciría (provincia 9). Para el caso de acuíferos teniendo relación con cuerpos de aguas superficiales salobres o salinas (agua de mar), e incluso salmueras, si se presenta una disminución de la carga piezométrica resultado de una sequía prolongada se podría ampliar la zona de difusión de la interfase agua dulce-agua salobre/salada, con consecuencias en la calidad e hidrogeoquímica del agua subterránea. Este podría ser el caso especialmente de acuíferos granulares costeros libres y de los alojados en islas y barras arenosas, situación que se agravaría en el caso de sobreexplotación (por ejemplo, La Paz y costa de Hermosillo de las provincias 1 y 2, respectivamente). Existe el caso especial del acuífero Península de Yucatán (provincia 11), alojado en una plataforma de gran extensión y vulnerable a la contaminación antropogénica y a
Figura 2. Las once provincias hidrogeológicas de México.
la intrusión de agua subterránea marina y a la invasión del mar (sur de Quintana Roo), en donde los efectos negativos de las sequías serían un tanto mitigados por su naturaleza cárstica carbonatada y de alta transmisividad.
Existen acuíferos semiconfinados y confinados muy profundos de naturaleza cárstica que responden rápidamente tanto a las precipitaciones como a las sequías. Ejemplos de ello son los acuíferos Saltillo-Ramos Arizpe y Campo Buenos Aires de la provincia 5 (figuras 4 y 5).
Consecuencias adicionales de los periodos de sequía prolongados e intensos son la proliferación de incendios forestales, cuyo efecto en las aguas subterráneas sería por la ausencia de vegetación y, cuando las lluvias se presenten, aumento de la escorrentía con el transporte de una mayor carga sedimentaria (erosión), y disminución de una retención que propicie la infiltración que recargue los acuíferos.
Adicionalmente, se prevé una mayor demanda de aguas subterráneas en acuíferos transfronterizos, lo que podría generar desacuerdos y cierta tensión económicosocial, especialmente en la porción norte central y noroeste del país (provincias 1, 4 y 5). El intercambio de agua virtual también se vería incrementado, con déficit para los exportadores de productos agrícola-ganaderos e industriales.
Cretácico superior Impermeable
Acuífero
Pozo artesiano
de Lesser y Lesser, 1988.
Figura 4. Modelo hidrogeológico conceptual de la Sierra Madre Oriental donde se muestran condiciones de artesianismo brotante.
Conviene conocer en lo posible las secuelas de los periodos de sequía intensa en las aguas subterráneas para fortalecer su manejo responsable mediante el diseño de políticas adecuadas con la participación conjunta de sociedad y gobierno. Es imprescindible reforzar la comprensión del recurso, habida cuenta del reto que
Modificado
representa el evitar su minado excesivo. Algunas acciones recomendables son:
• Evaluar la recarga natural y la inducida.
• Caracterizar las tasas de intercambio mediante estudios con isótopos (tritio, 14C, 4He y 36Cl).
• Intensificación del monitoreo piezométrico para su correlación con el potencial acuífero (almacenamiento) con herramientas satelitales como GRACE (Gravity Recovery & Climate Experiment) para dar seguimiento a la evolución a mediano y largo plazo del recurso.
• Promover la recarga artificial, en especial con aguas residuales.
Sobre esta última acción, se debe aclarar que antes es necesario fomentar el reúso por cuestiones normativas y de costo-beneficio. En nuestro país, este tipo de recarga tiene varias particularidades: en primer lugar, si bien existe la normativa necesaria (NOM014-CONAGUA-2003), debido a que el agua subterránea es un bien de la nación, al usuario que recargue no le es permitido extraer parte o la totalidad del volumen recargado: simplemente, se pierden los derechos asignados o concedidos. Sin embargo, existen estímulos fiscales (artículo 224, fracción V de la Ley Federal de Derechos) siempre y cuando se cuente con el certificado de calidad del agua. Este certificado debería ajustarse a las características hidrogeoquímicas naturales para cada acuífero receptor de la recarga artificial. Es por esta razón que la conceptualización de MAR (Managed Aquifer Recharge) definitivamente no es del todo aplicable en nuestro contexto nacional, como sí lo es en otros países.
Figura 5. Evolución de niveles dinámicos en pozos del sector La Carbonera (Zapalinamé, Coahuila). Se muestra la rápida recuperación de esos niveles debida a la recarga por precipitaciones extraordinarias derivadas del huracán Gilbert en septiembre de 1988. Modificado de De la Rosa, 2010.
Conclusiones
El cambio climático ha sido una constante en el planeta desde que cuenta con hidrósfera y ha influido grande mente en la evolución de los seres vivos. La humanidad a lo largo de su historia ha enfrentado diversos climas adversos, pero la presente civilización, con su uso de combustibles fósiles y no fósiles, ha contribuido al ca lentamiento global, con las consabidas consecuencias: ENSO-La Niña, sequías más intensas/prolongadas y for mación de superhuracanes y de tornados y trombas más enérgicos, con una mayor distribución geográfica. Aquí es donde las aguas subterráneas podrían representar una fuente de agua confiable y constante: su demanda se incrementaría al verse disminuido el volumen de aguas superficiales ante esas sequías. Sin embargo, debido a las diversas profundidades, ambientes hi drogeológicos y distintas tasas de intercambio, la res puesta en términos de niveles piezométricos, así como en características hidrogeoquímicas ante periodos de abundantes lluvias o sequías intensas y prolongadas, no sería necesariamente inmediata, sino también a mediano y largo plazo. En acuíferos libres someros granulares (poco espesor de la zona no saturada) y en algunos semiconfinados y confinados profundos, la respuesta podría notarse en periodos cortos. La disminución del caudal de los manantiales, e incluso su desaparición, sería una de las consecuencias inmediatas de sequías prolongadas. En acuíferos libres profundos granulares y algunos de litología ígnea, con un importante espesor de la zona no saturada y grandes tasas de renovación, sus secuelas no serían fácilmente distinguibles a escala humana, a diferencia de las correspondientes derivadas de la sobreexplotación. Conviene conocer en lo posible estas repercusiones para fortalecer el manejo responsable del recurso mediante: a) estudios donde se evalúe la recarga natural y la inducida, b) caracterización de tasas de intercambio utilizando técnicas isotópicas, c) intensificación del monitoreo piezométrico correlacionándolo con el almacenamiento acuífero aplicando técnicas satelitales, y d) promoviendo el reúso de aguas residuales y la recarga artificial de acuíferos
Referencias
Kotwicki, V. (2009). Water balance of Earth/Bilan hydrologique de la Terre. Hydrological Sciences Journal 54(5): 829-840.
Langgut, D., et al. (2013). Climate and the late bronze collapse: New evidence from the Southern Levant. Tel Aviv 40: 149-175.
McConnell, J. R., et al. (2020). Extreme climate after massive eruption of Alaska’s Okmok volcano in 43 BCE and effects on the late Roman Republic and Ptolemaic Kingdom. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 117(27): 15443-15449.
Stahle, D. W., et al. (2016). The Mexican Drought Atlas: Tree-ring reconstructions of the soil moisture balance during the late pre-Hispanic, colonial, and modern eras. Quater Sciences Reviews 149: 34-60.
Velázquez, L., y A. Ordaz (1992). Provincias hidrogeológicas de México. Ingeniería Hidráulica en México ene-abr: 36-55.
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Huracán Gilbert
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YOLANDA ALICIA VILLEGAS GONZÁLEZ
Doctora en Estudios
Humanísticos con más de 16 años de experiencia en el sector energético del país; derecho corporativo, internacional, energético, de propiedad intelectual y temas relacionados con el agua.
ABAN ALONSO MORENO AGUILAR
Maestro en Energías
Renovables y especialista en energía eléctrica y uso eficiente de la energía, con experiencia en el sector energético en gubernamentales e internacionales.
El papel de la seguridad hídrica, de camino hacia la transición energética
La comprensión de los desafíos relacionados con la seguridad hídrica y su impacto en la generación de energía es esencial para desarrollar políticas y prácticas que promuevan el fortalecimiento del sector energético y su sostenibilidad. Este artículo explorará la importancia crítica de abordar la seguridad hídrica en el contexto de la transición hacia un futuro energético más limpio y sostenible.
Palabras clave: agua, energía, transición energética, seguridad hídrica.
En el contexto de la creciente urgencia de abordar el cambio climático y avanzar hacia un futuro más sostenible, la seguridad hídrica emerge como un factor crucial que influye directamente en el éxito de la transición energética global. La interdependencia agua-energía es innegable, ya que el suministro y la gestión adecuados del agua son fundamentales para la producción y el funcionamiento eficiente de diversas fuentes de energía, tanto convencionales como renovables.
El binomio agua-energía
La disponibilidad de energía asequible, confiable y sostenible es un pilar para el bienestar social y económico en una sociedad que aspire a tener un desarrollo sostenible. Es un elemento fundamental para el combate a la pobreza, para garantizar una vida saludable y elevar los estándares de vida en todas las comunidades. Para ello es esencial adoptar prácticas de gestión sostenible de los recursos naturales, promover patrones innovadores de producción y consumo, y fomentar una industrialización que priorice la sostenibilidad. Esto implica la construcción de infraestructuras energéticas robustas y una planificación integral y coordinada de desarrollo del sistema en su conjunto.
En ese contexto, es crucial reconocer la interconexión entre los sistemas de agua y la energía en escala mundial. El agua desempeña un papel fundamental en prácticamente todos los procesos energéticos, desde la generación eléctrica hasta la extracción y procesamiento de combustibles fósiles. La generación de energía a partir de fuentes convencionales implica invariablemente el uso de importantes recursos hídricos; así ocurre en los procesos de enfriamiento de las plantas de generación termoeléctricas y en el almacenamiento y funcionamien-
to de las plantas de generación hidroeléctrica. El agua necesita energía, la energía necesita agua y el desarrollo humano necesita ambos (Maestu, 2014).
