Revista Ingeniería Civil IC 559 noviembre - diciembre 2015 by Helios Comunicación

Espacio del lector

Dirección general Ascensión Medina Nieves Consejo editorial del CICM Presidente

Víctor Ortiz Ensástegui

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sumario FOTOGRAFÍAS: FLICKR / DENNIS JARVIS, SCT, GDF, CFE COMPOSICIÓN HELIOS

Número 559, noviembre - diciembre de 2015

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MENSAJE DEL PRESIDENTE

DIÁLOGO / UNA FORMACIÓN CON LOS MEJORES ESTÁNDARES INTERNACIONALES / CARLOS ESCALANTE SANDOVAL

GREMIO / PAPEL DE LA INGENIERÍA CIVIL EN EL DESARROLLO URBANO SUSTENTABLE / FELIPE ARREGUÍN

COSTERA / MOVIMIENTO DE PLACAS TECTÓNICAS Y 11 INGENIERÍA OBRAS DE INGENIERÍA EN ZONAS COSTERAS / LUIS ANTONIO BUENFIL LÓPEZ / FABRICACIÓN DE LADRILLOS ECOLÓGICOS / ESPE16 MATERIALES RANZA AQUINO BOLAÑOS Y MA. NEFTALÍ ROJAS VALENCIA PORTUARIA / PROYEC20 INGENIERÍA TO DE AMPLIACIÓN DEL PUERTO DE VERACRUZ / ÓSCAR ALAIN DE LA ROSA AHUMADA Y JORGE A. MIRANDA MORENO DE PORTADA: FINANCIAMIENTO / RETOS PARA MAYOR INVER24 TEMA SIÓN EN INFRAESTRUCTURA HACIA 2018 / ROXANA MUÑOZ Y ARMIDA VALDÉS CAMPOS / LA TEORÍA DE JUEGOS EN LA VALUACIÓN / 28 FINANCIAMIENTO EDUARDO RAMÍREZ FAVELA

Vicepresidente

Alejandro Vázquez Vera Consejeros

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

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

Su opinión es importante, escríbanos a ic@heliosmx.org

IC Ingeniería Civil, año LXVI, número 559, Noviembre - Diciembre de 2015, es una publicación mensual editada por el Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C. Camino a Santa Teresa número 187, Colonia Parques del Pedregal, Delegación Tlalpan, C.P. 14010, México, Distrito Federal. Tel. 5606-2323, www.cicm.org.mx, ic@heliosmx.org

/ GEOFÍSICA APLICADA A OBRAS CIVILES SUBTERRÁ40 TÚNELES NEAS. TRAZO 6D DEL TEO / JOSÉ ANSELMO PÉREZ REYES Y FERNANDO

Editor responsable: Ing. Ascensión Medina Nieves. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo número 04-2011-011313423800-102, ISSN: 0187-5132, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor, Licitud de Título y Contenido número 15226, otorgado por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Permiso Sepomex número PP09-0085. Impresa por: Helios Comunicación, S.A. de C.V., Insurgentes Sur 4411, 7-3, colonia Tlalcoligia, delegación Tlalpan, C.P. 14430, México, Distrito Federal. Este número se terminó de imprimir el 31 de octubre de 2015, con un tiraje de 4,000 ejemplares.

HISTORIA / DIAGNÓSTICO Y REHABILITACIÓN ESTRUCTURAL DEL ACUEDUCTO DEL PADRE TEMBLEQUE / ABRAHAM R. SÁNCHEZ RAMÍREZ Y ROBERTO MELI PIRALLA

SÁENZ PARDO

45 OBRAS MAESTRAS DE LA INGENIERÍA / EL TAJO DE NOCHISTONGO / LIBRO SÍGUEME. EL PODER DE UN VERDADERO LÍDER / 48 CULTURA JOHN C. MAXWELL AGENDA / CONGRESOS, CONFERENCIAS…

Los artículos firmados son responsabilidad de los autores y no reflejan necesariamente la opinión del Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C. Los textos publicados, no así los materiales gráficos, pueden reproducirse total o parcialmente siempre y cuando se cite la revista IC Ingeniería Civil como fuente. Circulación certificada por el Instituto Verificador de Medios, registro

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Mensaje del presidente

Desafíos en el corto plazo

a sido un año de intenso trabajo para los integrantes de nuestro colegio. Menciono por ejemplo la concreción de reuniones regionales y el encuentro estudiantil como parte de las actividades del 28 Congreso Nacional de Ingeniería Civil, cuyas jornadas finales tendrán lugar en la Ciudad de México en marzo de 2016 para celebrar los 70 años del CICM. A lo largo de 2015 consolidamos los vínculos con estudiantes de ingeniería civil de las diversas instituciones de educación superior, con el propósito de que conozcan el CICM, cuenten desde ahora con él y se integren para ser parte activa del gremio. Se trata de fomentar en los jóvenes el valor y el beneficio de servir solidariamente a las causas comunes. Los comités técnicos siguen desarrollando una labor relevante para aportar conocimiento y experiencia en forma de propuestas concretas. En sintonía con ello, la iniciativa del Banco de Indicadores Objetivos de la Ingeniería Civil se consolida como herramienta de análisis para responsabilizarnos de nuestra profesión. La conmemoración de los 30 años de los sismos de 1985 fue propositiva; con la participación de destacados especialistas se revisaron, analizaron y debatieron los temas que nos competen para enfrentar ese fenómeno natural con el cual convivimos. Se está consolidando el estudio de prospectiva para llegar al 28 Congreso en marzo con los escenarios de la ingeniería civil a futuro. El CICM participa activamente con los responsables del NAICM proponiendo a reconocidos expertos, muchos de ellos socios del colegio, para ofrecer las mejores soluciones técnicas a los desafíos que esta gran obra plantea. No menos importante es nuestra participación en el análisis y debate de leyes como la de Aguas Nacionales, la del Ejercicio Profesional y la de Obra Pública, todas con gran repercusión para el país y para nuestra profesión. Mucho se está haciendo frente a los retos en el corto plazo. Quiero destacar que en noviembre se instala el consejo electoral responsable del proceso de sucesión del Consejo Directivo del CICM. Estamos convencidos del alto impacto positivo que la activa participación de cada socio tiene en garantizar la institucionalidad que ha caracterizado a nuestro colegio. Finalmente, les deseo unas fiestas de fin de año plenas de felicidad junto a sus seres queridos, con las mejores expectativas para 2016.

XXXV CONSEJO DIRECTIVO Presidente Víctor Ortiz Ensástegui Vicepresidentes Felipe Ignacio Arreguín Cortés J. Jesús Campos López Salvador Fernández Ayala Fernando Gutiérrez Ochoa Ascensión Medina Nieves Jorge Serra Moreno Edgar Oswaldo Tungüí Rodríguez Alejandro Vázquez Vera Primer secretario propietario Juan Guillermo García Zavala Primer secretario suplente Carlos Alberto López Sabido Segundo secretario propietario Óscar Enrique Martínez Jurado Segundo secretario suplente Mario Olguín Azpeitia Tesorero Jorge Oracio Elizalde Topete Subtesorero Luis Rojas Nieto Consejeros José Cruz Alférez Ortega Enrique Baena Ordaz Celerino Cruz García Salvador Fernández del Castillo Flores Benjamín Granados Domínguez Mauricio Jessurun Solomou Pisis Marcela Luna Lira Federico Martínez Salas Carlos de la Mora Navarrete Andrés Moreno y Fernández Simón Nissan Rovero Regino del Pozo Calvete Bernardo Quintana Kawage Alfonso Ramírez Lavín César Octavio Ramos Valdez José Arturo Zárate Martínez

Víctor Ortiz Ensástegui XXXV Consejo Directivo

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GREMIO

Papel de la ingeniería civil en el desarrollo urbano sustentable Se abordan en esta ocasión el tema central Desarrollo Urbano Sustentable y los temas transversales de contaminación, cambio climático y turismo del Programa Técnico del 28 CNIC. Las preguntas clave son: ¿qué puede hacer la ingeniería civil para mejorar estos ámbitos y en qué medida ha respaldado la planeación urbana ambiental y el desarrollo urbano integral?

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FELIPE ARREGUÍN Director técnico del 28 Congreso Nacional de Ingeniería Civil.

La ingeniería civil tiene la mayor influencia en el espacio creado por el ser humano en beneficio de la sociedad.

Existen muchas definiciones de desarrollo urbano sustentable, y la mayor coincidencia entre ellas es que el principal objetivo es el bienestar de la población local a largo plazo, con optimación de las variables económicas, políticas, sociales y ambientales de las ciudades y de las regiones contiguas, en el entendido de que actualmente las fronteras de todas las regiones se han extendido debido a la globalización. Es evidente que la ingeniería civil tiene mucho que aportar en estos temas. Otro concepto que es importante poner sobre la mesa es el de cambio climático. La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático es muy específica al relacionar, directa o indirectamente,

la alteración de la composición de la atmósfera mundial con la actividad humana, lo que se suma a la variabilidad natural del clima. En la sesión técnica Impacto Ambiental de las Obras de Infraestructura se analizarán los efectos directos e indirectos que toda obra de ingeniería genera en el medio ambiente durante sus fases de construcción y operación, así como las medidas de prevención y atenuación comparadas con los beneficios que brindan a la sociedad. Se revisará si las manifestaciones de impacto ambiental están cumpliendo su función o se han convertido en un trámite que hay que salvar, y qué tanto contribuyen al desarrollo de los proyectos de ingeniería.

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Papel de la ingeniería civil en el desarrollo urbano sustentable

SHUTTERSTOCK / JANNOON028

En la sesión titulada Medio Ambiente Construido y Natural se discutirá acerca del entorno en el que tiene mayor influencia la ingeniería civil: el construido. Se entiende por ambiente construido los edificios, parques, infraestructura de ingeniería (redes de agua potable, alcantarillado, eléctricas, etc.), es decir, el espacio creado por el ser humano en beneficio de la sociedad y su relación con el ambiente natural. Las Ciudades del Futuro, Ordenadas y Sustentables es el nombre Se revisará si las MIA cumplen su función o se han convertido en un trámite. de la sesión técnica en la que se analizará el riesgo que corren las ciudades respecto al se efectuará la mesa redonda “Gobernadores: desarrollo crecimiento urbano desmedido, los impactos del cambio urbano sustentable”. En ella los ejecutivos de los estados climático y la demanda cada vez mayor de satisfactores sede, en compañía de los presidentes de los respectipor parte de sus habitantes. En particular es necesario vos colegios de ingenieros, presentarán las principales analizar qué sucede con los hundimientos en la Ciudad conclusiones de la reunión regional que se llevó a cabo de México, con la falta de agua y un sistema de transen la ciudad de Aguascalientes y de las que se realizarán porte insuficiente. Un tema particular serán las ciudades en Toluca, Tijuana y Cancún antes del 28 CNIC inteligentes. La sesión técnica Contaminación y Cambio Climático ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? versará sobre la evidente influencia del ser humano en Escríbanos a ic@heliosmx.org el clima, como lo demuestran los datos proporcionados por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático. En esta sesión se analizará qué puede hacer la ingeniería civil para reducir las emisiones que contaminan agua, aire y suelo. Se deberán buscar soluciones para mejorar la eficiencia de las plantas de tratamiento de aguas residuales y las plantas generadoras de energía eléctrica y reducir la contaminación en los campos agrícolas. FACULTAD DE INGENIERÍA División de Educación Continua y a Distancia Por otra parte, el desorden territorial es sin duda uno de los mayores problemas de nuestro país; baste recordar las tragedias que se presentan año con año en las áreas de inundación invadidas por todo tipo de usuarios, afectadas por las lluvias y el manejo inadecuado o nulo de los escurrimientos al subestimar sus efectos en la población, sobre todo en asentamientos irregulares. El ordenamiento territorial es sin duda una herramienta para la planeación y gestión del territorio. En la sesión técnica Ordenamiento Territorial y el Futuro Modalidades: presencial y en línea de la Ingeniería Civil deberá analizarse hasta dónde la Ley General de Asentamientos Humanos ayuda a hacer una mejor planeación urbana en México y hasta dónde INFORMES la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Tel. 5521-4021 al 24, 5521-7335 Ambiente ha servido para sustentar una política ambiene-mail: informes@mineria.unam.mx tal. ¿Los planes de desarrollo urbano y municipal han servido de algo? ¿Cuáles han sido las aportaciones de los ordenamientos ecológico-territoriales? En la sesión técnica Programa de Turismo Sustentable se analizará en qué medida el Sistema de Indicadores de Sustentabilidad para el Turismo, en el subtema desarrollo urbano, se ha apoyado en la ingeniería civil para respaldar la planeación urbana ambiental y el desarrollo www.mineria.unam.mx urbano integral. Finalmente, en relación con esto último,