Sinergias para la seguridad hídrica
La disponibilidad de agua afecta significativamente la generación de electricidad. Centrales eléctricas han tenido que frenar sus operaciones debido a la escasez de agua para refrigeración o al aumento de la temperatura del agua. Reconocer esta interdependencia es esencial para desarrollar estrategias efectivas que garanticen la sostenibilidad tanto del suministro de agua como de la generación de energía.
Las empresas que participan en la transición energética global enfrentan riesgos significativos relacionados con la seguridad hídrica, y ya están observando cómo algunos de sus activos se vuelven inutilizables debido a una crisis hídrica mundial.
El papel esencial del agua en la transición hacia un sistema energético libre de carbono no puede ser subestimado. Sin embargo, la extracción insostenible de los recursos hídricos globales, superando las tasas de recarga natural, plantea una seria amenaza para la salud humana, la seguridad alimentaria y la sostenibilidad ambiental. Se proyecta que la creciente escasez de agua afectará a dos tercios de la población mundial para el año 2025, lo que subraya la urgencia de abordar esta crisis de manera integral (Pacto Mundial, s.f.).
Los riesgos de seguridad hídrica para las empresas involucradas en la transición energética se manifiestan en diversas formas. Primero, existen riesgos físicos que incluyen la amenaza de sequías, inundaciones y problemas de calidad del agua. Además, los riesgos regulatorios están en aumento debido a la creciente
rigurosidad y cantidad de normativas relacionadas con el uso del agua. Los riesgos reputacionales y de mercado también son significativos, ya que las empresas enfrentan la oposición de las comunidades locales y las preocupaciones de las partes interesadas.
Además, existe el riesgo tecnológico de quedarse rezagado en innovación y en la inversión en nuevas tecnologías. Si no se aborda adecuadamente la crisis del agua, esta situación podría empeorar y generar obstáculos para la transición energética. Las presiones sobre la disponibilidad de agua pueden conducir a riesgos potenciales para la capacidad de producción e incluso al cierre de plantas. Es crucial que las empresas tomen medidas proactivas para mitigar estos riesgos y contribuir a una gestión sostenible del agua en el contexto de la transición energética global.
Las complejas interacciones entre el agua y la energía demandan un enfoque integrado que aborde ambos sectores de manera holística. Ignorar esta interdependencia puede llevar a soluciones que intenten resolver un problema a expensas de empeorar otro, sin ofrecer una solución satisfactoria en última instancia.
Para ilustrar este punto, es esclarecedor examinar la situación desde la perspectiva del consumo energético para las actividades relacionadas con el agua. En áreas rurales, es habitual encontrar pozos con molinos que bombean agua desde fuentes subterráneas. Esta práctica resulta beneficiosa cuando se necesitan grandes volúmenes de agua, como en el riego de cultivos, ya que no se requiere agua potable. En este caso, el consumo de energía se limita al proceso de extracción y distribución, lo que muestra una relación directa entre el uso de energía y la gestión del agua.
Por otra parte, el suministro de agua de red, que se emplea principalmente en áreas urbanas para uso residencial y comercial, conlleva un considerable consumo de energía. Este consumo no solo implica la necesidad de bombeo, sino también de tratamiento de acuerdo con las normativas específicas de potabilización de cada país. La energía requerida para captar y transportar el agua hacia las plantas de tratamiento varía según la fuente de la que se extraiga, sean aguas superficiales, subterráneas, salinas (que requieren un proceso adicional de desalinización) o recicladas. En promedio, la producción de 1 metro cúbico de agua potable demanda entre 0.37 y 8.5 kilowatts-hora (kWh), dependiendo de su origen (IHA, 2016).
Es por esta razón que las respuestas coordinadas deben aprovechar las sinergias inherentes entre el agua y la energía; en lugar de pasar por alto estas interdependencias, las soluciones coordinadas deben capitalizar tales uniones. El ahorro de energía implica el ahorro de agua, y viceversa. Mejorar la eficiencia en el uso del agua no solo reduce la presión sobre las fuentes de agua dulce, sino que también disminuye la demanda de energía necesaria para su tratamiento, bombeo y transporte, lo que a su vez reduce la necesidad de agua para producir la energía requerida en estos procesos.
Relación proyectada entre la demanda y la disponibilidad de agua (estrés hídrico)
Extremadamente alto (>80%)
Alto (40-80%)
Medio a alto (20-39%)
Bajo a medio (10-19%)
Bajo (<10%)
1. Estrés hídrico para el año 2050.
Conclusiones
Es indiscutible que existe un creciente reconocimiento de la necesidad de una gestión sostenible del agua para generar un impacto positivo en nuestras economías, ecosistemas y comunidades, y allanar el camino para lograr una transición energética hídricamente responsable. Sin embargo, para que los programas energéticos trasciendan su papel como un servicio público únicamente, es fundamental comprender de manera integral su valor para el agua y quién se beneficia de ellos.
Es indispensable definir con mayor claridad los vínculos entre las partes interesadas, los beneficios y los posibles flujos de valor, si se quiere ampliar de manera efectiva y consistente el financiamiento y la implementación de programas de transición. Este marco proporciona una articulación de estos vínculos al mapear los beneficios derivados de la gestión conjunta de la energía y el agua entre un conjunto de partes interesadas, identificando oportunidades donde se pueden obtener beneficios financieros o desarrollar flujos de ingresos.
Un futuro sostenible no es solo un anhelo distante, sino una meta tangible que se puede alcanzar con determinación. Al realizar un inventario y evaluación de las mejores tecnologías disponibles en los ámbitos del agua y la energía, se vuelve evidente que existe un amplio margen para mejorar la calidad de nuestro desarrollo humano y tecnológico durante las próximas décadas
Referencias
International Hydropower Association (2016). Reporte anual. Maestu, J., y C. Gómez (2014). El binomio agua-energía: retos, soluciones e iniciativas de las Naciones Unidas. WM Agua y Energía 2: 4-13. Disponible en: www.fundacionaquae.org/sites/default/files/ wm-ii-esp.pdf
Pacto Mundial Red España (s.f.). ODS 6 Agua limpia y saneamiento. Recuperado de: www.pactomundial.org/ods/6-agua-limpia-ysaneamiento
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Figura
Fuente: Statista.
MANUEL J. MENDOZA LÓPEZ
Ingeniero civil con maestría y doctorado.
Investigador titular del II UNAM.
EDUARDO BOTERO JARAMILLO
Ingeniero civil con maestría y doctorado.
Investigador titular del II UNAM.
JORGE AGUIRRE GONZÁLEZ
Ingeniero geofísico con maestría y doctorado.
Investigador titular del II UNAM.
MARCOS M. CHÁVEZ CANO
Ingeniero civil con maestría y doctorado.
Investigador titular del II UNAM.
TEMA DE PORTADA
El sismo Mw 7.6 de la en Japón del 1 de
La observación y documentación de daños en obras de infraestructura y vivienda debidos a un sismo es un medio idóneo para conocer el comportamiento de esas obras ante una de las condiciones más críticas que deben soportar durante su vida útil. El sismo de la península de Noto en Japón, ocurrido el día primero de este año, ofreció la oportunidad de apreciar aspectos que deben tenerse muy en cuenta en el diseño y construcción de obras similares en nuestro país. En este artículo se expone una visión de ese comportamiento, resultado de un reconocimiento técnico presencial.
Palabras clave: sismo, licuación, asentamientos y desplazamiento lateral, levantamiento de la costa, inestabilidad de estructuras.
La tarde (16:10 h local) del día primero del año 2024 ocurrió un sismo de magnitud de momento Mw 7.6 (la que se usa para eventos de magnitud mayor a 6.5 para no saturar la escala, y no la de Richter). Su epicentro fue localizado en las coordenadas 37.490 latitud Norte y 137.270 longitud Este, en la costa nororiental de la península de Noto en la prefectura de Ishikawa (figura 1). Tuvo una profundidad hipocentral de 16 km. La agencia meteorológica de Japón (JMA) reportó una intensidad de 7 en la ciudad de Shiga, que es el número más alto para ello en la escala japonesa. Cincuenta días después del sismo se contabilizaban (periódico Yomiuri, 21/02/2024) 241 fallecidos, 9 desaparecidos, 12,463 evacuados, 74,382 casas o edificios dañados y 22,880 cortes de agua. Las víctimas y daños materiales no fueron solo resultado del terremoto, sino también del tsunami subsecuente, que alcanzó una altura máxima de 3 m. Estos dos fenómenos naturales imponen a los conglomerados humanos condiciones extraordinarias, por lo que una de las actividades importantes de los ingenieros es reducir su impacto. El estudio de esos eventos naturales, así como de sus efectos sobre la sociedad –en esta ocasión la japonesa– son tareas que se abordan de manera cotidiana en el Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México (II UNAM), principalmente para generar reglamentos y normas de construcción, establecer líneas de investigación, así como para prestar asesorías técnicas para la construcción de las obras de infraestructura y vivienda que se construyen en México.