Cursos, Talleres y Diplomados

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DIÁLOGO

Una formación con los mejores estándares internacionales La Facultad de Ingeniería se esfuerza por brindar a sus estudiantes una muy buena preparación académica adecuando los contenidos de sus planes y programas de estudio a las exigencias del mercado laboral y a la satisfacción de necesidades para el desarrollo del país. Los nuevos planes de estudio contienen asignaturas de corte sociohumanístico para dar a nuestros estudiantes una formación integral que considera aspectos no sólo técnicos, sino aquellos que les permitan visualizar el entorno social en el cual van a desarrollar su profesión. CARLOS ESCALANTE SANDOVAL Ingeniero civil con maestría en Ingeniería de los aprovechamientos hidráulicos y doctorado en Ingeniería hidráulica. Cuenta con 25 años de antigüedad académica. En la UNAM ha sido jefe de la Sección de Hidráulica en la División de Posgrado y del Departamento de Ingeniería Hidráulica, así como coordinador del posgrado en Ingeniería Civil. En la actualidad es el director de la Facultad de Ingeniería de la UNAM.

IC: A grandes rasgos, ¿cuáles son los datos más relevantes sobre el ingreso de estudiantes a la Facultad de Ingeniería de la UNAM? ¿Cuáles son los criterios que se siguen para ello? Carlos Escalante Sandoval (CES): Anualmente se asignan a la Facultad de Ingeniería alrededor de 2,500 estudiantes; particularmente en este año, concluyeron sus trámites de inscripción 2,411 alumnos, de los cuales 399 ingresaron a la carrera de Ingeniería civil. El 80% proviene del bachillerato universitario, es decir, la Escuela Nacional Preparatoria y el Colegio de Ciencias y Humanidades, y

el restante 20% accede mediante concurso de selección para ingreso a licenciatura. IC: ¿Qué opina usted del pase directo a la licenciatura? CES: Más que pase directo yo hablaría del pase reglamentado, un procedimiento establecido en el Reglamento General de Inscripciones contenido en la legislación universitaria. Si bien es cierto que se ha cuestionado mucho este procedimiento con el argumento de que no todos los que acceden tienen la aptitud para cursar estudios de licenciatura y que por concurso de selección

Se están realizando cambios en la vida académica con la participación de todos los involucrados.

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Una formación con los mejores estándares internacionales

en muchas ocasiones se quedan fuera muy buenos estudiantes, mi punto de vista es que hay que respetar la normatividad universitaria, además de que la experiencia me indica que por pase reglamentado han llegado a esta facultad y egresado de ella excelentes profesionales de la ingeniería civil. IC: Ya específicamente hablando sobre la ingeniería civil, ¿cuáles son las estadísticas sobre ingresos, deserciones y egresados? CES: De los casi 400 estudiantes que ingresan anualmente a la Facultad de Ingeniería, poco más de 200 acreditan íntegramente su plan de estudios, es decir, completan el 100% de sus créditos. Por otro lado, se titulan anualmente alrededor de 180 ingenieros civiles utilizando cualquiera de las 10 opciones de titulación con las que cuenta la facultad; llama la atención que cerca de 70 recién titulados eligen la opción de “titulación por estudios de posgrado” y poco más de 100 obtienen su título mediante la elaboración de tesis. IC: ¿La Facultad de Ingeniería da seguimiento al desarrollo académico de los estudiantes después de la licenciatura? CES: Por supuesto. De hecho, en el plan de desarrollo de la entidad hay un proyecto que se encarga del seguimiento generacional con la finalidad de ver el avance académico de cada uno de nuestros estudiantes y apoyarlos para la pronta conclusión de sus estudios; posteriormente, otro proyecto realiza el seguimiento a egresados a través de una oficina instalada en el Palacio de Minería a partir de noviembre, en donde se les ofrecerá apoyo para su titulación y cursos de educación continua, además de que servirá de enlace con los egresados ya en el ámbito profesional. IC: ¿Existen acuerdos de algún tipo con el sector público y privado ligados a la ingeniería civil con objeto, por ejemplo, de mantener vigentes los planes de estudio o facilitar la práctica profesional y dar puestos de trabajo a los estudiantes y egresados?

uuLo importante en el momento de elegir una carrera universitaria es la vocación de la persona. La UNAM promueve reuniones y ferias de orientación vocacional en donde se explica a los estudiantes de secundaria y bachillerato las bondades de cada carrera y se pone énfasis en aquellas licenciaturas que responden a las necesidades apremiantes de la sociedad y de nuestro país. CES: Sí. Tradicionalmente, la Facultad de Ingeniería se ha esforzado por brindar a sus estudiantes una muy buena preparación académica adecuando los contenidos de sus planes y programas de estudio a las exigencias

del mercado laboral y a la satisfacción de necesidades para el desarrollo del país. Por otra parte, nuestros alumnos realizan a lo largo de su carrera prácticas de campo y visitas técnicas a empresas y organismos del sector público y privado así como estancias profesionales; ello les permite a nuestros estudiantes acercarse a su entorno profesional, y a estas entidades conocer a los futuros profesionales de la ingeniería y potenciales candidatos para ocupar posiciones laborales en su estructura organizacional.

Poco más de la mitad de los estudiantes que ingresan a la facultad acreditan el plan de estudios.

Otro aspecto digno de comentar es que nuestros estudiantes pueden obtener su título por trabajo profesional, esto es, que además de adquirir experiencia laboral pueden cerrar su ciclo académico obteniendo el título universitario correspondiente. IC: El nuevo plan de estudios está vigente desde mayo de 2015 y se comenzó a trabajar en él en 2009. ¿Qué políticas y procedimientos se tienen considerados para mantenerlo actualizado de manera permanente? CES: La estructura de nuestros planes de estudio es flexible. El propio plan considera mecanismos de seguimiento, actualización y evaluación que permiten incluir en ellos temas de vanguardia en concordancia con el mercado laboral mediante las asignaturas llamadas “optativas”. Nuestro Plan de Desarrollo contempla, además del seguimiento de egresados y la relación con los empleadores, la instauración de academias por asignaturas y áreas de conocimiento; por ejemplo, en ingeniería civil hay academias de Hidráulica Básica, de Hidráulica de Canales, de Construcción, etcétera. Cada una de ellas trabaja permanentemente durante el semestre y detecta cuáles son los alcances de las nuevas materias, si se está transmitiendo bien el conocimiento y si se están cubriendo a cabalidad los programas y planes de estudio; puedo decir que estamos realizando cambios en

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Una formación con los mejores estándares internacionales

los aspectos sociales, políticos y económicos que se relacionan con el desarrollo de un país y que corresponden a materias de corte humanista. ¿Qué opinión tiene usted sobre esto? CES: Los nuevos planes de estudio, incluyendo el de ingeniería civil, contienen asignaturas de corte sociohumanístico, lo que proporciona a nuestros estudiantes una formación integral que considera aspectos no solamente técnicos, sino aquellos que les permitan visualizar el entorno social en el cual van a desarrollar su profesión; entre estas asignatuLa facultad colabora en proyectos multidisciplinarios con otros centros e institutos ras podemos mencionar Cultura de la UNAM. y comunicación, Introducción a la economía y Ética profesional. la vida académica con la participación activa de todos Asimismo, en la UNAM existe una importante campaña los involucrados. sobre valores, lo que necesariamente permea la conciencia de nuestros estudiantes. IC: ¿Qué registro se tiene de los egresados que han encontrado trabajo? IC: ¿Qué tipo de relación tiene la Facultad de Ingeniería, CES: Específicamente en la carrera de ingeniería civil, en particular la carrera de Ingeniería civil, con los instiel año pasado egresaron 159 estudiantes, 49% de los tutos de investigación y otras universidades donde se cuales está trabajando; del 51% que no labora, 50% siimparten posgrados? gue estudiando, ya sea posgrado o cursos de educación CES: La facultad colabora en proyectos multidisciplicontinua; 38% está preparando su tesis y el 5% no ha narios conjuntos con otros centros e institutos de la buscado trabajo. De los que trabajan, 38% lo hacen en UNAM en el área de ingeniería civil, y los recursos para el sector público. Estas cifras pueden ser consultadas su puesta en operación provienen de la administración en los “Cuadernos de planeación universitaria 2015: central. En ellos participan investigadores y académiPerfil de los alumnos egresados de licenciatura de la cos universitarios, y para su aprobación es requisito UNAM, 27° Reporte (octubre 2013-septiembre 2014)”. indispensable el que se incorpore a estudiantes en el desarrollo de los proyectos. IC: Algunos sostienen que debe ser decisión de cada individuo la elección de una carrera profesional; por otro uuEl CICM y nuestra facultad guardan un vínculo lado, hay quienes opinan que debe ser el Estado el que muy estrecho; contamos con un capítulo estudiantil motive o privilegie el estudio de determinadas carreras del colegio que participa de manera entusiasta en en función de lo que se considere pertinente para el país. un gran número de actividades, entre las que poSin duda hay también posiciones intermedias. ¿Cuál es demos mencionar los concursos de puentes de su punto de vista al respecto? acero y de madera, las ferias de agrupaciones esCES: Yo creo que lo importante en el momento de elegir una carrera universitaria es la vocación de la persona. tudiantiles y la organización de conferencias. La UNAM promueve reuniones y ferias de orientación vocacional en donde se explica a los estudiantes de sePor otra parte, la universidad tiene suscritos convecundaria y bachillerato las bondades de cada carrera y nios de colaboración académica con gran cantidad de se pone énfasis en aquellas licenciaturas que responden instituciones de educación superior a lo largo y ancho a las necesidades apremiantes de la sociedad y de nuesdel país, y nuestra facultad participa en algunos de ellos, tro país. En el caso de la ingeniería civil, su importancia de manera particular con las universidades que se enestriba en que la nación requiere una mayor infraestruccuentran en el marco del Espacio Común de Educación tura carretera, portuaria, de transporte, de vivienda. Superior (Ecoes). IC: Otro debate tiene que ver con la especialización o superespecialización, por un lado, y por otro lado la necesidad de una visión integral, considerando incluso

IC: ¿Qué programas de intercambios estudiantiles existen para el desarrollo de los futuros ingenieros y con qué países?

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Las operaciones críticas demandan disponibilidad total de su infraestructura Obtenga tranquilidad total y el mejor nivel de desempeño a lo largo de todo el ciclo de vida de su edificio. Los Planes de Servicio Advantage de Schneider Electric le ayudan a lograr que los sistemas de su edificio trabajen de forma alineada, mientras optimiza su presupuesto y recursos de mantenimiento. TM

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Una formación con los mejores estándares internacionales

CES: Nuestra facultad está alineada con los convenios de colaboración que la UNAM tiene con más de un centenar de instituciones de educación superior de todo el mundo. Anualmente recibimos alrededor de 50 buenos estudiantes procedentes de diversas universidades nacionales e internacionales. La mayoría de los estudiantes de ingeniería civil provienen de universidades colombianas. Durante 2014, cerca de 80 estudiantes de nuestra facultad viajaron a otros países; seis alumnos de ingeniería civil tuvieron un semestre de lo que llamamos “movilidad estudiantil” en universidades de Corea, Alemania, Japón y Colombia. También algunos de nuestros estudiantes lo han hecho al amparo de programas tales como Ecoes, Erasmus Mundus y Smile.

complementan lo que aprenden en el ámbito académico y van forjando en ellos una clara visión de lo que les espera como ingenieros civiles, además de que los preparan para enfrentar con éxito los retos profesionales.

El Código de Ética del CICM fue elaborado por destacados miembros de la facultad.

IC: En el contexto internacional, ¿cuál es el nivel de preparación de un egresado de la Facultad de Ingeniería de la UNAM? CES: El nuevo plan de estudios de la carrera de Ingeniería civil permite una sólida formación académica de nuestros estudiantes. Para su confección, se realizó una evaluación comparativa (benchmarking); se consultaron más de 50 planes de estudio de universidades de gran prestigio, entre las que podemos mencionar Michigan, Minnesota, Washington, California, Stanford, São Paulo, Chile y Buenos Aires. Esto garantiza que nuestros alumnos cuenten en su formación con los mejores estándares internacionales y puedan competir de tú a tú con egresados de las mejores universidades del planeta.

IC: ¿Qué tipo de relación mantiene la facultad con organizaciones gremiales como el Colegio de Ingenieros Civiles de México? CES: El CICM y nuestra facultad guardan un vínculo muy estrecho; contamos con un capítulo estudiantil del colegio que participa de manera entusiasta en un gran número de actividades, entre las que podemos mencionar los concursos de puentes de acero y de madera, las ferias de agrupaciones estudiantiles y la organización de conferencias que tienen como ponentes a destacados miembros del colegio. Importantes académicos forman parte de las diversas asociaciones gremiales que conforman el CICM. De hecho, el Código de Ética del CICM fue elaborado, entre otros, por los destacados ingenieros José Manuel Covarrubias Solís, Óscar Vega Roldán y Óscar de Buen Richkarday; el primero de ellos es Profesor Emérito de la UNAM y ex director de nuestra facultad, mientras el último es miembro de la Junta de Gobierno de nuestra universidad. De igual manera, en breve firmaremos un convenio de colaboración con el colegio, que tiene como finalidad compartir experiencias en materia de capacitación y educación continua. IC: En ese sentido, ¿cuán importante es la participación en la Facultad de Ingeniería de profesores que vienen de la práctica profesional, tanto del sector público como del privado? CES: Es muy importante contar con académicos que viven el día a día de la realidad profesional y que transmiten este conocimiento a nuestros jóvenes estudiantes llenándolos de nuevas y enriquecedoras experiencias;

IC: Sin duda la asistencia a las obras en construcción es un factor importante para la formación de los estudiantes. ¿Qué tanto se practica esto en la facultad? CES: Como ya lo había comentado, procuramos que a lo largo de su carrera nuestros estudiantes, en particular los de ingeniería civil, realicen estancias o visitas técnicas a obras e instalaciones de importancia para la infraestructura de nuestro país; por ejemplo, un día visitamos la presa El Cajón, otro día estamos en el Túnel Emisor Oriente o presenciamos la colocación de estructuras en el segundo piso de la Ciudad de México. Esto es posible gracias a convenios que tenemos con la Comisión Federal de Electricidad, el Sistema de Aguas de la Ciudad de México o empresas como Ingenieros Civiles Asociados; esta actividad es fundamental para su formación académica, técnica y profesional.

IC: Del plan de estudios que entró en vigencia en 2015, ¿qué elementos destacaría como innovadores? CES: El actual plan de estudios de ingeniería civil contempla un robustecimiento en las asignaturas de ingeniería aplicada, sobre todo aquellas que tienen que ver con infraestructura, transporte, ferrocarriles, puertos, carreteras, aeropuertos, ingeniería de tránsito, ingeniería sísmica, gerencia de proyectos y otras. Hacia los semestres finales, tiene una mayor flexibilidad al contar con asignaturas optativas que pueden ser utilizadas para impartirse nuevos conocimientos o innovaciones en la práctica profesional; diversifica las opciones de titulación y la acreditación del requisito de comprensión de lectura de un idioma extranjero, entre otras bondades Entrevista de Daniel N. Moser ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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INGENIERÍA COSTERA

Movimiento de placas tectónicas y obras de ingeniería en zonas costeras Las variaciones relativas del nivel medio del mar ocasionadas por la tectónica de placas pueden afectar significativamente tanto fenómenos de la hidrodinámica litoral como sus procesos asociados. Por ello, su vinculación con las obras de ingeniería en zonas costeras puede darse ya sea por su consideración durante el diseño de obras nuevas o por sus efectos en obras existentes. Las variaciones locales y regionales del nivel medio del mar a mediano y largo plazo, ocasionadas por desplazamientos verticales de la corteza terrestre, pueden llegar a ser más importantes que el propio incremento del nivel del mar causado por el calentamiento global. Estos desplazamientos verticales incluyen lentos procesos isostáticos de emergencia/subsidencia, así como levantamientos instantáneos de la costa por sismos. Su impacto en obras de ingeniería en zonas costeras puede ser significativo, puesto que implica la modificación de las condiciones hidrodinámicas litorales y sus procesos asociados. Así por ejemplo, obras diseñadas en condiciones actuales podrán perder su eficiencia a mediano o largo plazo. Si consideramos que la vida útil de estas obras es del orden de las decenas de años, el análisis integral de las variaciones del nivel del mar en el tiempo se vuelve indispensable para su diseño. Tectonismo La estructura interna de la Tierra comprende básicamente tres capas: la corteza, el manto y el núcleo. La corteza, junto con la zona más externa del manto, constituye la litosfera, la cual se encuentra fraccionada en bloques rígidos que se mueven constantemente sobre la astenosfera (sección plástica del manto). Estos bloques se denominan “placas tectónicas” y tienen dos movimientos fundamentales: horizontales y verticales. Siendo en ambos casos movimientos lentos, el efecto de los primeros puede observarse en la formación de montañas así como en la ocurrencia de sismos, mientras que el efecto de los segundos puede observarse en el cambio de las líneas de costa.

Gráfica 1. Escala espacio-temporal de variaciones del nivel del mar

es ion c ia ac Gl

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LUIS ANTONIO BUENFIL LÓPEZ Con maestría en Hidráulica marítima y doctorado en Medio ambiente y desarrollo, es oceanólogo consultor con amplia experiencia en análisis y diagnóstico de sistemas ambientales costeros para estudios de impacto ambiental y proyectos de obra portuaria, costera, pesquera y turística.

En el presente artículo serán de interés únicamente los movimientos verticales (isostáticos), además de los desplazamientos instantáneos de la corteza asociados a la ocurrencia de sismos. La isostasia es el mecanismo mediante el cual la litosfera busca su equilibrio gravitacional en la astenosfera a través de movimientos verticales basados en el principio de Arquímedes. Si el movimiento es ascendente se tiene la emergencia de la corteza, mientras que si es descendente se tiene su subsidencia. Las tasas más frecuentes de subsidencia/emergencia reportadas en escala global van de los −2.2 a los 2.8 mm/año.

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Movimiento de placas tectónicas y obras de ingeniería en zonas costeras

Por otro lado, los sismos son fenómenos que pueden involucrar el desplazamiento vertical e instantáneo de la corteza terrestre en las regiones costeras. Dependiendo de la zona de fractura, el movimiento puede ser hacia arriba o hacia abajo. En el caso del Pacífico centro-sur mexicano, debido a su cercanía con la Trinchera Mesoamericana (zona de colisión de placas tectónicas), la respuesta histórica de la costa ante estos eventos ha sido siempre la de ascender. Cabe señalar que la magnitud de estos desplazamientos está en función tanto de la ubicación del epicentro del evento sísmico como de su magnitud. La bibliografía especializada ha reportado levantamientos desde unos centímetros hasta 1 m en esta región del país. Variaciones del nivel del mar Una de las expresiones de los movimientos verticales de la corteza son las variaciones del nivel del mar. Su impacto en las obras de ingeniería en zonas costeras constituye el tema principal de este artículo. El nivel del mar puede definirse como la posición de la superficie del agua en un determinado momento y respecto a un punto de referencia dado. El nivel medio del mar (NMM) se obtiene en la práctica al promediar los registros instantáneos, horarios o diarios, durante un periodo seleccionado, siendo el más común el mensual. Los factores modificadores del nivel del mar son diversos y dan lugar a variaciones espaciales y temporales del agua también diversas (véase gráfica 1), cuya importancia estará en función del fenómeno por estudiar. Así, para el diseño de obras marítimas se consideran principalmente las variaciones a corto y mediano plazo atribuibles a fenómenos tales como el oleaje, el viento, la presión atmosférica, las corrientes y las mareas. No

obstante, existen variaciones a largo plazo que llegan a ser significativas en determinadas secciones del litoral mexicano, para lo cual es de gran importancia determinar si éstas corresponden a cambios reales en el nivel del agua o si son cambios relativos ocasionados por desplazamientos verticales de la corteza terrestre (véase figura 1). • Variaciones absolutas del NMM (eustáticas). Se refieren a cambios en el volumen de agua contenida en los océanos, ocasionados principalmente por procesos de formación y derretimiento de hielo continental, y en menor medida por fenómenos de expansión y contracción térmica del agua, entre otros. • Variaciones relativas del NMM (tectónicas). Se refieren a cambios de posición del nivel medio del mar respecto a su nivel de referencia, ocasionados por movimientos verticales de la corteza terrestre. Si la corteza terrestre asciende, el nivel relativo del mar baja, mientras que si la corteza terrestre desciende, el nivel relativo del mar sube.

El nivel global del mar está subiendo y la tasa a la cual lo hace también se está incrementando. No obstante, este fenómeno no se observa de manera homogénea en todo el planeta, debido a que a esta variación absoluta se añaden las variaciones relativas, locales y regionales ocasionadas por los movimientos verticales de la corteza. Así, el fenómeno de subsidencia tiende a incrementar localmente la tasa de ascenso global del nivel del mar, mientras que la emergencia tiende a disminuirla. Para ejemplificar lo anterior, consideremos el caso de Acapulco, Guerrero, en el Pacífico sur mexicano. En este sitio la tasa de incremento local del nivel del mar para el periodo 1963-1988 fue de 10.1 ± 1.1 mm/año, la cual estuvo integrada Absoluto. Por ejemplo, expansión térmica del agua de mar por una tasa de incremento global de 1.8 mm/año y una tasa de subsidencia local de −8.30 ± 1.2 mm/año. Por otro lado, en el año 1962 hubo un levantamiento de la costa de origen sísmico, el cual tuvo una magnitud de 25.3 cm; es probable que la elevada Centro de la Tierra tasa de subsidencia reportada para La corteza permanece fija – El nivel global del mar cambia (eustasia) el periodo postsísmico haya sido resultado de un lento ajuste isostático Relativo. Por ejemplo, levantamiento posglaciación consecuencia de este levantamiento.

Centro de la Tierra La corteza se desplaza (isostasia) – El nivel global del mar permanece fijo Figura 1. Variaciones absolutas y relativas del nivel medio del mar.