Aspectos sismológicos
Las redes K-NET y KiK-net operadas por el Instituto Nacional de Investigación para Ciencias de la Tierra y Resiliencia ante Desastres (NIED) registraron el sismo en 591 y 453 estaciones, respectivamente. El mapa de la figura 1 muestra la distribución de los movimientos fuertes del terreno registrados por estas redes en términos de la aceleración pico (PGA). La estación ISK006 registró (figura 2) la máxima aceleración de 2,678 gal en la dirección EW. En siete estaciones se observaron aceleraciones pico mayores a 1,000 gal. Llama la atención que estas aceleraciones muy altas contrastan con la asignación de intensidades moderadas que a la región le asigna el actual mapa de peligro sísmico probabilista de Japón. Con fines de comparación, recuérdese que para el sismo de 1985, en el sitio de SCT de la Ciudad de México, la aceleración máxima registrada fue de 181 gal. De acuerdo con Kubo et al. (2024), la falla tuvo un rumbo de 47º, un echado de 41º y un ángulo de deslizamiento de 102º. Corresponde a una falla inversa de alrededor de 144 km de longitud con un ancho aproximado de 24 km. Según la inversión de las formas de onda, este sismo generó deslizamientos sobre el plano de falla de hasta de 8.6 m. Como resultado del corrimiento de los grandes bloques del suroeste, una extensa zona costera sufrió un levantamiento de hasta 4 m, como se muestra en la figura 3, lo que provocó que la línea de playa sufriera una regresión de 300 a 400 m. Como consecuencia, muelles e instalaciones portuarias quedaron inhabilitados y totalmente obsoletos, al quedar
la península de Noto de enero de 2024
embarcaciones con sus amarras fijas al muelle, pero con su casco sobre el piso antes marino.
Aspectos geotécnicos
Licuación de arenas
La licuación de arenas fue el fenómeno más generalizado y decisivo para el mal comportamiento de estructuras en general. Los daños asociados a este fenómeno se manifestaron ampliamente en las ciudades de Uchinada, Nanao, Suzu, Toyama, Niigata, Wajima, Fushiki, Monzen y Kanazawa. Tal fenómeno ocurre cuando, debido a una acción dinámica, aumenta la presión de poro en estratos relativamente someros, a tal punto que anula los esfuerzos efectivos del suelo, se pierden los contactos entre los granos, y el suelo y se comporta transitoriamente como un fluido (Tsukamoto e Ishihara, 2022). Los suelos más susceptibles a la licuación son las arenas finas y uniformes, en estado suelto y en una condición saturada. En múltiples sitios de la península de Noto se observaron acumulaciones eyectadas de arena alrededor de algún “volcancito”, como los de la figura 4.
Así que en esta gran zona se conjuntaron los suelos intrínsecamente más susceptibles a la licuación, y que en particular por una acción antrópica se encontraban en un estado suelto. En efecto, pudo apreciarse que en la gran mayoría de los sitios en los que se manifestó la licuación con mayor notoriedad fue en campo libre de zonas bajas reclamadas al mar o a lagunas costeras, esto es, áreas cercanas a cuerpos de agua constituidas por rellenos a los que se les aplicó insuficiente o nulo tratamiento de compactación.
Cimentaciones someras
En las ciudades costeras antes mencionadas predominaban las viviendas unifamiliares de baja altura, aunque, desde luego, ciudades como Kanazawa, Nanao, Wajima y Niigata cuentan también con edificios de mediana altura y zonas de gran actividad industrial. Aquellas viviendas ligeras están o estaban resueltas con estructuras de madera con cimentaciones someras constituidas por zapatas corridas, típicamente con 60 cm de anchura y 60 a 70 cm de altura de su contratrabe. En grandes zonas de rellenos en las que se generó una profusa licuación,
K-NET Kik-net Epicentro (JMA)
Figura 1. Distribución de las aceleraciones de pico del terreno debidas al sismo de la península de Noto. La estrella roja señala el epicentro.
fueron esas estructuras las que más sufrieron, al ocurrir fuertes asentamientos totales y diferenciales como el de la figura 5, en el que se registró un hundimiento de 0.9 m; en otros casos sucedieron desplazamientos laterales muy grandes, como el de una casa en Uchinada, que se desplazó 12 m hacia un canal cercano. En amplias zonas con arenas licuadas se observó de manera muy generalizada la inclinación de viviendas, así como el agrietamiento del terreno en gran escala debido a desplazamiento lateral y por hundimientos en zonas de rellenos. Las cámaras de registro de los sistemas de drenaje y tuberías sufrieron emersión de hasta 1 m. También se apreció el hundimiento de postes de energía en los sitios con marcada licuación, distinguiéndose penetraciones hasta de 3.5 m.
Cimentaciones profundas
En varias de las ciudades puerto de la zona afectada se distinguieron al menos 10 edificios de más de seis
pisos con comportamiento deficiente de su cimentación, reflejado en asentamientos muy marcados, así como desplomos muy visibles. Se asume que la cimentación de ellos fue resuelta con pilotes o pilas, aunque a la fecha solo se conocen los detalles de la cimentación de unos cuantos.
Uno de esos edificios se reconoció en la ciudad de Wajima, el cual contaba con planta baja, seis pisos y azotea. Falló su cimentación y se volcó por completo, como se muestra en la figura 6. Ello permitió apreciar directamente la zapata y huella de la cabeza de pilotes tubulares de concreto reforzado con diámetro exterior D=0.35 m, y separaciones centro a centro de menos de 3D.
Cada grupo de pilotes era recibido por una zapata a la que descargaban columnas de concreto reforzado de la superestructura. Apréciese en la figura 6 que las zapatas fueron prácticamente coladas sobre la cabeza
de los pilotes, ligándolas con solo unas cuantas varillas de 3/8”. Es clara la importancia de diseñar y construir eficientemente la conexión entre pilotes y zapata, losa o cajón de cimentación. Ante momentos de volteo sísmico, los pilotes de un lado de la cimentación estarán sometidos a compresión en un instante, en tanto que los pilotes del lado opuesto trabajarán incluso a la tensión, y viceversa. Es evidente la necesidad de contar con una conexión que asegure la transferencia de la carga entre pilotes y subestructura, resultante de la fuerza que por adherencia o fricción en el fuste puedan generar los pilotes o pilas trabajando a la extracción.
Otro edificio del que se conoció alguna información sobre su cimentación es un hospital en Nanao, que tuvo en general un buen comportamiento, como pudimos comprobar, ya que se mantenía en operación. Consta de siete pisos y azotea, y un sistema de aislamiento de base en su cimentación.
Inestabilidad de terraplenes y laderas Múltiples deslizamientos de taludes pudieron distinguirse principalmente en la cercanía a la zona epicentral. La autopista de Nanao a Suzu fue abierta 50 días después del sismo, debido a la ocurrencia de por lo menos 25 grandes deslizamientos en los taludes de sus terraplenes; ello obligó a construir desviaciones locales para conducir el tráfico circundando la vía colapsada. Adicionalmente, en Kanazawa ocurrieron deslizamientos en una ladera en la que estaban construidas casas habitación, las que fueron totalmente destruidas. Asimismo, sucedió una gran cantidad de deslizamientos masivos en laderas escarpadas que limitaban con la costa, en las que favorablemente eran pocos los núcleos urbanos y las líneas de infraestructura. Hubo de lamentar casos en los que casas habitación ubicadas al pie de una ladera quedaron sepultadas al ocurrir el deslizamiento de esta.
Aspectos estructurales
Las estructuras que resultaron con el mayor número de afectaciones fueron las destinadas a vivienda, principalmente las más antiguas, como pudo constatarse en Suzu (figura 7), todo ello debido a la licuación de arenas.
Figura 2. Acelerogramas del evento principal en la estación ISK006 y mecanismo de falla.
Figura 3. Regresión de la línea de costa debida al sismo de Noto en el puerto pesquero de Kaiso.
Los edificios estructurados con marcos de concreto reforzado, así como puentes, en general tuvieron un adecuado desempeño sísmico, con lo que se demuestra que los criterios de diseño utilizados en estas estructuras son adecuados ante este tipo de solicitaciones.
Vivienda
La vivienda tradicional japonesa está resuelta con elementos de madera. Cuenta con uno a tres niveles, techos a dos aguas recubiertos con tejados de gran peso (figura 8) y muchas de ellas con grandes claros. La mayoría de los daños observados fueron ocasionados por la deficiente conexión entre los elementos que componen su estructura y la presencia de grandes aberturas o falta de muros. Esto en conjunto ocasiona que las viviendas tengan baja resistencia lateral y, por tanto, sean altamente vulnerables a la acción de los sismos.
5. Asentamiento debido a la licuación en Uchinada (vista previa, Google Earth, 2023).
Es importante mencionar que se encontraron viviendas en perfectas condiciones, muchas de ellas aparentemente de reciente construcción o que quizás habían sido rehabilitadas poco tiempo antes. De acuerdo con Takatani y Nishikawa (2017), la normativa de construcción de vivienda de madera incorporó a partir de 1981 el uso de herrajes o anclajes metálicos para mejorar la conexión entre vigas, postes, paneles y la cimentación, así como contar con una cantidad mínima de muros. Con estas mejoras, el comportamiento sísmico de las viviendas fue mejorado de manera significativa.
Edificios de concreto reforzado
La mayoría de los edificios de concreto reforzado visitados presentaron un adecuado desempeño sísmico; se demuestran así las buenas prácticas de diseño y construcción con que cuentan en Japón para este tipo de
Figura 4. Generación de “volcancitos” de arena, resultado del fenómeno de licuación, en Toyama.
Figura
Figura 6. Edificio colapsado en Wajima y vista de su cimentación; nótese la huella de la cabeza de los pilotes.
acciones. Sin embargo, hubo algunos casos en donde se observaron daños, principalmente en los muros diafragma de mampostería, que exhibieron agrietamientos diagonales y en forma de “X” en los muros exteriores. Se desconoce si al interior de edificio se presentaron mayores daños. Los edificios escolares mostraron un adecuado desempeño sísmico; al menos los edificios visitados estaban equipados con sistemas de reforzamiento sísmico.