Comportamiento hidrodinámico recurrente De lo anterior puede inferirse que la expresión integral de las variaciones absolutas y relativas del NMM en el Pacífico centro-sur mexicano resulta en un caso particular a considerar. Como se ha señalado, un levantamiento de la costa por sismo implica

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Gráfica 2. Modelo conceptual del fenómeno de recurrencia hidrodinámica Recurrencia hidrodinámica (modelo conceptual) Nivel de referencia

Nivel del mar (mm)

7,600

Nivel real

Tendencia local

Levantamiento hipotético = 200 mm Tendencia local hipotética = 10.1 mm/año

7,400 7,200 7,000 6,800 6,600 0

un descenso instantáneo y relativo del NMM local, nivel que sería recuperado en un tiempo determinado en función de la tasa de incremento global (eustático) del NMM. Si además se considera un fenómeno local de subsidencia de la costa, el tiempo de recuperación sería menor. Ahora bien, al considerar la frecuente ocurrencia de sismos en el Pacífico centro-sur mexicano, es probable que antes de que se tenga la recuperación total

45 50 55 Tiempo (años)

100

del nivel del mar se dé la ocurrencia de un nuevo evento sísmico que implique otro descenso de su nivel relativo. Si este fenómeno se presenta repetidamente en el tiempo, se tendrá un retorno recurrente a niveles previos del NMM (véase gráfica 2), y por tanto de la hidrodinámica litoral. Este fenómeno, denominado “comportamiento hidrodinámico recurrente”, queda definido como la posibilidad de un retorno a condiciones previas de hidro-

cimentaciones y obra civil I estructuras subterráneas I obras hidráulicas e industriales I estructuras portuarias

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Gráfica 3. Comportamiento hidrodinámico recurrente 120 Ms = 8.1, Tr = 108.9 años Tendencia local del nivel del mar = 0.5 mm/año

Tiempo de recuperación del NMM (años)

100

1.0

2.0

4.0 6.0

10.0 80

8.0

12.0 Ms = 8.0, Tr = 63.2

40 Ms = 7.9, Tr = 37.2

Ms = 7.8, Tr = 22.0 Ms = 7.7, Tr = 13.1

Ms = 7.6, Tr = 7.8 Ms = 7.5, Tr = 4.7 Ms = 7.0, Tr = 2.8 100 1,000

Descenso relativo del nivel del mar (mm) Elaborado con base en Buenfil-López, L. A. et al. (2012). Sea-level rise and subsidence/uplift processes in the Mexican south Pacific coast. Journal of Coastal Research, 28(5): 1154-1164.

dinámica litoral como resultado de un levantamiento de origen sísmico (descenso del nivel relativo del mar) para costas en márgenes tectónicos activos y con tendencias locales positivas de incremento del nivel del mar. Impacto en zonas costeras Las variaciones relativas del NMM ocasionadas por la tectónica de placas pueden afectar significativamente tanto fenómenos de la hidrodinámica litoral como sus procesos asociados. Quedan incluidos el oleaje, su refracción y difracción, su profundidad de rompiente, las mareas de tormenta, las corrientes litorales, el transporte litoral y la erosión costera, entre otros. Por lo anterior, su vinculación con las obras de ingeniería en zonas costeras puede darse ya sea por su consideración durante el diseño de obras nuevas o por sus efectos en obras existentes. Por un lado, si bien el fenómeno de calentamiento global está obligando a considerar para el diseño de nuevas obras costeras la probable ocurrencia de escenarios extremos de incremento del NMM (algunas fuentes señalan magnitudes de hasta 2 m para finales del siglo), en costas subsidentes deberá considerarse además una amplificación del fenómeno, cuya magnitud estará en función de la tasa local de hundimiento lento de la corteza. Considerando nuevamente el caso de Acapulco, y supo-

niendo dos escenarios hipotéticos de incremento global del NMM de 0.5 y 1.0 m para fin de siglo, así como una tasa de subsidencia sostenida de −8.3 mm/año hasta 2100 (70.5 cm en 85 años), los escenarios del NMM para fin de siglo serían de 1.2 y 1.7 m, respectivamente. Dependiendo del tipo de obra proyectada y de su vida útil estimada, la importancia de estos escenarios puede ser mayor o menor. Por ejemplo, si una obra diseñada en condiciones actuales considera un nivel extremo del mar por marea de tormenta con periodo de retorno de 50 años, un incremento del nivel del mar en el tiempo puede ocasionar que este nivel máximo se alcance varias veces en el mismo periodo o, visto de otro modo, que la magnitud de la sobreelevación, y por tanto sus potenciales efectos, se incremente. Por otro lado, en costas afectadas por levantamientos por sismos, las implicaciones sobre las obras costeras pueden ser más complejas. Aunque estos levantamientos podrían compensar el incremento local del NMM, las condiciones de hidrodinámica y los procesos asociados empleados para el diseño de obras cambiarán de manera prácticamente instantánea, y pueden afectar significativamente de manera negativa su eficiencia. Un ejemplo evidente se relaciona con actividades de dragado para dársenas portuarias, canales de navegación, etc. Si la cota de diseño considera un nivel −2.50 m (NBMI), posibles levantamientos de 0.5 m y 1.0 m implicarían la pérdida del 20 y 40% de su profundidad, respectivamente, y obligarían a la realización de dragados extraordinarios de mantenimiento. Para las lagunas costeras someras y con bocas de comunicación inestables, estas pérdidas instantáneas de profundidad pueden llegar a ser mucho más severas. Debido a su baja profundidad, levantamientos de tan sólo unos centímetros pueden tener afectaciones significativas sobre la hidrodinámica lagunar, con implicaciones como el incremento de los tiempos de recambio de agua y el de los periodos de cierre de sus bocas de comunicación, lo cual puede menoscabar rápidamente la salud de los ecosistemas y deteriorar las actividades productivas que sostienen, como la pesca artesanal. Herramienta auxiliar para el análisis La importancia de las variaciones del NMM en el Pacífico centro-sur mexicano para las obras de ingeniería en zonas costeras puede ser estimada a través de una herramienta auxiliar de aplicación práctica denominada “gráfico de comportamiento hidrodinámico recurrente”, o simplemente “gráfico CHR” (véase gráfica 3). En el gráfico CHR el eje de las ordenadas presenta en escala logarítmica diferentes magnitudes de levantamientos de la costa por sismo. El eje de las abscisas muestra diferentes tiempos de recuperación del NMM, así como los periodos de retorno de los sismos de diferente magnitud reportados por la bibliografía especializada. Los datos graficados representan distintas tasas de incremento del NMM; hay que recordar que éstas

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Tasa local de incremento del NMM

integran las componentes absoPequeño efecto instantáneo Gran efecto instantáneo en lutas y relativas del fenómeno. en hidrodinámica litoral hidrodinámica litoral Para ejemplificar su uso recurriremos nuevamente al caso Tiempo corto de recuperación Tiempo corto de recuperación del NMM paradigmático de Acapulco, sitio del NMM Intervención humana en función del con una tasa local del NMM de Baja o nula probabilidad de sistema costero involucrado y de la 10.1 mm/año y un reporte de levanrequerir intervención humana posible afectación a la eficiencia de tamiento de la costa de 25.3 cm. las obras programadas o existentes Ubicando la magnitud de este desplazamiento en el eje de Pequeño efecto instantáneo Gran efecto instantáneo en las ordenadas, se proyecta una en hidrodinámica litoral hidrodinámica litoral línea vertical hasta intersectar con la línea de tendencia loTiempo largo de recuperación del NMM Tiempo largo de recuperación del NMM cal del NMM. A partir de este punto, se proyecta otra línea Intervención humana en función del Alta probabilidad de requerir horizontal hacia el eje de las sistema costero involucrado y de la intervención humana abscisas para obtener el tiemposible afectación a la eficiencia de po de recuperación del NMM las obras programadas o existentes que se tenía antes del levantamiento por sismo. El tiempo de Magnitud del levantamiento por sismo recuperación obtenido es de 25 años. Con base en este punto, Figura 2. Probables escenarios ante levantamientos de la costa por sismos y tiemel gráfico CHR nos indica que pos de recuperación. existe la probabilidad de que se presenten nuevos sismos de magnitud Ms < 7.8, que Conclusiones podrían ocasionar levantamientos adicionales de la El movimiento vertical de las placas tectónicas genera costa, antes de que se recupere el NMM. Si se convariaciones relativas del nivel medio del mar a mediano y siderara una aceleración en la tasa de incremento del largo plazo que pueden tener implicaciones significativas NMM global que diera por resultado una tasa local de en las obras de ingeniería en zonas costeras. Así, en cosincremento del NMM de, digamos, 12 mm/año, el tiemtas subsidentes las obras de protección diseñadas en las po de recuperación para el mismo levantamiento de la condiciones actuales podrán perder su eficiencia en el costa sería de aproximadamente 21 años, con lo cual se tiempo debido al rebase de los niveles máximos del mar obtiene una reducción de cuatro años en el tiempo de considerados, mientras que en costas sujetas a levantarecuperación entre ambos escenarios. Si por otro lado mientos por sismos las posibles pérdidas de eficiencia consideramos un sitio hipotético con una tasa local del estarán relacionadas con reducciones instantáneas de NMM de 1.8 mm/año con un levantamiento de la costa profundidad, como en el caso de canales de navegación de 15 cm, se obtendrían tiempos de recuperación de y obras de estabilización de bocas de comunicación la53.6 y 83.3 años para los escenarios planteados antes, gunar. Asimismo, en costas subsidentes los límites de con lo cual el beneficio de una aceleración de la tasa la zona federal marítimo-terrestre se irán desplazando global del NMM sería de casi 30 años. No obstante, lentamente hacia el continente en el tiempo, mientras que en cualquier caso existe una alta probabilidad de que en una costa donde se produzca un levantamiento por ocurra un nuevo sismo antes de la recuperación del sismo el desplazamiento será instantáneo pero en sentido NMM original. contrario. El papel de un incremento del nivel medio del Con base en lo anterior, puede señalarse que la mar por el calentamiento global será diferente en cada importancia de un levantamiento de la costa por sismo caso, y puede incrementar o reducir la magnitud de las deberá evaluarse a corto plazo por su magnitud, mienimplicaciones señaladas. Para atender la problemática, tras que a largo plazo por el tiempo de recuperación el diseño de nuevas obras deberá considerar los posibles del NMM, que está en función de la tendencia local de escenarios del nivel del mar a mediano y largo plazo. incremento del NMM. Esto es, mientras mayor sea la Para terminar, es importante señalar la gran importanpérdida de profundidad instantánea en algún segmento cia de continuar con las mediciones del nivel del mar en de la costa, mayores serán sus efectos en la hidrodinálas costas de nuestro país, poner a disposición del público mica litoral y en la eficiencia de las obras proyectadas general las series de registros actualizadas e iniciar lo o existentes; sin embargo, si se tiene una alta tasa de antes posible la medición continua de los movimientos incremento local del NMM, se podría recuperar la proverticales de la corteza terrestre en zonas costeras fundidad a corto plazo sin necesidad de intervención humana; en caso contrario, la intervención será inevitable ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org (véase figura 2).

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MATERIALES

Fabricación de ladrillos ecológicos Los ladrillos que contienen una mezcla de residuos responden a criterios ecológicos, económicos y sociales, ya que sus principales componentes suelen ser materiales de desecho y generalmente requieren un bajo nivel de energía para su fabricación. Además, cumplen con las especificaciones exigidas por la industria de la construcción como alternativas de materiales para esta actividad. ESPERANZA AQUINO BOLAÑOS Ingeniera civil, pasante del posgrado en Ingeniería ambiental. Su principal línea de investigación es el reciclaje y aprovechamiento de los residuos de la construcción. MA. NEFTALÍ ROJAS VALENCIA Doctora en Ciencias e Ingeniería ambiental. Trabaja en el Instituto de Ingeniería de la UNAM y es profesora del posgrado de Ingeniería ambiental de la Facultad de Ingeniería, UNAM.

En México, el 86.3% de las viviendas es construido con materiales como ladrillo, tabique, block, piedra, cantera o cemento (Inegi, 2010), materiales que proveen primordialmente insumos de calidad al sector de la construcción de viviendas. En cuanto a los ladrillos, su producción y fabricación puede ser de tipo mecanizado o artesanal; los últimos datos reportados indican que la producción artesanal de ladrillos en México es de 4,933,017,845 unidades fabricadas al año, aproximadamente (Programa EELA, 2012). Se estima que entre 30 y 50% de la producción nacional de ladrillos proviene de las ladrilleras artesanales (Bikel, 2010). Esta actividad cubre la necesidad de materia prima en el sector de la construcción, pero paradójicamente es causa principal de importantes problemas ambientales adversos, entre ellos la explotación y consumo desenfrenado de bancos de materiales vírgenes, la generación de residuos y su inadecuada gestión, así como la emisión de gases de efecto invernadero (GEI). Ladrilleras artesanales en el ámbito nacional Se estima que en la República mexicana hay 16,953 productores artesanales que usan diversos combustibles, desde leña, madera, llantas, nopal seco y telas hasta los derivados del petróleo (Red de ladrilleras, 2014). De las ocho regiones económicas en las que se integran los estados del país, las zonas con mayor participación en cuanto al número de ladrilleras artesanales son el este y el centro-norte (véase gráfica 1), donde se ubica el 57% de este tipo de establecimientos. Según el listado nacional de ladrilleras artesanales, Puebla es el estado que ocupa el primer lugar, con 4,316, seguido por Jalisco con 2,500 ladrilleras y Guanajuato con 2,362 que en promedio producen 279,660,800 unidades al año (Red de ladrilleras, 2014).

Gráfica 1. Presencia de ladrilleras artesanales por zonas económicas en la República mexicana 11% 4%

4% 21%

29% 28%

Noroeste Noreste Oeste

Este Centro-Norte

Centro-Sur Suroeste

Fuente: Elaboración propia con datos de la Red de ladrilleras, 2014.

Las ladrilleras artesanales utilizan combustibles con alto impacto ambiental en hornos de baja eficiencia, por lo cual son fuentes emisoras de GEI. Se estima que una ladrillera artesanal con una producción aproximada anual de 49,011,000 unidades genera aproximadamente 57,336 t de CO2, 180.744 t de CH4 y 5.860 t de N2O (Cárdenas, 2011). Al respecto, en el cuadro 1 se muestran los resultados de emisiones de GEI en el proceso de cocción en

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Fabricación de ladrillos ecológicos

Cuadro 1. GEI emitidos por ladrilleras artesanales en el país Gases de efecto invernadero Dióxido de carbono (CO2) Metano (CH4) Óxido nitroso (N2O)

Equivalencia de CO2 de una medida de gas (CO2eq)

Emisiones de GEI nacional (t)

CO2eq

6,305,436

9,912

208,152

310

335

Total CO2eq

103,850 6,617,438

Fuente: Aréchiga et al., 2012.

hornos de las diversas ladrilleras artesanales; estos datos fueron tomados de la evaluación preliminar de impacto ambiental del Instituto Nacional de Ecología (cit. Aréchiga et al., 2012). Al comparar las emisiones generadas por las ladrilleras artesanales de 6,617 millones de toneladas de CO2eq con los resultados de CO2eq del Inventario Nacional de Emisiones de GEI 2006, las cuales ascienden a 709 millones de toneladas de CO2eq, éstas equivalen al 1.09% de las emisiones generadas en todo el país. Por lo anterior, en la industria ladrillera se está optando por usar materiales provenientes de residuos como cascarillas de cereales, celulosa, lodos provenientes de plantas de tratamiento de aguas residuales, llantas e incluso botellas plásticas y de vidrio, integrándolos principalmente a técnicas y sistemas constructivos que promueven el uso de la tierra cruda como material de construcción, debido a su mínimo impacto ambiental; estas técnicas han sido adoptadas de los antepasados en países europeos como Francia, Alemania e Italia, entre otros, así como Canadá, Estados Unidos y en naciones latinoamericanas (Falceto et al., 2002). Entre dichas técnicas de construcción se destacan aquéllas con tierra cruda, tapia, cob, quincha o bahajereque, los BTC o bloques de tierra comprimida (véase figura 1) y el adobe. En México el adobe, mampuesto de tierra y paja mezclado con agua y secado al sol (véase figura 2), fue el material más empleado para la construcción de muros en la vivienda rural, debido principalmente a su economía y fácil fabricación. Ladrillos ecológicos Los ladrillos ecológicos, conocidos de manera común como ecoladrillos, tienen cualidades similares a los convencionalmente utilizados para la construcción de las casas; por tanto, su uso no deriva en pérdida de calidad, puesto que, como la mayoría de productos ecológicos, experimentan más pruebas de viabilidad que los tradicionales. En este contexto, se han hecho ladrillos ecológicos empleando diversos materiales. A continuación se enumeran algunos de ellos. Ecobloques con residuos de construcción y cemento En Ecuador, luego de un proceso experimental, se emplearon residuos de construcción mezclados con ce-

mento para fabricar bloques. Los resultados mostraron que las resistencias alcanzadas fueron bajas; no obstante, cumplían con las normas técnicas ecuatorianas. En Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, se elaboró una propuesta similar y se mejoró la resistencia de las piezas para su uso en zonas sísmicas (González et al., 2010). Bitublock En Reino Unido se fabrican bloques compuestos de partículas de vidrio, escoria metalúrgica, lodo del alcantarillado, ceniza producida por los incineradores industriales y ceniza de combustible pulverizado de las centrales eléctricas. Este bloque es más resistente que uno de las mismas características de cemento, y requiere menos energía para su fabricación que un ladrillo de arcilla (Econstruyendo, 2011). Ecoladrillos con lana y algas Se han desarrollado ecoladrillos compuestos por algas marinas, lana de oveja y arcilla. Estos ladrillos no necesitan cocción y presentan un mayor aislamiento térmico en comparación con los ladrillos convencionales (Amorós, 2011). Ecoladrillos con cascarillas de arroz En España, en la Universidad Pública de Navarra, se diseñaron ladrillos puzolánicos sin cocción utilizando como materiales cal hidráulica natural, cemento Pórtland como aditivo de referencia, cascarillas de arroz como residuos procedentes de la cosecha del arroz y cenizas de cáscara de arroz. La base de este ladrillo es un tipo de arcilla, la marga gris, un suelo considerado marginal (Cabo, 2011). Ecoladrillos a base de botellas PET rellenas de residuos Se elaboran en Guatemala desde 2004. Las botellas de plástico PET sirven como depósito para los residuos sueltos, limpios y secos de las casas, los cuales se compactan para posteriormente sellar la botella (Heisse et al., 2011). Ecoladrillos con PET y cemento Pórtland En Argentina se desarrolló un proceso para la utilización de plásticos reciclados en la elaboración de elementos constructivos. El proceso se lleva a cabo triturando con un molino plásticos PET; luego, en una hormigonera

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Fabricación de ladrillos ecológicos

común, se hace una mezcla con cemento Pórtland y un aditivo que mejora la adherencia de las partículas plásticas al cemento; finalmente la mezcla se coloca en una bloquera manual que le da forma a los ladrillos (CONICET, 2015). Sistema de amarre biomimético La técnica ECOTEC BIAPVS®, “Sistema de amarre biomimético de cuatro puntos” (2001), es un sistema de autoconstrucción donde se utilizan las botellas de PET no retornables como ladrillos; al llenarlas de tierra y otros materiales del lugar, se vinculan para formar una estructura en sí misma. Esta técnica fue desarrollada por el alemán Froese como respuesta innovadora a la problemática de los residuos que se estaban generando. También se han fabricado adoquines con llantas pulverizadas (Genbruger, 2006). Ecoladrillos Ecotec En México se fabrican y distribuyen ladrillos a base de fibra de celulosa (desperdicio del proceso de fabricación de papel), arena, cemento y serrín, por lo cual el 20% de la materia prima de estos ladrillos es material reciclado; cuenta con una densidad más alta que los materiales convencionales, lo que permite que conserve por más tiempo la temperatura (Ecotec, 2013). Ecoladrillos con desechos de celulosa En España se fabrican ecoladrillos reciclando los residuos de celulosa provenientes de las fábricas de papel, así como los lodos procedentes de la depuración de sus aguas residuales; estos componentes se mezclan con arcilla y se fabrican ladrillos mediante prensado y extrusión en máquinas (Sebastián, 2015).

Figura 1. Fabricación de bloques de tierra comprimida (BTC).

Figura 2. Fabricación de adobes.

Ecoladrillos de adobe La palabra adobe se deriva del árabe at-tub, que significa “ladrillo de tierra”. La ventaja del adobe es su gran inercia térmica, que le permite brindar una regulación de la temperatura interna porque contiene fibras vegetales que le confieren esta propiedad. Además de favorecer el uso de materiales locales, requiere el uso de herramientas sencillas, aunque también presenta desventajas: los ladrillos de adobe son sensibles a la humedad, por lo cual no son elementos óptimos para paredes estructurales. Su uso ha ido decreciendo debido a su mal comportamiento ante sismos e inundaciones. Actualmente en el Instituto de Ingeniería de la UNAM se desarrolla una novedosa alternativa de fabricación de ladrillos ecológicos a partir de reciclar residuos de construcción triturados, residuos de excavación (tierra) y residuos de tala o maderables integrando criterios ecológicos y sostenibles, ya que su proceso de fabricación elimina la emisión de CO2 a la atmósfera al no requerir cocción. Se presentan como una solución a la problemática del aumento de los residuos de la construcción, así como a la demanda de vivienda; son materiales económicos y sencillos de fabricar que rescatan el uso de la tierra cruda como parte fundamental de la construcción bioclimática. Estos ladrillos se dan a conocer principalmente como materiales para uso no estructural; sin embargo, el progreso en las investigaciones realizadas compromete su aplicación como materiales de uso estructural. Las principales características técnicas de estos ladrillos ecológicos se detallan en el cuadro 2. Entre los beneficios de esta tecnología está su contribución a disminuir las 33,600 toneladas de residuos de la construcción generadas diariamente en la República mexicana, traducidas a más de 12 millones de toneladas anuales; de éstas, cerca de 7,000 toneladas/día se generan en el Distrito Federal. Además, cumple con la norma ambiental NADF-007-RNAT-2013, que establece la obligación de reciclar o enviar a reciclaje los residuos generados en obra en el Distrito Federal, y también con la normativa NMX-AA-164-SCFI-2013, que establece los requerimientos de las edificaciones sustentables en cuanto a minimización, reutilización y reciclaje de los residuos generados desde la planeación de la obra (Rojas y Aquino, 2015). Conclusiones Existen diversas alternativas ecológicas utilizadas en la industria ladrillera, que a primera vista pueden parecer más caras pero a largo plazo se vuelven rentables gracias a su influencia positiva en la calidad de vida y el entorno que generan. Para la fabricación de ladrillos ecológicos se han empleado diversos materia-

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Fabricación de ladrillos ecológicos

Cuadro 2. Características técnicas de los ladrillos ecológicos fabricados con residuos de la construcción Normatividad aplicable

Contenido

Especificación

Resultado

NMX-C-036-ONNCCE-2012

Determinación de la resistencia a la compresión

Método de prueba

Satisfactorio

NMX-C-037-ONNCCE-2013

Determinación de la absorción inicial

Método de prueba

Satisfactorio

NMX-C-038-ONNCCE-2013

Determinación de las dimensiones de ladrillos

Método de prueba

Satisfactorio

NMX-C-441-ONNCCE-2013 (uso no estructural)

Límite mínimo de resistencia a la compresión

30 kg/cm2

30 a 80 kg/cm2

Límite superior de absorción inicial

5 g/min

1.5 a 2 g/min

de materiales para esta actividad. Asimismo, debido al aprovechamiento de residuos que implican, conllevan el cumplimiento de las normas NADF-007-RNAT-2013 y NMX-AA-164-SCFI-2013. Es recomendable dejar atrás los ladrillos que dañan el ambiente y la salud pública, y aprovechar los ladrillos no convencionales que integran el reúso y reciclaje de materia prima y ayudan a la sustentabilidad Si desea obtener la versión completa que incluye las referencias bibliográficas puede solicitarla a ic@heliosmx.org ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