Conclusiones
En la zona más cercana al epicentro la intensidad alcanzó los valores máximos de la escala japonesa, lo que no concuerda con el mapa de peligro sísmico publicado en 2010. Tal parece que los sismos siguen ganando la carrera y ocurren antes de que sean previstos, evaluados e incorporados a los mapas de peligro
sísmico. Favorablemente, el número de víctimas fatales de este evento fue reducido y no reflejó esos niveles de intensidad. Se estima que ello demuestra una ingeniería competente y una sociedad enterada para enfrentar el peligro sísmico.
El fenómeno más desestabilizante provocado por el sismo fue la licuación, principalmente en zonas ganadas al mar o a lagunas costeras. Fueron manifiestos los efectos muy destructivos en viviendas con cimentación somera, debido a grandes asentamientos totales y diferenciales del suelo, así como a significativo agrietamiento y desplazamiento lateral del terreno. Se distinguió el colapso muy acentuado de viviendas viejas y de madera, propiciado por sus techumbres pesadas y conexiones deficientes de sus soportes verticales a la cimentación, o bien escasez de muros estructurales. Ello resulta en estructuras con reducida rigidez lateral, y consecuentemente muy susceptibles a las acciones sísmicas.
En general, pudo apreciarse un comportamiento eficiente de los edificios y obras de infraestructura con cimentaciones profundas, aunque también varios de ellos sufrieron desplomos, y uno de ellos, su volcamiento total. De este caso se desprende una lección clara aplicable a México y a cualquier sitio sometido a sismos, que se refiere a la particular atención que requiere la conexión estructural entre pilotes y losa o cajón de cimentación. El sismo produjo un levantamiento de hasta 4 m de enormes porciones costeras, que alejaron centenas de metros la línea de costa, con grave impacto en muelles e instalaciones portuarias. Se observaron múltiples fallas de terraplenes carreteros en la cercanía de la zona epicentral, en particular en la autopista que conduce a Suzu. Ocurrieron también muchos deslizamientos en laderas naturales con colapso de viviendas construidas en estas, o al pie del talud. Fuimos informados de que otras obras de infraestructura, tales como presas y túneles, tuvieron un comportamiento y respuesta eficientes. El análisis de la relación causa-efecto del comportamiento observado de estructuras y cimentaciones en este sismo en Japón coadyuvará seguramente en la revisión de las prácticas de construcción y su normativa en México
Referencias
Kubo, H., et al. (2024). Análisis de inversión del hipocentro del terremoto de la península de Noto de 2024 Instituto de Investigación para la Prevención de Desastres, Universidad de Kyoto. Comunicación personal.
National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience, NIED (2024).
kyoshin.bosai.gob.jp
Takatani, T., y H. Nishikawa (2017). Seismic of performance of Japanese-style two-story wooden house aganist the 2016 Kumamoto earthquake. Seúl. World Congress on Advances in Structural Engineering and Mechanics.
Tsukamoto, Y. y K. Ishihara (2022). Advances in soil liquefaction engineering. Springer.
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Figura 8. Daños en viviendas típicas de madera.
Figura 7. Daños en casas habitación en Suzu.
L í d e r e s e n i z a j e
S E R V I C I O D E G R Ú A S I N D U S T R I A L E S
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I n g e n i e r í a , a s e s o r í a , m a q u i n a r i a y m a n o d e o b r a
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T R A N S P O R T y E S E A S A O F F S H O R E .
w w w e s e a s a c s c o m w w w p e s a d o t r a n s p o r t c o m w w w e s m
Normativa en materia de residuos de la construcción y demolición en la Ciudad de México
Aplicación y cumplimiento
La norma ambiental NACDMX-007-RNAT-2019 está orientada a regular las acciones en materia de residuos de la construcción y demolición en la Ciudad de México. En este artículo se aborda su contenido y objetivos desde los puntos de vista de los actores involucrados en su cumplimiento: funcionarios públicos del sector ambiental de la Ciudad de México y expertos en la materia, empresas de servicios ambientales, prestadores de servicios y particularmente constructores y desarrolladores.
La evolución tecnológica y la innovación de la ingeniería civil en todas las disciplinas relacionadas con la construcción marcan un ritmo acelerado de progreso, pero es imperativo reflexionar sobre las huellas ambientales que la actividad deja en las ciudades. En el ámbito de los residuos de la construcción, su manejo –siendo una cuestión primordial– a menudo se descuida. Conciliar el crecimiento urbano con la preservación del ambiente implica un llamado urgente a repensar la práctica profesional hacia un esquema de economía circular. Se trata de una responsabilidad compartida por el gobierno, la iniciativa privada, la sociedad, los colegios y asociaciones del sector para cumplir la normativa y crear conciencia acerca de su importancia
En la Ciudad de México, se estima que los residuos de la construcción y demolición (RCD) representan una muy alta generación de residuos de manejo especial, con 14,000 t diarias, de las cuales una proporción muy importante, lejos de aprovecharse, termina en áreas naturales protegidas, suelos de conservación y áreas de valor ambiental o mezclados con residuos sólidos urbanos. Por ello la Secretaría del Medio Ambiente (Sedema) estableció la meta de incrementar de manera drástica su aprovechamiento.
La Dirección de Regulación y Registros Ambientales, dependiente de la Dirección General de Impacto y Regulación Ambiental (DGEIRA), tiene entre sus atribuciones la elaboración de las normas ambientales para la Ciudad de México, y para ello sigue un proceso
de trabajo presidido por un Comité de Normalización Ambiental, conformado por funcionarios de la Sedema con la participación de la sociedad, las organizaciones civiles, la academia, la iniciativa privada, ciudadanos y expertos.
Origen y propósito de la norma
El proyecto de Norma 007 fue sometido a consulta pública. En total hubo 43 reuniones del grupo de trabajo a lo largo de un año y medio, hasta que finalmente, el 20 de julio de 2021, se dio a conocer en la Gaceta Oficial la Norma Ambiental para la Ciudad de México NACDMX007-RNAT 2019, que establece la clasificación y especificaciones de manejo integral para los residuos de la construcción y la demolición.
Esta disposición es de aplicación obligatoria en todo el territorio de la Ciudad de México para generadores y prestadores de servicios relacionados con la separación, almacenamiento, acopio, recolección, transporte, valorización y disposición final de RCD. Sus objetivos, orientados hacia un manejo integral, incluyen:
• Determinar la clasificación de los residuos de la construcción y demolición.
• Establecer las especificaciones y requisitos técnicos para su manejo integral.
• Establecer los requisitos en la formulación de los planes de manejo.
• Establecer el procedimiento para la evaluación de la conformidad.
Tabla 1. Clasificación de los residuos de la construcción y la demolición
a) Concreto simple
Concreto de elementos prefabricados
c) Metales
d) Mampostería con recubrimiento
Categorías de clasificación e) Pétreos
Concreto de elementos estructurales y no estructurales f) Mezcla asfáltica
Sobrantes de concreto (sin elementos metálicos) g) Excavación
b) Concreto armado Elementos de concreto armado prefabricados y colados en obra h) Elementos prefabricados con materiales mixtos
Residuos metálicos como:
Acero de refuerzo
Metales ferrosos
Metales no ferrosos (aluminio, cobre, etc.)
Residuos de mampostería y pétreos con recubrimiento y mortero de juntas, como blocks, tabicones, adoquines, block cerámico, prefabricados de arcilla recocida (tabiques, ladrillos, tejas, etc.), muros de piedra braza, etc. Normativa
Los RCD están catalogados como residuos de manejo especial (RME); en ese ámbito, el propósito de la norma es eliminar el concepto de basura y generar el de economía circular, garantizar su reciclaje o su reúso y la correcta disposición final de la fracción no aprovechable.
La Dirección General de Inspección y Vigilancia Ambiental está facultada para realizar actos de inspección. Las inspecciones a su cargo abarcan principalmente la verificación del registro de generación, la identificación de las áreas destinadas a su separación y almacenamiento provisional; su valorización, la vigencia y cumplimiento del Plan de Manejo autorizado por la DGEIRA y el Manifiesto de Entrega-Transporte-Recepción a las plantas de reciclaje o al sitio de disposición, así como su registro y autorización para el manejo integral de residuos, conocido como RAMIR. La responsabilidad por el daño ambiental establece que quien contamina tiene que pagar. En caso de incumplimiento, las sanciones pueden ser multas económicas que van de las 100 a las 100,000 unidades de cuenta de la Ciudad de México (1 UMA en 2024 = 108.57 pesos).
Retos y oportunidades
Los RCD deben ser cuantificados y clasificados antes de su tratamiento, de conformidad con lo que establece la norma en su tabla de clasificación (tabla 1).
Desde el punto de vista de los prestadores de servicios ambientales, existen retos para el cumplimiento de la NACDMX-007, entre los que destacan los siguientes:
• Diferencia en los plazos de obtención de permisos y la ejecución de la obra.
• Cambios en los proyectos y el proceso constructivo, variaciones de costos.
• Necesidad de actualizar el plan de manejo de residuos.
• Disponibilidad de solo dos sitios para reciclaje de residuos y compra de agregados reciclados.
• Renuencia de transportistas al cumplimiento de requisitos y tardanza en la entrega de manifiestos de entrega-transporte-recepción.
i) Otros residuos de manejo especial generados en obra
Materiales pétreos sin recubrimientos o juntas de mortero
Provenientes de bases asfálticas o negras.
Suelos no contaminados y materiales arcillosos, granulares y pétreos naturales.
Paneles y sistemas prefabricados conformados por materiales mixtos (como panel de yeso, panel de tabla cemento y otros paneles en general)
Residuos con tratamiento y manejo especial, listados de manera enunciativa y no limitativamente:
Residuos de instalaciones eléctricas, residuos electrónicos, lámparas, balastras y baterías
Llantas
Textiles
Madera
Lodos bentoníticos
Unicel
En cuanto a las áreas de oportunidad, se identifican las siguientes:
• Incorporación de materiales reciclados en proyectos, especificaciones y listados de conceptos de obra.
• Inclusión en licitaciones de obra del cumplimiento de la normativa en RCD.
• Difusión de las opciones de agregados reciclados y subproductos que generan las recicladoras.
• Capacitación de personal en obra especializado en el manejo de residuos.
• Concientización de los beneficios económicos por el adecuado manejo de materiales y residuos en las obras.
Marco legal y cumplimiento de la norma
El derecho a un medio ambiente sano ya está en la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos; corresponde a las autoridades su tutela efectiva y es un tema fundamental la distribución de competencias. La Ley General para la Prevención Integral de los Residuos es la ley que da cobertura en lo que le concierne a la federación, y la Ley de Residuos Sólidos de la Ciudad de México en lo que corresponde a la ciudad. El ámbito de aplicación de la norma jurídica es el territorio y, en el caso de la norma que nos ocupa, le atañe al gobierno de la ciudad y a las alcaldías.
La gestión ambiental no se ciñe solo a la autorización: está en el cumplimiento de las medidas y de las condiciones; esa es la verdadera gestión ambiental. La autorización es un procedimiento administrativo que se ejerce a petición de parte y desde ahí se manifiesta una voluntad no solo de obtenerla sino de cumplirla.
De acuerdo con la Ley de Infraestructura de la Calidad, el cumplimiento de la norma se verifica a través de unidades de inspección (UI) acreditadas que aplican el procedimiento de evaluación de la conformidad. La Norma 007 incluye este procedimiento; a partir de su emisión, la Sedema define las características que deben reunir las UI encargadas de verificar su cumplimiento.
Solicitud de servicio del PEC (1)
Definición de responsables (2)
Definición de alcances (3)
Propuesta de costo y programa (4)
Actividades previas
Entrega de documentación (8)
Requerimientos de la NACDMX (7)
Políticas contracturales (6)
Formalización de contrato de servicio (5)
Documentación
Sujeto obligado
Normativa en materia de residuos de la construcción y demolición en la Ciudad de México
Revisión documental (9)
Inspección ocular (10)
Acta circunstanciada (11)
Informe técnico (12)
Notificación a la autoridad (16)
Emisión del dictamen (15)
Cumplimiento de la NACDMX (14)
Acciones correctivas (13)
Inspección Cumplimiento
Conjuntamente
Figura 1. Pasos para la evaluación de la conformidad.
La creación y funcionamiento de las unidades de inspección se rige por la norma mexicana NMX 17020, de acuerdo con la cual los interesados se someten a un proceso riguroso llevado a cabo por la Entidad de Acreditación en el que deberán demostrar, además del conocimiento de la norma y de la experiencia de sus integrantes, contar con la capacidad y organización con apoyo en sus procedimientos de calidad y operativos.
Una vez que la UI ha cumplido los requisitos, la Entidad de Acreditación (EMA) otorga la acreditación y la Sedema la registra en su Padrón de Unidades de Inspección (PADUI). Ambos, la acreditación y el registro, se actualizan anualmente previa confirmación de su debida operación.
Evaluación de la conformidad
De acuerdo con la norma, el Procedimiento de Evaluación de la Conformidad inicia con la solicitud por parte del sujeto obligado y termina con la emisión del Dictamen de Cumplimiento emitido por la UI y la notificación a la autoridad (figura 1).
La UI debe garantizar que sus juicios sean objetivos, independientes y sin conflicto de intereses. Para el caso de las obras, los sujetos obligados se clasifican como pequeños generadores, con más de 7 y hasta 80 metros cúbicos, y grandes generadores, con más de 80 m3. La UI realiza un mínimo de tres visitas a las obras para las etapas de cimentación, estructura y acabados.
La norma establece tres candados para su cumplimiento: se requiere el Dictamen de Cumplimiento emitido por la UI a) ante la alcaldía, como anexo al aviso de terminación de obra; b) ante la Sedema, al solicitar la liberación de condicionantes derivadas de las autorizaciones en materia de impacto ambiental, y c) en el caso de las obras públicas, para la liquidación de la obra.
Generadores y recicladores
El cumplimiento de la norma permitirá a los constructores la apertura de nichos de mercado y para ello es necesario que las empresas capaciten a su personal y adopten tecnologías innovadoras y mejores prácticas no solo en beneficio del medio ambiente, sino también en el logro de mayores eficiencias en el manejo de sus materiales al maximizar su aprovechamiento y minimizar la generación de sus residuos.
La generación de los RCD crece, y ante la obligatoriedad de su aprovechamiento las plantas recicladoras enfrentan el riesgo de convertirse en centros de acopio, debido a la diferencia entre los residuos que ingresan y los agregados reciclados que producen. El cumplimiento de la norma permitirá incentivar la instalación de nuevas plantas y sobre todo el empleo de los materiales reciclados, y con ello la reducción del empleo de materiales naturales.
Como ejemplo se puede emplear el 100% de agregados reciclados en concretos hidráulicos para firmes, banquetas y cualquier elemento que no vaya más allá de los 200 kg/cm2; en el caso de mezclas asfálticas en frío, el material reciclado se puede utilizar al 100% en banquetas y bacheo. Las empresas recicladoras, a través sus investigaciones y la adopción de tecnologías innovadoras, avanzan en mayores aprovechamientos de los RCD.
Conclusiones
La Norma 007 representa un beneficio para la sociedad en general: se beneficia el medio ambiente y también las empresas. Es un instrumento para reducir costos de las obras, pues los residuos reciclados se incorporan al mercado para utilizar menos materiales vírgenes y detener la sobreexplotación del medio ambiente.
La norma es un instrumento vivo, hay que tenerlo siempre actualizado; en cuanto a las obras, es preciso entender que es mucho más barato planearlas que detenerlas por incumplimientos.
El gobierno ya realizó las acciones necesarias para que los RCD se incorporen al mercado; sin embargo, se requiere hacerlo de manera oportuna, pues los recursos naturales se acaban. Es importante la implementación de leyes y normas ambientales, pero aún más importante es cumplir con ellas
El foro “Aplicación y cumplimiento de la normativa en materia de residuos de la construcción y demolición en la Ciudad de México”, convocado por la Secretaría del Medio Ambiente de la Ciudad de México y por el CICM, se llevó a cabo el pasado 29 de febrero de 2024 y fue presidido por Jorge Serra Moreno y Luis Montañez Cartaxo, del CICM, y por Julio César García Vergara de la Sedema. Este artículo se elaboró a partir de las intervenciones de los funcionarios Tomás Camarena Luhrs, Rogelio Jiménez Olivero, Laura Reyes Borges y José Manuel Vargas Hernández; de representantes de la EMA, de la CMIC, de empresas recicladoras y prestadoras de servicios ambientales, así como de la Unidad de Inspección de la norma. Compilador: Alfonso Chávez Vasavilbaso.
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ANGÉLICA LOZANO
Responsable del Grupo de Investigación en Ingeniería de Transporte y Logística, II UNAM.
Coordinadora del Subcomité de Movilidad Urbana del Comité de Infraestructura del CICM.
JULIO CÉSAR
LÓPEZ-CARREÑO
Impulso de la movilidad activa al interior de barrios
La movilidad activa es aquella en la que se utiliza solamente el impulso del cuerpo humano para desplazarse; tal el caso de caminar o andar en bicicleta. En este documento se presenta un breve análisis de las medidas útiles para impulsar la movilidad activa para viajes cortos al interior de barrios.
Palabras clave: movilidad activa, viajes cortos, infraestructura peatonal, infraestructura ciclista, exposición a emisiones, corredores de movilidad activa.
La movilidad activa no genera emisiones contaminantes y permite que las personas sean más saludables, debido a que realizan ejercicio al desplazarse. De acuerdo con expertos, el ejercicio físico contribuye a disminuir el sobrepeso y problemas de salud como la diabetes, las enfermedades cardiovasculares y pulmonares. También beneficia la salud mental, ya que mejora el estado de ánimo y así contribuye a reducir la depresión y la ansiedad, entre otros. Aunado a lo anterior, si el ejercicio se hace en compañía de otras personas, mejora la socialización.
Algunas desventajas de la movilidad activa son que las personas que caminan o andan en bicicleta se exponen a emisiones contaminantes y al riesgo de accidentes. Existen múltiples estudios sobre accidentes de tránsito donde están involucrados ciclistas y donde se señalan como causas más frecuentes las siguientes: deterioro en la superficie de rodamiento, falta de visibilidad, conflictos entre los movimientos de vehículos y de bicicletas, e incumplimiento de la normativa, entre otras. Los peatones pueden sufrir accidentes en banquetas que están en malas condiciones, o donde faltan coladeras. Además, una deficiente iluminación puede contribuir al aumento de robos y otros delitos a peatones y ciclistas.
Ingeniero en Transporte y maestro en Ingeniería (Transporte). Su línea de investigación ha sido la movilidad activa al interior de barrios. Ha sido consultor en proyectos de planeación urbana. los vehículos a diésel son principalmente autobuses de transporte público y camiones de carga, muchos de los cuales, además, carecen de buen mantenimiento, lo que incrementa sus emisiones.