Carreter Acapulco - Zihuatanejo, Guerrero

les: el adobe, principalmente, y otros de reúso y reciclaje, todos los cuales han contribuido a mejorar el ambiente además de constituir alternativas para la construcción. En el caso de los ladrillos que contienen una mezcla de residuos (por ejemplo de tala, excavación y construcción en general), éstos responden a criterios ecológicos, económicos y sociales, ya que sus principales componentes suelen ser materiales de desecho y generalmente requieren un bajo nivel de energía para su fabricación. En cuanto a la normativa, se puede concluir que los ladrillos ecológicos cumplen con las especificaciones exigidas por la industria de la construcción y el organismo ONNCCE como alternativas

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INGENIERÍA PORTUARIA

Proyecto de ampliación del puerto de Veracruz El puerto de Veracruz ha sido históricamente uno de los más activos del país. Sin embargo, también es uno de los más antiguos; su infraestructura se ha dividido en varias etapas de construcción y ampliación o modernización, que datan desde la época colonial hasta nuestros días. Al finalizar la última etapa de construcción del proyecto de ampliación en el año 2025, Veracruz será el puerto más importante de América Latina. ÓSCAR ALAIN DE LA ROSA AHUMADA Ingeniero civil. Desde 2012 labora en la API Veracruz, actualmente como coordinador de proyectos dedicado al desarrollo de obras civiles y a la integración y revisión de proyectos portuarios, civiles y arquitectónicos. JORGE A. MIRANDA MORENO Ingeniero civil con 39 años de experiencia profesional. Ha trabajado como ingeniero de proyecto en el área de geotecnia de obras portuarias e instalaciones petroleras. Es gerente adjunto de Ingeniería de Proyectos de la API Veracruz.

El de Veracruz es el puerto comercial más importante Proyecto de ampliación del país; es el único que manipula el 100% de carga El proyecto de ampliación del puerto de Veracruz connetamente comercial y sólo en él se manipulan de templa obras en dos etapas. La primera comenzó en manera significativa los seis segmentos de carga más el tercer trimestre de 2014 y concluirá hacia finales de importantes en el plano nacional: carga contenerizada, 2018, en el que se tiene previsto que entre en operación. carga general, granel agrícola, granel mineral, vehículos Esa primera etapa, que se desarrollará en el pey fluidos no petroleros. Veracruz es un puerto netamente riodo 2014-2018, incluye la construcción de 4.2 km comercial, ya que la carga está destinada a un gran núdel rompeolas poniente, 2.8 km de muelle marginal, la mero de clientes no instalados en él y que representan terminal satélite, las dársenas de ciaboga y el canal de a la industria de la transformación y de servicios, de tal navegación. manera que en esta terminal confluyen la mayor varieEn la segunda etapa, que se desarrollará de 2019 dad de cargas, la mayor gama de embarcaciones con a 2030, se construirán 3.5 km del rompeolas oriente, características diferentes, la mayor variedad de servicios las terminales especializadas, una segunda etapa de la portuarios y de modos de transporte, etc. Esto hace dársena de ciaboga y el canal de navegación. de Veracruz un puerto con características especiales en comparación con la mayor parte de los puertos de Características técnicas del proyecto nuestro país. La ampliación del puerto de Veracruz está planeada Actualmente cuenta con 18 posiciones de atraque para una capacidad teórica de movimiento de carga de destinadas al manejo de carga comercial; asimismo, 95 millones de toneladas. La construcción se llevará a operan en él las siguientes terminales e instalaciones: • Una terminal especializada para el manejo de contenedores • Tres terminales especializadas para granel agrícola • Una terminal de granel mineral • Cinco instalaciones de usos múltiples • Dos instalaciones especializadas para fluidos • Una instalación especializada para manejo de granel mineral • Dos instalaciones especializadas para el manejo de vehículos • Una terminal especializada para el manejo de combustibles Durante las obras de construcción se generarán cerca de 10 mil empleos • Un astillero directos y 20 mil indirectos.

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Proyecto de ampliación del puerto de Veracruz

La primera etapa incluye la construcción de 4.2 km del rompeolas poniente, 2.8 km de muelle marginal, la terminal satélite, las dársenas de ciaboga y el canal de navegación.

cabo en una superficie total aproximada de 894 hectáreas, con 448 hectáreas ganadas al mar y una superficie de agua de 446 hectáreas. Tendrá 35 posiciones de atraque y un calado final de 18 metros. Para la construcción de la primera etapa se requerirá un dragado de 28.5 millones de metros cúbicos, mientras que en la segunda etapa se dragarán 10 millones de metros cúbicos.

La construcción de las escolleras requerirá 6.6 millones de toneladas de piedra durante la primera etapa, y 2.3 millones de toneladas para la fase final de la segunda escollera. Actualmente se construye el rompeolas poniente y se está en el proceso de adquisición de tablestaca para el muelle de contenedores, así como de tubería de 60’’. El rompeolas poniente está compuesto por cuatro cuerpos: los cuerpos 1 y 2 cuentan con una longitud de 660 m cada uno. El cuerpo 3 mide 2,700 m y el cuerpo 4, 230 metros. Un rompeolas se compone de diversas capas; en este caso particular, está formado por un núcleo de roca de 20 a 200 kg, una capa secundaria de 200 a 2,000 kg, una coraza a base de elementos de concreto de 3, 12, 20 y 9 toneladas respectivamente por cuerpo, un parapeto de diversas dimensiones, que aproximadamente representa 140,000 m3 de concreto, y una vialidad de 10 metros en doble sentido. En septiembre de 2013 se presentó la manifestación de impacto ambiental en su modalidad regional (MIA-R), que estableció 92 medidas de mitigación, y en noviembre de 2013 la obra obtuvo el resolutivo de la Semarnat de ser ambientalmente viable. Algunas de las medidas de mitigación más importantes son:

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Proyecto de ampliación del puerto de Veracruz

La construcción de las escolleras requerirá 6.6 millones de toneladas de piedra durante la primera etapa, y 2.3 millones de toneladas para la fase final.

• Programa permanente de monitoreo y seguimiento ambiental antes, durante y después de las obras. • Rescate y reubicación de corales vivos y de individuos formadores de arrecifes, en caso de encontrarse en la obra. • Establecimiento de un centro de monitoreo que medirá la vitalidad real de los organismos rescatados durante cinco años. • Colocación de mallas geotextiles fijas y móviles para proteger de sedimentos las comunidades coralinas vecinas. • Creación de 35 hectáreas de arrecifes artificiales. • Reforestación de 8.3 hectáreas de pastos marinos. • Los residuos generados por corte y soldadura submarina se tratarán de acuerdo con la normatividad en la materia. • Colocación de boyas delimitadoras de canales navegables para evitar encallamientos. • Se promoverá el establecimiento del cultivo de la Jatropha curca, no tóxica para la producción del biocombustible. • Se promoverá asimismo el establecimiento local de una refinería de biocombustible. • Asignación de un convenio de colaboración entre la Administración Portuaria Integral de Veracruz y la Dirección del Parque Nacional Sistema Arrecifal Veracruzano para la protección del sistema de arrecifes. • Utilización de lámparas de bajo espectro y alta eficiencia energética, para iluminar los sitios sólo los tiempos necesarios. • Mantenimiento preventivo de la maquinaria, que se realizará a más de 100 metros de cualquier cauce y en sitios sin riesgo de inundación. • Todos los residuos peligrosos, de manejo especial y no peligrosos se manejarán conforme lo establecen las normas oficiales mexicanas. • La totalidad de las aguas residuales serán tratadas y saneadas.

• Se realizará riego periódico en superficies transitables en la obra y en zonas de remoción de tierra. • Las carrocerías para el transporte de materiales de la obra se taparán con lonas para evitar su caída y dispersión. • En la colindancia con la zona urbana se sembrarán árboles locales a manera de cerco vivo. • Se formará un comité técnico de seguimiento, integrado por tres direcciones de la Semarnat, la Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas, el Instituto Mexicano del Transporte, los gobiernos estatal y municipal de Veracruz e instituciones académicas. • Se designará un acreditado ambiental autónomo para evaluar ambientalmente la ejecución y operación del proyecto, supervisar el programa de monitoreo y seguimiento ambiental, verificar el cumplimiento de las acciones derivadas del resolutivo e informar anualmente al comité técnico lo que se ha realizado. Inversión La inversión requerida para el proyecto asciende a 70 mil millones de pesos, con participación pública de 40% y privada de 60%. Durante la primera etapa se contemplan recursos por 29,601.8 mdp, de los cuales 6,000 son públicos y 23,601.8 son privados. Además del proyecto de ampliación del puerto de Veracruz, se han realizado otras inversiones en infraestructura portuaria en el área. La Zona de Actividades Logísticas (ZAL), construida con inversión pública de 1,589.3 mdp en una superficie total de 206 hectáreas y un área rentable de 135 hectáreas, operará como Recinto Fiscalizado Estratégico (RFE), ya autorizado por la SHCP. El Libramiento Ferroviario a Santa Fe, con una inversión pública de 903.1 mdp, está compuesto por una doble vía de ferrocarril con una longitud total de 19.5 km desde el recinto portuario hasta Santa Fe. A la fecha se encuentran terminados 15.5 km, y quedan por construir 4.0 km de la carretera Veracruz-Cardel a Santa Fe; la terminación de la obra está programada para el segundo trimestre de 2016, y su inicio de operaciones, para el tercer trimestre de ese año. Una vez funcionando, se reducirá drásticamente (hasta en 90%) el actual paso del ferrocarril por la ciudad, con lo cual se aumentará la competitividad de las dos líneas que hoy en día llegan al puerto. Por otro lado, durante las obras de construcción se generarán cerca de 10 mil empleos directos y 20 mil indirectos; al concluirse la ampliación se crearán aproximadamente 40 mil empleos directos y 100 mil indirectos. En conclusión, cuando finalice su última etapa de construcción en el año 2030, Veracruz será el puerto más importante de América Latina

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FINANCIAMIENTO

Retos par inversión en infraes A un año y medio de la puesta en marcha del Programa Nacional de Infraestructura conviene revisar los obstáculos que ha enfrentado la inversión en infraestructura en México y los retos que aún quedan por superar hacia 2018. ROXANA MUÑOZ Maestra en Finanzas. Ha trabajado en Moody’s Investors Service desde 2007. Actualmente es associate vicepresident analyst del Grupo de Project Finance y Financiamiento a Infraestructura. ARMIDA VALDÉS CAMPOS Maestra en Negocios internacionales. Actualmente es associate analyst en Moody’s Investors Service. Anteriormente trabajó en Banobras, en financiamiento a proyectos de infraestructura con organismos multilaterales.

estructurales, principalmente la energética. Si bien los efectos de esas reformas no serán inmediatos, sus resultados se irán materializando en la medida en que se instauren las regulaciones y se definan las reglas de operación. Sin embargo, subsisten otros elementos contextuales y eventos externos que representan retos para la implementación del PNI, como se describe a continuación.