Los peatones y ciclistas están expuestos a emisiones contaminantes, las cuales aumentan el riesgo de todas las causas de mortalidad (véase figura 1). Varios estudios evidencian los efectos de la exposición a corto plazo a partículas PM10, PM2.5, NO2 y O3, sobre todas las causas de mortalidad, y de PM10 y PM2.5 sobre la mortalidad por problemas cardiovasculares, respiratorios y cerebrovasculares.
La exposición a contaminantes varía por tipo de calle y de vehículos que circulan en esta. Breuer et al. (2020) calculan emisiones de NOx y PM10 a nivel de calle por tipo de vehículo y combustible en diferentes tipos de calles, y registran que los vehículos a diésel son los mayores productores de tales emisiones. En México,
Figura 1. Los ciclistas en vías principales se exponen a accidentes y a fuertes emisiones de NOx y partículas.
Diversos autores, entre ellos Yang et al. (2021) y Hankey y Marshall (2015), encuentran un elevado nivel de exposición de emisiones en los ciclistas; estos autores plantean que seleccionar rutas de bicicletas en vías locales adyacentes y evitar que camiones y bicicletas viajen juntos es determinante para reducir la exposición de los ciclistas a las emisiones contaminantes.
Se podría pensar que la movilidad activa está enfocada en personas jóvenes y saludables, pero esta puede hacerse extensiva a otros sectores de la población, siempre que se trate de viajes cortos y exista buena infraestructura para la reducción de riesgos de accidentes y de exposición a emisiones contaminantes.
Tabla 1. Indicios sobre los viajes que proporcionan diferente información geográfica
Información geográfica de un distrito o área de estudio
Características de los viajes internos. Para el Valle de México, esta información puede ser tomada de la Encuesta Origen-Destino en Hogares de la ZMVM 2017 (II UNAM, 2018).
Población clasificada por rangos de edad.
Indicios sobre los viajes internos
Hora de salida, propósito (ir a trabajar, ir a estudiar, ir de compras, recreación, etc.), sexo y edad del viajero, modos de transporte utilizados en los tramos del viaje, entre otros.
Dimensionamiento de la cantidad de viajes generados; orígenes o destinos, propósitos y horarios de los viajes.
Nivel socioeconómico o marginación urbana de la población. Modos de transporte utilizados.
Unidades económicas y personal ocupado, por sector industrial (industria, comercio, educación, servicios, etc.).
Características del equipamiento urbano (escuelas por nivel educativo, mercados, clínicas u hospitales, unidades deportivas, entre otros).
Uso de suelo.
Además, la infraestructura debe cubrir las necesidades de personas con limitaciones en la movilidad, como aquellas con discapacidad permanente o temporal o adultos mayores, entre otros.
La longitud de los recorridos es determinante para que una persona opte por la movilidad activa. Los viajes cortos podrían ser realizados mediante movilidad activa especialmente en áreas donde el transporte público es deficiente (donde incluso viajes cortos son realizados mediante vehículo particular, taxi o motocicleta).
Si las rutas para bicicleta y los senderos peatonales están en buenas condiciones, y además tienen conexión con la red multimodal de transporte de la ciudad, más personas pueden ser atraídas a la movilidad activa.
Potencial de la movilidad activa en el Valle de México
De acuerdo con la Encuesta Origen-Destino en Hogares de la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) 2017 (II UNAM, 2018), de los 34.6 millones de viajes realizados en un día típico entre semana, más de 11.1 millones se realizan completamente caminado (sin utilizar algún vehículo) y 720,000 viajes son realizados completamente en bicicleta (estos, principalmente en la periferia).
El 69% de los viajes totales de mujeres se hacen completamente caminando o tienen segmentos a pie de al menos 10 minutos, mientras que para los hombres estos viajes representan el 57% (Lozano et al., 2018).
La ZMVM está conformada por 194 distritos, cada uno formado por barrios. Por simplicidad, y mientras no haya más estudios al respecto, los viajes que no salen de un distrito, o viajes internos, son considerados viajes cortos. De los más de 11 millones de viajes que son hechos por completo caminando, aproximadamente 9 millones no salen de un distrito, y 2 millones tienen origen y destino en distritos diferentes (II UNAM, 2018). Los distritos con mayor concentración de viajes internos realizados completamente caminando están en la periferia (Tlatelolco, Pantitlán, Milpa Alta, Mixquic, Santa María Xalpa, etc.). Así que la calidad y la seguridad de
Orígenes o destinos y propósitos de los viajes.
Orígenes o destinos, propósitos y horarios de los viajes.
Propósitos de los viajes.
aproximadamente 9 millones de viajes (cortos) podrían ser mejoradas mediante inversiones en infraestructura de banquetas y corredores peatonales.
De los viajes que son realizados por completo en bicicleta, al menos 440,000 no salen de un distrito (II UNAM, 2018). Los distritos con mayor concentración de viajes internos realizados por completo en bicicleta están también en la periferia (Zumpango, San Salvador Atenco, Carretera Pirámides-Tulancingo, Texcoco Norte-Tepexpan, Talladores, etc.). De manera similar, la calidad y la seguridad de más de 440,000 viajes (cortos) podrían ser mejoradas mediante inversiones en infraestructura ciclista.
Más de 4.4 millones de viajes internos son realizados utilizando algún modo de transporte que no es caminar (II UNAM, 2018). Si la infraestructura para movilidad activa es mejorada en los barrios de los distritos donde dichos viajes son realizados, los viajeros podrían cambiar algunos de los modos motorizados que actualmente utilizan (vehículo particular, motocicleta, autobús o taxi), por la movilidad activa, siempre y cuando puedan ir de sus orígenes a sus destinos de forma eficiente y segura.
Por lo tanto, la implementación de corredores de movilidad activa al interior de barrios puede mejorar las condiciones de casi 12 millones de viajes que ya son realizados por completo en movilidad activa, y puede atraer a la movilidad activa una parte de los 4.4 millones de viajes cortos que actualmente utilizan otro modo de transporte. Adicionalmente, puede mejorar segmentos que se realizan caminando, pertenecientes a viajes que además utilizan otros modos de transporte.
¿Cómo dimensionar la demanda de movilidad activa?
La cantidad de viajeros que pueden ser beneficiados por la movilidad activa, o atraídos por esta, difieren de un área urbana a otra. El primer paso de un proyecto de movilidad activa es la estimación de la demanda de esta en el distrito o área de estudio. Para dimensionar dicha demanda, deben ser analizados los viajes cortos obtenidos de la información que brinda una encuesta origen-destino al interior del área de estudio. En caso de que no exista,
entonces los viajes pueden ser estimados de manera indirecta a partir de la información mostrada en la tabla 1, con el procedimiento mencionado a continuación.
Cada distrito o área de estudio debe ser dividido en barrios con características similares. La delimitación de estos puede basarse en las características de la vialidad que bordea y al interior del área de estudio.
Posteriormente, es posible utilizar un modelo de redes de transporte, de asignación-distribución de los viajes, para obtener matrices origen-destino de los viajes al interior de los barrios y entre barrios de un mismo distrito, para periodos seleccionados (horas de máxima demanda), en cada modo de transporte.
Luego, pueden ser seleccionados los barrios donde sería factible implementar corredores de movilidad activa, como aquellos donde haya más viajes cortos que ya utilicen la movilidad activa o que tengan el potencial de cambiar a movilidad activa.
Las características de la red vial, las banquetas y la red de transporte público (terminales, paradas, rutas, etc.) son determinantes para decidir dónde implementar acciones para impulsar la movilidad activa y cuáles serían dichas acciones en los barrios.
Las características requeridas de la red vial son la siguientes: tipo (principal, primaria, secundaria o local), velocidad permitida, secciones transversales (número de carriles y anchos de estos), estado de la superficie de rodamiento, carriles ocupados para estacionamiento, obstáculos temporales o fijos en la superficie de rodamiento, etc. Las características requeridas de las
banquetas son las siguientes: ancho, estado de conservación, obstáculos temporales o fijos, iluminación, características de las rampas, etcétera.
La ubicación de delitos registrados por tipo permitiría hacer recomendaciones para reducir estos hechos donde se impulse la movilidad activa.
Infraestructura y ubicación de corredores de movilidad activa En las áreas urbanas no céntricas, la infraestructura peatonal al interior de los barrios está en malas condiciones, a pesar de que caminar es el modo principal de desplazamiento utilizado en los viajes cortos. Frecuentemente, las ciclovías están mal ubicadas y no tienen conexiones con puntos relevantes de atracción/generación de viajes cortos, o con estaciones del transporte público.
Se requieren estrategias orientadas a promover la movilidad activa para hacer que esta sea conveniente y segura para la población en sus viajes.
Los corredores de movilidad activa deben responder a la demanda de la población, conectando los orígenes y destinos de los viajes requeridos al interior de los barrios y conectando dichos corredores con otros barrios y con las estaciones de transporte público. La movilidad activa puede ser un buen alimentador de los modos de transporte público masivo, pero no es útil para sustituir otros modos de transporte en viajes largos.
Los corredores peatonales y de bicicletas deben ser propuestos en la vialidad donde haya baja exposición a accidentes y a emisiones contaminantes de vehículos automotores, es decir, en vías de baja velocidad, de poco tráfico y bajo volumen de autobuses y camiones de carga con motores a diésel.
La implementación de un corredor de movilidad activa requiere modificaciones en la vialidad: adecuación de intersecciones, reprogramación de fases semafóricas (inclusión de fase peatonal), incorporación de señalamiento horizontal y vertical, eliminación de obstáculos en banquetas (véase figura 2) y superficies de rodamiento, mejoramiento y ensanchamiento de banquetas, mejoramiento de iluminación, reducción de delincuencia, etcétera.
La infraestructura debe cubrir las necesidades de personas con limitaciones en la movilidad, como aquellas con discapacidad permanente o temporal y adultos mayores, entre otros, asegurando que haya rampas seguras y superficies podotáctiles, entre otros.
Figura 2. Un corredor de movilidad activa debe contar con banquetas amplias y sin obstáculos.
Conclusiones
Para el mejoramiento de la movilidad, es muy importante considerar aquellos desplazamientos que se realizan en cortas distancias al interior de los barrios, y no solo los viajes de grandes distancias. Los viajes cortos representan una importante proporción de los viajes totales en una ciudad.
Los corredores de movilidad activa deben ser implementados en calles locales, con el fin de reducir la exposición de peatones y ciclistas a emisiones contaminantes, especialmente de camiones a diésel, que circulan en grandes cantidades en vías primarias. Además, en las calles locales los vehículos circulan a bajas velocidades, y se reduce la exposición de peatones y ciclistas a accidentes. Los corredores de movilidad activa pueden contribuir a mejorar el desplazamiento de la población, especialmente si están integrados en una red multimodal. La movilidad activa es ideal para el interior de barrios de grandes ciudades.
Los viajeros que ya utilizan la movilidad activa podrían realizar sus viajes de manera más segura y eficiente mediante los corredores de movilidad activa. Los viajeros que aún no utilizan movilidad activa podrían cambiar a ella al darse cuenta de que los corredores ad hoc les permiten llegar de sus orígenes a sus destinos de una
manera más eficiente y segura que en otro modo de transporte (motorizado).
Una vez implementados los corredores, una campaña de difusión de los beneficios de la movilidad activa –señalando que no solo es para personas jóvenes y saludables– podría alentar a los habitantes que realizan viajes cortos a que los utilicen
Referencias
Breuer, J. L., et al. (2020). The impact of diesel vehicles on NOx and PM10 emissions from road transport in urban morphological zones: A case study in North Rhine-Westphalia, Germany. Science of the Total Environment 727.
Hankey, S., y J. D. Marshall (2015). On-bicycle exposure to particulate air pollution: Particle number, black carbon, PM2.5, and particle size. Atmospheric Environment 122: 65-73.
Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, II UNAM (2018). Estudio Origen-Destino de la ZMVM 2017: Encuesta en Hogares. Grupo de Investigación en Ingeniería de Transporte y Logística.
Lozano, A., et al. (2018). Herramienta 1 para identificar la relevancia de cada modo de transporte. II UNAM. Disponible en: giitral.iingen. unam.mx/Estudios/EOD-Estadisticas-03.html
Yang, Z., et al. (2021). Investigation into Beijing commuters’ exposure to ultrafine particles in four transportation modes: bus, car, bicycle and subway. Atmospheric Environment 266.
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DULCE BAROCIO
Especializada en gestión BIM, sostenibilidad y tecnología. Vicepresidenta de Red Internacional Ciudades Inteligentes y subdirectora de la Comisión de Industria del BIM Task Group.
ELÍAS TAVERA
Diplomado en metodología BIM para la construcción. Director de la Comisión de Sustentabilidad del BIM Task Group y miembro del Comité Técnico de Seguridad Estructural del CICM.
BIM optimiza el diseño, la construcción y la operación de infraestructura
En este artículo se analiza la metodología BIM y se destaca su relevancia en la digitalización de la industria de la construcción. Aunque su concepto fundamental tiene 50 años, su adopción práctica se ha acelerado en los últimos 20 años debido a políticas públicas, investigaciones académicas e innovaciones tecnológicas. Recientemente, México incorporó esta metodología oficialmente a través de una normativa publicada en el Diario Oficial de la Federación.
Palabras clave: BIM, MIC, sustentabilidad, construcción industrializada, productividad.
La metodología Building Information Modeling, BIM, o Modelado de Información para la Construcción, MIC, fue propuesta por Charles Eastman en 1975 en su artículo “The use of computers instead of drawings in building design”, donde describió que los modelos se basan en el uso de parámetros (variables) que definen las características y comportamientos de los elementos de diseño. A través de la manipulación de estos parámetros, se pueden generar y modificar automáticamente diseños complejos, lo que permite una mayor flexibilidad y eficiencia en el proceso de diseño. En aquel entonces, los equipos y programas de cómputo no estaban tan desarrollados como ahora; en la actualidad se tienen las condiciones más favorables para su aplicación.
En México y en otros países ha existido una fuerte resistencia a la implementación de la metodología BIM por parte de algunas universidades, empresas y sectores de gobierno; sin embargo, recientemente fue publicada en el Diario Oficial de la Federación la Norma Técnica de BIM, aplicada a los proyectos de la Secretaría de Infraestructura, Comunicaciones y Transportes que tengan un monto igual o mayor a 100 millones de pesos; esto es un gran avance para México y para la industria de la construcción.
Con base en el análisis previo y las reflexiones inspiradas en Theodore Levitt (1960) y Michael Porter (1979), se pueden extraer lecciones valiosas aplicables
a la industria de la construcción en su relación con la metodología BIM. Levitt plantea que la miopía en los negocios surge de una visión limitada sobre las propias capacidades y el mercado, lo cual puede tener consecuencias desastrosas, como se observó en casos emblemáticos como la industria ferroviaria, Kodak y Blockbuster. Estos ejemplos destacan la importancia de anticipar los cambios en las necesidades y deseos de los consumidores, así como en las tecnologías emergentes. En este sentido, la metodología BIM se presenta como una innovación disruptiva que requiere una adopción amplia y profunda para evitar el riesgo de obsolescencia; es, de inicio, un cambio en la mentalidad para también cambiar la forma en que se han venido haciendo las cosas por más de un siglo.
La resistencia al cambio y la adhesión a prácticas tradicionales en la industria de la construcción pueden considerarse formas de miopía, al ignorarse las potenciales ventajas que BIM ofrece en términos de eficiencia, precisión, colaboración y sostenibilidad. La transición hacia BIM implica adoptar nuevas herramientas tecnológicas y también redefinir procesos y mentalidades, en busca de una mayor adaptabilidad y orientación al cliente. Esto incluye una comprensión más amplia del negocio, no solo la construcción de edificios e infraestructura sino la creación de espacios que satisfagan de manera eficiente y sostenible las necesidades cambiantes de la sociedad.
BIM optimiza el diseño, la construcción y la operación de infraestructura
Michael Porter (1979), por otro lado, ofrece un marco para analizar la competitividad y entender cómo las fuerzas del mercado modelan las estrategias empresariales. La aplicación de su análisis a la adopción de BIM podría revelar la manera en que la amenaza de nuevos competidores, el poder de negociación de proveedores y clientes, la amenaza de productos sustitutos y la rivalidad entre competidores existentes pueden influir en la decisión de adoptar BIM. Por ejemplo, la entrada de nuevas empresas tecnológicamente avanzadas en el mercado de la construcción puede representar una amenaza para las empresas tradicionales, lo que subraya la necesidad de adoptar BIM para mantener la competitividad.
Las siguientes estrategias, inspiradas en las enseñanzas de Levitt (1960) y Porter (1979), se pueden aplicar a la metodología BIM:
• Educación y concientización: fomentar una comprensión profunda de los beneficios de BIM a través de la educación universitaria temprana y continua, con temáticas de sostenibilidad y la difusión de casos de éxito.
• Flexibilidad y adaptabilidad: promover una cultura empresarial que valore la flexibilidad, la adaptación a cambios y la innovación constante, lo cual debe iniciar desde los puestos directivos, ya que en un principio debe ser mandatorio, para que los integrantes de la organización se comprometan más rápidamente.
• Orientación al cliente: centrar los esfuerzos en com prender y satisfacer las necesidades actuales y futuras de los clientes, utilizando BIM para ofrecer soluciones más personalizadas y eficientes.
• Colaboración e interoperabilidad: estimular la colabo ración entre todos los actores del sector de la construc ción, así como el desarrollo y adopción de estándares abiertos para facilitar la interoperabilidad de diferentes plataformas BIM. En esta fase es muy importante fo mentar el aprendizaje a través de la experimentación y la aceptación de errores, ya que construye la confianza entre el equipo y propicia un ambiente óptimo para el crecimiento y la colaboración efectiva.
Estas estrategias representan un enfoque integral y multifacético que aborda desde la redefinición del propósito de BIM hasta la promoción de la colabora ción intersectorial y la evaluación continua del retorno de inversión. Este enfoque no solo busca incrementar la adopción de BIM sino también maximizar su valor, al alinearlo con las necesidades cambiantes del mercado y de los clientes. A continuación se sintetizan y amplían las estrategias clave.
Redefinición del propósito de BIM
Enfocarse en las necesidades del cliente es una es trategia que implica ver BIM más allá de una simple herramienta de modelado, reconocerlo como una metodología colaborativa para entregar proyectos de manera más eficiente reduciendo errores y optimizando costos así como tiempos de entrega. Esto requiere un
entendimiento profundo de las necesidades actuales y futuras de los clientes y la adaptación de los servicios de construcción para satisfacer estas necesidades de manera proactiva. En resumen, es hora de ocuparse de lo que el cliente necesita para potencializar su inversión. Ampliar la perspectiva de aplicación de BIM implica explorar y aprovechar el potencial de BIM en áreas como dar asistencia en la gestión de ciudades mediante el control de la información en infraestructuras, sostenibilidad y la integración con tecnologías emergentes como el internet de las cosas, la realidad aumentada, gemelos digitales, impresión 3D, drones, escaneo LIDAR, aprendizaje automático, inteligencia artificial, el blockchain (esta tecnología puede usarse para garantizar la integridad y seguridad de los datos en los modelos BIM al proporcionar un registro inmutable de cambios y transacciones) y el big data (conjuntos de datos de gran volumen, velocidad y variedad, que requieren tecnologías avanzadas para almacenamiento, procesamiento y análisis). Esta expansión puede abrir nuevas vías para la innovación y la creación de valor.