Gasto en infraestructura por debajo de otras economías emergentes A pesar de que México ha tomado medidas para impulsar el desarrollo de la infraestructura física en el país con el gradual aumento del gasto en infraestructura como porcentaje del PIB, este nivel de gasto se mantuvo por un largo tiempo muy por debajo de los niveles destinados por otras economías emergentes comparables (véase gráfica 1). De 2000 a 2010 el nivel de gasto público en infraestructura se ha ido incrementando lentamente para representar en promedio una cifra equivalente al 1.6% del PIB (México Evalúa, 2012). Según cifras de la Comisión EconóGráfica 1. Nivel máximo de gasto en infraestructura como porcentaje del PIB 2008-2014 mica para América Latina y el Caribe (CEPAL), en 2012 México invirtió Colombia un promedio de 3.3% de su PIB en infraestructura (CEPAL, 2014). La exCanadá pectativa es que en este sexenio, con Perú la implementación del PNI, el nivel de gasto en infraestructura se ubique por Brasil encima del 4%, cercano a los niveles recomendados por organismos interIndia nacionales como el Banco Mundial y México la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos. Chile Sin embargo, hay que resaltar que no basta destinar más recursos para Corea del Sur el gasto en este rubro, ya que más China gastos no necesariamente representan una mejora. Una práctica que he0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 % mos observado en otros países, como Fuente: Datos de Claudio Frischtak y Katharina Davies, 2015. el Reino Unido, es la de contar con me-

El Programa Nacional de Infraestructura 2014-2018 (PNI) considera una inversión total de 7.7 billones de pesos a lo largo de cuatro años; 63% de estos recursos provendrá de las arcas públicas y el 37% restante, de la iniciativa privada. El más beneficiado es el sector energía, que contará con 3.8 billones de pesos –la mitad del total de los recursos considerados–, de los cuales 73% será dinero público. El principal elemento facilitador para el avance de los objetivos del PNI fue la aprobación de las reformas

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Retos para mayor inversión en infraestructura hacia 2018

ra mayor structura hacia 2018 canismos de rendición de cuentas que funcionan con transparencia para asegurar que los proyectos cumplan de manera eficiente con sus objetivos, que ofrecen soluciones innovadoras y que son sustentables en el aspecto técnico, financiero, ambiental y social. Otro inconveniente del incremento en el gasto son los tiempos políticos, que suelen añadir presión para ejercer el gasto en proyectos que no cuentan con una adecuada planeación y que se enfocan en soluciones de corto plazo que no resuelven los problemas de fondo. Se espera que los proyectos que cuenten con una adecuada planeación generen los resultados deseados no sólo en el corto plazo, sino también en el mediano y el largo plazo. Por esa razón el proceso de planeación, el diseño técnico, la asignación de presupuestos y el acceso al financiamiento son importantes para la toma de decisiones. Limitado acceso al financiamiento El papel de la banca comercial y la banca de desarrollo es fundamental en el incremento de la inversión en infraestructura, ya que constituyen las principales fuentes de financiamiento para los proyectos contemplados en el PNI. Durante 2014, aproximadamente 36% del financiamiento disponible provino de la banca comercial (74% de estos recursos se destinan al sector privado) y 6% procedió de la banca de desarrollo; la mitad de este porcentaje es destinada al sector privado, un cuarto al sector público federal y 20% a estados y municipios (Banco de México, 2015). El peso de los inversionistas institucionales en el financiamiento al sector de infraestructura en México se mantiene bajo, y representa el 2%. Ello pese a que la infraestructura ha demostrado ser un activo de inversión sólido que presenta muy bajos niveles de incumplimiento, inferiores a los que se observan en el mundo corporativo (Moody’s, 2015). En comparación con el resto del mundo, el financiamiento bancario comercial en México como porcentaje del PIB es menor: en Brasil es de 69%, en Colombia de 43% y en Perú de 34%. En países emergentes, Corea del Sur tiene 138% y China 141% (incluyen financiamiento bancario privado y público) y Sudáfrica 67%. Países de-

sarrollados como Francia, 95%; Alemania 80% y Estados Unidos 50% (véase cuadro 1). El gobierno federal mexicano se plantea incrementar al 40% del PIB el otorgamiento de crédito bancario para 2018, lo que podría representar mayor oferta crediticia, mayor competencia y un papel más activo de la banca de desarrollo para atender nuevos segmentos (como infraestructura en escala municipal), así como una relajación de los requerimientos del índice de capitalización para los bancos para favorecer la intermediación bancaria y el acceso al financiamiento en mayor escala. Pese a ese claro objetivo, un gran reto continuará siendo la falta de proyectos sólidos y bien sustentados. Cabe mencionar que los esquemas de participación público-privada contemplan una inyección de financiamiento público y privado a los proyectos, lo cual favorece el enfoque compartido de gestión de riesgos que se ha implementado con éxito en otros países y que permite estructurar financiamientos a través de deuda ampliando la participación de los bancos en estas operaciones. Esta combinación permite repartir riesgos de manera equilibrada entre el sector público y el privado y favorece la especialización para mitigarlos con un criterio de Cuadro 1. Financiamiento bancario al sector privado País

% del PIB

China

141.8

Corea del Sur

138.5

Japón

110.2

Francia

94.8

Alemania

80.0

Chile

79.4

Brasil

69.1

Sudáfrica

67.2

Estados Unidos

50.2

Colombia

42.7

Perú

33.9

México

22.6

Fuente: World Bank. World development indicators.

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Retos para mayor inversión en infraestructura hacia 2018

mejor capacidad de gestión. Sin embargo, en el ámbito federal este tipo de proyectos se ha mantenido acotado a ciertos sectores como el de salud, ello derivado de la alta complejidad en cuanto a diseño, planeación, seguimiento y desarrollo. Recortes al presupuesto y a transferencias gubernamentales El principal desafío para el gobierno federal en 2016 será interno. Los precios del petróleo siguen mostrando tendencia a la baja. En el último año el precio del petróleo ha caído en 60%, lo que significa menores ingresos petroleros para el gobierno. La mezcla mexicana se cotiza actualmente en alrededor de los 37.90 dólares por barril, en contraste con un precio promedio de 50 dólares por barril considerado en el proyecto de Presupuesto de Egresos. Comparando el presupuesto 2015 con el presentado para 2016, observamos una reducción de aproximadamente 124 mil millones de pesos, incluyendo recortes a la CFE y Pemex, que registran una disminución de 7.6 y 14.2%, respectivamente, en relación con los montos asignados en 2015. Esto podría traducirse en el aplazamiento o incluso la cancelación de algunos de los proyectos de infraestructura para el sector energético contemplados en el PNI, toda vez que los recortes a ambas empresas productivas del Estado representan el 58% de la reducción total al presupuesto. Si bien anticipamos una participación creciente del sector privado en el sector energético, el ritmo y alcance de dicha inversión dependerá, como ya se señaló, de la consolidación del marco regulatorio y la claridad que exista sobre la operación con dicho marco. Estos recortes se agregan a los ajustes ya realizados por 63 mil millones de pesos del PNI que incluyen, entre otros, los proyectos del tren de alta velocidad México-Querétaro y el tren transpeninsular. No descartamos que otros proyectos puedan ser cancelados o pospuestos. A la fecha, entendemos que los principales proyectos que se mantienen y que contarán con presupuesto asegurado son el Nuevo Aeropuerto de la Ciudad de México (9,650 mdp), el tren MéxicoToluca (8,240 mdp), el tren eléctrico de Guadalajara (1,653 mdp) y la ampliación de la línea del metro de La Paz a Chalco (2,500 mdp). De forma paralela a los ajustes en el ámbito federal, prevemos recortes en las asignaciones para infraestructura de los estados de la República, con una reducción de 23.6% en los convenios y otras transferencias (Ramo 23). Dichos rubros representan un porcentaje elevado del gasto en inversión de las entidades federativas. Sin duda, esto ejercerá presión sobre las finanzas estatales y obligará a los estados a postergar sus inversiones en infraestructura o a contraer más deuda. Aún quedan otros retos por superar, ya que este tipo de inversiones tiene impactos positivos que no son inmediatos pero que se traducen en beneficios de

uuEl papel de la banca comercial y la banca de desarrollo es fundamental en el incremento de la inversión en infraestructura, ya que constituyen las principales fuentes de financiamiento para los proyectos contemplados en el PNI. Durante 2014, aproximadamente 36% del financiamiento disponible provino de la banca comercial y 6% procedió de la banca de desarrollo; la mitad de este porcentaje es destinada al sector privado, un cuarto al sector público federal y 20% a estados y municipios. largo plazo para un desarrollo tangible y sostenible. La inversión en infraestructura mejora la capacidad del país para apoyar los sectores productivos con el fin de optimizar y potenciar la actividad económica en tres áreas principales: 1. La conectividad entre diversos centros de producción y sus redes de distribución a través de carreteras, puertos, aeropuertos, redes de telecomunicaciones y sistemas integrados de transporte, incluyendo sistemas multimodales. 2. La provisión de servicios, incluyendo electricidad, telefonía, internet y servicios públicos como alumbrado, agua, drenaje y alcantarillado. 3. El acceso a insumos y combustibles a través de ductos de petróleo y gas, estaciones de almacenamiento y plantas de generación de energía para abastecer fábricas, plantas de producción, parques y corredores industriales. La mayor inversión en infraestructura para el país tendrá eventualmente un impacto directo en el capital humano y en la satisfacción de las necesidades de los negocios, lo cual elevará nuestra competitividad

Referencias Banco de México (febrero, 2015). Evolución del financiamiento a las empresas durante el trimestre octubre-diciembre de 2014. Disponible en http://www.banxico.org.mx/informacion-para-la-pren sa/comunicados/sector-financiero/financiamiento-empresas/ %7B176F9E2A-D7BF-DED9-1AA1-2C3C2CB2835C%7D.pdf CEPAL (octubre, 2014). Base de datos de inversiones en infraestructura económica de América Latina y el Caribe. Disponible en http://www. cepal.org/ o http://www.cepal.org/cgibin/getprod.asp?xml=/Trans porte/noticias/noticias/3/53923/P53923.xml&xsl=/Transporte /tpl/p1f.xsl&base=/Transporte/tpl/top-bottom.xsl México Evalúa (2012). 10 puntos para entender el gasto en infraestructura en México: Evaluación de avances del Programa Carretero 2007-2012. México Evalúa. Centro de Análisis de Políticas Públicas. Disponible en: http://bit.ly/1n1us9V Moody’s Investors Service (marzo 9, 2015). Estudio de tasas de incumplimiento y de recuperación en infraestructura 1983-2014. Disponible en https://www.moodys.com/researchdocumentcontentpage. aspx?docid=PBC_1003691 ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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FINANCIAMIENTO

La teoría de juegos en la valuación

EDUARDO RAMÍREZ FAVELA Ingeniero civil y doctor en Urbanismo, especialista en Valuación de negocios en marcha. Fue presidente de la Comisión de Avalúos de Bienes Nacionales. Es profesor en la UNAM, miembro del Consejo Asesor del CAPIT y autor de libros y artículos en publicaciones especializadas.

La teoría de juegos enseña que la interacción de dos jugadores generará una situación más probable, a la cual se le llamará la solución de juego. Ésta se sustenta en que la conducta de cada jugador llega a identificarse con la del otro, lo que deriva en situaciones más fuertes que otras. Las situaciones más fuertes son las que serán producidas con la mayor probabilidad. Cada combinación de decisiones y acciones determina una situación particular, y dado que las decisiones y acciones de los agentes involuLos beneficios económicos futuros de la empresa se determinan usando sucrados pueden ser combinadas de puestos razonables y sustentables. numerosas formas, las situaciones generadas también serán numerosas y su magnitud de acuerdo con su aportación, y son responsables en igual a la de dichas combinaciones. El conjunto total de el caso de insolvencia de la empresa hasta el monto de situaciones posibles se denomina cuadro. su aportación. El valor de la empresa se mide por el valor de su Concepto de empresa en la teoría de juegos patrimonio, que es el resultado de restar los pasivos a La empresa es la propietaria de una o varias unidades los activos. En particular, tratándose de una persona económicas productoras de bienes o prestadoras de física, el valor de la empresa es simplemente el valor servicios, y es una persona física o moral: si es una perde su patrimonio; tratándose de sociedades mercansona física, ésta constituye la empresa, tiene derecho a tiles y de sociedades civiles, el patrimonio de cada la totalidad de las utilidades y es la única responsable socio o asociado resulta de dividir el patrimonio de la ante una situación de insolvencia; si es una persona empresa entre el número de acciones o partes sociales moral, puede estar constituida como sociedad mercantil en poder de cada uno de los socios o asociados, y de con la aportación de socios o como sociedad civil con multiplicar el valor de una acción o parte social por el la aportación de los asociados. número de acciones o partes sociales en poder del Los socios de las sociedades mercantiles al igual socio o asociado. que los asociados de las sociedades civiles tienen deLas partes que componen una organización desde recho a la participación de las utilidades de la empresa un punto de vista sistémico son:

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La teoría de juegos es un área de la matemática aplicada que utiliza modelos para estudiar interacciones en estructuras formalizadas de incentivos y llevar a cabo procesos de decisión. Sus investigadores estudian las estrategias óptimas así como el comportamiento previsto y observado de individuos en juegos. Su objeto de estudio es el proceso en que dos o más personas toman decisiones y acciones, cuya estructura está inscrita en un conjunto de reglas, que pueden ser formales o informales, con el fin de obtener beneficio.