Todos los lunes de 8:00 a 10:00 (CDMX)
BIM
bre las últimas tendencias, tecnologías y metodologías, incluido BIM. Esto implica tanto la formación técnica como el desarrollo de habilidades blandas que fomenten la innovación y la adaptabilidad. Existe la necesidad de integrar BIM a la formación de ingenieros civiles para enfrentar retos futuros en la construcción, comparando prácticas educativas internacionales; se propone actualizar planes de estudio y promover la colaboración interdisciplinaria para mejorar la productividad y rentabilidad de la industria de la construcción. Es necesario fomentar la experimentación, animar a las empresas a probar nuevas aplicaciones de BIM y tecnologías complementarias evaluando su impacto en la mejora de los procesos de construcción y gestión de proyectos. La experimentación puede conducir al descubrimiento de usos innovadores de BIM que potencien la eficiencia y la efectividad de los proyectos.
Mejora de la colaboración en la industria
Adoptar estándares abiertos como IFC (Industry Foundation Classes) de BuildingSmart facilita la interoperabilidad de diferentes herramientas BIM y mejora la colaboración entre todos los agentes involucrados en el proceso constructivo, desde la planeación hasta la operación y el mantenimiento de las edificaciones e infraestructura. La formación de alianzas entre empresas de construcción, desarrolladores de software , instituciones académicas y otras industrias puede acelerar la innovación en BIM, al compartirse conocimientos y mejores
prácticas. Esta colaboración puede llevar a la creación de soluciones más integradas y eficientes, pero lo más importante es qué se puede aportar en cuestión de sostenibilidad, tomando decisiones acertadas y visualizando la mejor opción antes de ejecutar la construcción.
Enfoque en el valor a largo plazo
Deben documentarse y compartirse los casos de éxito. Es vital ilustrar cómo la inversión en BIM se traduce en beneficios tangibles a largo plazo, como la reducción de costos y la mejora en la gestión del ciclo de vida de los activos. Compartir estas historias de éxito puede motivar a otras empresas a adoptar BIM.
Implementar mecanismos para medir el retorno de la inversión en BIM de manera continua ayuda a las empresas a comprender su valor agregado y ajustar sus estrategias para maximizar los beneficios, con lo cual se mide y se comprueba su efectividad real de aplicación. Al adoptar y adaptar estas estrategias, la industria de la construcción no solo generará una visión transformadora con la implementación de BIM, sino que también asegurará que esta metodología evolucione constantemente para satisfacer las necesidades cambiantes de los clientes y del mercado en este sector; con ello se garantiza la relevancia y competitividad en el futuro de la industria de la construcción.
Oportunidades para México
El 15 de febrero de 2024 se publicó en México el primer marco normativo para la aplicación de la metodología BIM: “Norma técnica que regula el Modelado de Información de la Construcción en proyectos de obra pública de la Secretaría de Infraestructura, Comunicaciones y Transportes”, que establece la necesidad de gestionar los recursos federales de manera eficiente, eficaz, económica y transparente. Este marco tiene como fin mejorar la calidad y reducir costos y riesgos en proyectos de obra pública, y en él se definen las directrices para la implementación y uso de la metodología BIM en proyectos de infraestructura pública en México. La normativa se organiza en torno a ocho ejes principales:
Justificación y marco legal. Define la base legal y la justificación para la adopción de BIM en proyectos de infraestructura; resalta su potencial para mejorar la gestión de recursos, incrementar la eficiencia en la ejecución de proyectos y promover la transparencia en la asignación y utilización de fondos públicos.
Definiciones clave. El documento aclara conceptos esenciales relacionados con BIM. Estas definiciones proporcionan un lenguaje uniforme para los involucrados en proyectos de obra pública basándose en la norma ISO 19650.
Aplicabilidad. La normativa se aplica a proyectos de infraestructura con una inversión estimada igual o superior a 100 millones de pesos y a otros proyectos que la secretaría o subsecretaría determinen, sin importar su monto de inversión.
Visión de la construcción en una ciudad sustentable, elaborada con inteligencia artificial (Barocio y Tavera).
Responsabilidades y roles. Detalla las funciones y responsabilidades de los distintos actores en la estructura organizativa de un proyecto BIM, incluyendo al coordinador y al receptor de la SICT, así como a otros encargados de la implementación y gestión de la metodología BIM.
Implementación de la metodología BIM. Expone los procedimientos para una efectiva implementación de BIM en todas las fases del ciclo de vida de un proyecto, desde la planificación hasta la operación y mantenimiento, incluyendo la elaboración de un Plan de Ejecución MIC y la definición de una matriz de responsabilidades.
Seguimiento y reporte. Establece los requisitos para el seguimiento y reporte de avances físicos y financieros utilizando BIM, lo que permite una gestión más eficiente y transparente de los proyectos.
Capacitación y recursos tecnológicos. Enfatiza la importancia de proporcionar los recursos tecnológicos y la capacitación necesaria al personal involucrado en la implementación de BIM, para garantizar el desarrollo efectivo de los proyectos mediante esta metodología.
Normatividad y estándares. Destaca la importancia de seguir normas y estándares nacionales e internacionales para asegurar la calidad y consistencia en la aplicación de BIM en proyectos de infraestructura.
Conclusiones
BIM proporciona datos y con ello herramientas esenciales para el análisis y evaluación del rendimiento de los proyectos de construcción en términos de costo, tiempo, calidad y sostenibilidad. Utilizando BIM, las organizaciones pueden acceder a información detallada
sobre el rendimiento de los proyectos, lo que les facilita tomar decisiones informadas para una mejora continua en su desempeño.
Con el desarrollo y adopción creciente de BIM, se anticipa un incremento en la demanda de profesionales capacitados en esta metodología. Se espera, por tanto, una expansión en la capacitación y educación relacionada con BIM.
El incremento de la competitividad hoy en día y en cualquier sector se verá muy favorecido con la digitalización de procesos aplicados con conocimiento en la materia. Además, con un enfoque creciente en la sostenibilidad y la necesidad de construir de manera más eficiente, BIM se empleará para optimizar el diseño, la construcción y la operación de edificios y proyectos de infraestructura. Esto incluye la simulación del rendimiento energético, la gestión de residuos y la planificación de la construcción con un enfoque en la reducción de emisiones de carbono y la huella ambiental. Así, la industria de la construcción, por su papel tan preponderante en la sociedad, deberá detonar un gran cambio hacia el desarrollo sostenible
Referencias
Porter, M. E. (1979). How competitive forces shape strategy. Harvard Business Review 57(2): 137-145.
Levitt, T. (1960). Marketing myopia. Harvard Business Review
Diario Oficial de la Federación, DOF (2024). Norma Técnica que regula el Modelado de Información de la Construcción en proyectos de obra pública de la Secretaría de Infraestructura, Comunicaciones y Transportes. México www.dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo =5716954&fecha=15/02/2024#gsc.tab=0
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BIM en Infraestructura, Havellandautobahn A10-A24, Alemania. Global Infrastructure Hub.
La gota de agua
Vicente Leñero Amarillo Editora, 2024
El drama cotidiano que significa la escasez de agua potable, y que afecta actualmente a más de 200 colonias de la Ciudad de México, es el tema de la novela de Vicente Leñero (1933-2014) que acaba de reeditarse en España. Las angustias de quedarse sin agua, las mentiras de las autoridades, el burocratismo, la demagogia, la indolencia, la irresponsabilidad, la informalidad, están reflejados en esa finalmente divertidísima historia de los apuros de una familia de clase media en la colonia San Pedro de los Pinos de la hoy alcaldía Benito Juárez. Y son las mismas calamidades que hasta la fecha sufrimos… 42 años después.
En esta novela, construida con sencillez y agilidad, Leñero retrata en primera persona las vicisitudes con albañiles y vendedores de tinacos, en una delirante aventura cotidiana que relata los problemas por la escasez del vital líquido en las grandes urbes.
“¡No hay agua!” es la frase con la que el narrador, dramaturgo, periodista e ingeniero civil comienza la espléndida narración de su pesadilla hídrica, cuyo inicio precisa en el domingo 31 de enero de 1982
2024
Agosto 26 al 30
18ª Conferencia Europea de Mecánica del Suelo e Ingeniería Geotécnica
Sociedad Geotécnica Portuguesa Lisboa, Portugal www.ecsmge-2024.com
Septiembre 3 al 5
Aquatech México RAI Ámsterdam Ciudad de México www.aquatechtrade.com/es/mexico
Septiembre 4 al 6
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Septiembre 16 al 20 30 Congreso Mundial de ITS ERTICO-ITS Europe Dubái, Emiratos Árabes Unidos itsworldcongress.com
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XII Congreso Argentino y XVI Congreso Latinoamericano de Hidrogeología
Asociación Latinoamericana de Hidrología
Subterránea para el Desarrollo y otros
Santa Rosa, Argentina congresohidrogeologia.unlpam.edu.ar
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European Transport Conference 2024 Association for European Transport Amberes, Bélgica aetransport.org/etc
Octubre 15 al 18
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Estambul, Turquía irfnet.ch/event/irf-world-congress-2024