La teoría de juegos en la valuación

• El perfil profesional del personal directivo y gerencial • El entorno de la empresa • Los procesos de retroalimentación y de eventual actualización • Los insumos que utiliza la empresa y que corresponden a capital, recursos naturales y tecnológicos y materia prima, entre otros • Los resultados de la empresa, que incluyen bienes producidos y servicios prestados, utilidades, satisfacción de necesidades de clientes y trabajadores, experiencia y aprendizaje En esta perspectiva, los demandantes de los resultados no solamente son sus clientes, sino también los dueños, los proveedores y el gobierno local. De acuerdo con la teoría de juegos, la empresa es un sistema que se define como un conjunto de partes cuya interacción produce determinados resultados. Lo fundamental aquí es que exista la interrelación, pues de esta forma se alcanzan los objetivos en forma eficiente. La organización debe ser comprendida como un todo cuyo eje lo constituyen las relaciones que se dan entre los componentes y se traduce en que el todo es mayor que la suma de las partes. Normas de valuación financiera Las normas de información financiera fueron emitidas en 2008 y actualizadas en 2015 por el Consejo Mexicano para la Investigación y el Desarrollo de Normas de Información Financiera, A. C. (CINIF); por su parte, la Secretaría de Hacienda y Crédito Público emitió la norma de información financiera gubernamental. El CINIF considera que la normatividad ha tratado de encontrar un adecuado sustento teórico para la práctica contable y para guiar conceptualmente la emisión de normas particulares, y desechar con ello planteamientos basados únicamente en la experiencia, la costumbre o el uso para adecuarlos al entorno en que se rige la normatividad internacional. Las normas de información financiera en su serie C son las aplicables a conceptos específicos de los estados financieros, y la NIF C-8 se refiere a los activos intangibles. En particular, “esta norma tiene como objetivo establecer las normas [sic] de valuación, presentación y revelación para el reconocimiento inicial y posterior de los activos intangibles”. Algunas definiciones de las NIF del sector privado Amortización se refiere a la distribución sistemática del costo de un activo intangible de vida, definida entre los años de vida útil estimada. Contraprestación es el monto que paga el adquirente para obtener el control de uno o varios negocios. Costo de adquisición quiere decir el monto pagado en efectivo o equivalentes por un activo intangible al momento de su adquisición o de la inversión requerida para su creación.

Crédito mercantil es el exceso de contraprestación sobre el valor razonable o específico de los activos adquiridos. En una adquisición de negocios, es un activo intangible que representa beneficios económicos futuros que surgen de otros activos adquiridos. Desarrollo es la aplicación de los resultados encontrados en la investigación o de otros conocimientos a un plan o diseño para la producción de materiales nuevos o sustancialmente mejorados, etcétera. Investigación es la búsqueda de nuevos conocimientos científicos o técnicos. Activos intangibles son activos no monetarios identificables, sin sustancia física, que generarán beneficios económicos futuros controlados por la entidad.

uuDe acuerdo con la teoría de juegos, la empresa es un sistema que se define como un conjunto de partes cuya interacción produce determinados resultados. La organización debe ser comprendida como un todo cuyo eje lo constituyen las relaciones que se dan entre los componentes y se traduce en que el todo es mayor que la suma de las partes. Criterios para identificar activos intangibles En los activos relacionados con el mercado, como marcas comerciales, de servicio o certificación, los criterios para identificar los activos intangibles son: imagen de mercado –colores de identificación, diseño de empaque y spots publicitarios–, nombres de portales o sitios de internet. En los activos relacionados con cartera de clientes, los criterios son: lista y contratos de clientes, producción contratada y relaciones no contractuales con clientes –rutas de ventas, sistemas de entregas, canales de distribución–. En contratos o derechos, los activos intangibles se identifican mediante contratos de licencia de uso, regalía o prioridad; contratos de publicidad, construcción, administración, servicio o suministro; permisos o concesiones de explotación minera, forestal o de otros recursos, así como contratos de arrendamiento, sea como arrendatario o como arrendador; permisos de construcción; franquicias y concesiones de derechos; permisos o derechos de suministro de agua, energía, gas aterrizaje, etcétera [sic]; activos inteligentes, tecnológicos y patentes; investigación y desarrollo en proceso, así como sistemas de cómputo y licencias, sistemas de información, formatos y tecnología. Estado de posición financiera De conformidad con las nuevas normas de información financiera, el valor neto de reposición se sustituye por el valor de los activos intangibles en función de su capacidad de generar saldos financieros positivos en el futuro, y la depreciación por la amortización de la inversión en la compra o construcción de los activos intangibles, que son los subsistemas que constituyen una empresa y

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La teoría de juegos en la valuación

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decisiones encaminadas al cumplimiento de los fines específicos para los cuales fue creada. La personalidad jurídica de la empresa, cuando es una persona moral, es independiente de sus accionistas o asociados. La entidad económica se presume en existencia permanente en un horizonte de análisis de tiempo limitado, por lo que las cifras de información contable representan valores obtenidos sistemáticamente –en el periodo que sirve de base para el análisis– mostrados en el flujo de entradas y salidas de efectivo, en unidades monetarias de poder adquisitivo correspondientes a la fecha de inicio del horizonte del análisis.

La empresa se encuentra en una compleja red de interacciones en donde cualquier decisión tendrá repercusiones en el resto del sistema.

uuLas normas de información financiera consideran que el valor de la empresa surge al considerarla como unidad identificable que realiza actividades económicas, constituida por combinaciones de recursos humanos, materiales y financieros conducidos y administrados por un único centro de control que toma decisiones encaminadas al cumplimiento de los fines específicos para los cuales fue creada. que, en el lenguaje contable, se identifican como centros de costos. Los beneficios económicos futuros atribuibles a los activos intangibles se determinan usando supuestos razonables y sustentables que representen la mejor administración del entorno de la empresa durante su vida útil. Base metodológica para la valuación de empresas De conformidad con la norma NIF C-8 y la definición de la propuesta de la teoría de juegos, la empresa es un sistema compuesto por subsistemas que a su vez se componen de distintos elementos interrelacionados. Dichos subsistemas interactúan entre ellos y con el entorno de la empresa, lo que conforma una compleja red de interacciones en donde cualquier decisión que afecte una de sus partes tendrá repercusiones en el resto de los miembros del sistema. Por su parte, las normas de información financiera consideran que el valor de la empresa surge al considerarla como unidad identificable que realiza actividades económicas, constituida por combinaciones de recursos humanos, materiales y financieros conducidos y administrados por un único centro de control que toma

Base informativa La información que debe ser proporcionada por la empresa consiste en los siguientes elementos: • Estados financieros de los últimos cinco años –estado de resultados por centro de costos relacionados con los activos intangibles, de posición financiera desglosado en activos financieros, y de pasivos, especialmente los laborales • Antecedentes históricos • Carácter jurídico de la constitución de la empresa y de su situación presente • Bienes que produce o servicios que presta • Medios de comercialización • Intangibles con que opera y su vinculación con los centros de costos en la contabilidad • Comportamiento de su producción y de sus costos de producción de bienes o de prestación de servicios en los últimos cinco años • Comportamiento de sus ventas de bienes o de la prestación de servicios en los últimos cinco años. • Estructura organizacional • Perfil profesional de su personal directivo y gerencial • Unidades económicas que opera. Por unidad económica se entiende el conjunto de terrenos, construcciones, instalaciones, maquinaria y equipo administrados por la empresa para producir bienes o prestar servicios con base en tecnologías propias o contratadas, y comercializarlas con marcas registradas propiedad de la empresa. Equivalente al concepto de negocio de la NIF C-8 • Ubicación de oficinas y unidades económicas que opera • Número de empleados y obreros por grandes categorías en oficinas centrales y por unidad económica en su caso Por otro lado, la información investigada por el perito valuador será la siguiente: • Marco jurídico y fiscal aplicable a la empresa • Entorno urbano y su normatividad • Escenarios macroeconómicos posibles, nacional e internacional, según el ámbito de actuación de la empresa, incluyendo expectativas de cambios en

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La teoría de juegos en la valuación

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circulante y los pasivos en los estados financieros auditados de la empresa a una fecha determinada, la suma del valor de los intangibles de la empresa propietaria de la unidad o las unidades económicas es la suma del valor presente de los beneficios futuros de los negocios que ella opera, más el importe de activo circulante menos el importe del pasivo total.

La conducta de cada jugador llega a identificarse con la del otro, lo que deriva en situaciones más probables.

el marco jurídico y fiscal, en las políticas y finanzas públicas en que opera la empresa y en la disponibilidad de crédito • Competencia • Evolución de la tecnología • Disponibilidad de insumos, de energía eléctrica y de agua • Disponibilidad de personal calificado para las actividades de la empresa

uuSi el vendedor sale al mercado en busca de un comprador, es difícil que encuentre competencia; por tanto, hay un mercado monopólico. Pero al mismo tiempo se encontrará con pocos compradores interesados en principio, que rápidamente se irán reduciendo, principalmente si la competencia fortalece la posición del vendedor. Valor de mercado El valor de mercado de la empresa es el valor de mercado de las acciones si se trata de una sociedad mercantil, el valor de mercado de las partes sociales si es una asociación civil, o el valor del patrimonio en el caso de una persona física o una sociedad civil. Es, también, el valor de capitalización de la empresa. Como se mencionó, los beneficios económicos futuros atribuibles a los activos intangibles existentes en las condiciones actuales y potenciales de la empresa se determinan usando supuestos razonables y sustentables que representen la mejor administración del conjunto de condiciones económicas, jurídicas, políticas y sociales que existirán durante su vida útil. Lo anterior implica la información que debe integrar la empresa que vende y que debe comunicar a la empresa que compra, expresada en forma indicativa y no limitativa. Con base en la información contenida sobre el activo

Valor de capitalización de la empresa = Valor presente de los ingresos netos futuros que genera la o las unidades económicas propiedad de la empresa, determinados con base en la capacidad generadora de ingresos de los activos intangibles + Activo circulante − Pasivos Cuadro situacional del juego en la valuación de empresas El mercado de las empresas tiende a ser monopólico y monopsónico. Si el vendedor sale al mercado en busca de un comprador, es difícil que encuentre competencia; por tanto, hay un mercado monopólico. Pero al mismo tiempo se encontrará con pocos compradores interesados en principio, que rápidamente se irán reduciendo, principalmente si la competencia fortalece la posición del vendedor; esto conducirá a un mercado monopsónico en la fase final de las negociaciones, es decir, un mercado simultáneamente monopólico y monopsónico con un cierto equilibrio en el interés de cerrar la operación de compraventa. En otro ámbito, existen los fondos de capital privado que reúnen recursos de familias y de fondos de pensiones que invierten en la compra y en la capitalización de empresas, esto es, compran acciones de las empresas, y entonces la negociación a la que debe hacer frente el vendedor no es con otros empresarios que pretenden operar las unidades económicas de la empresa analizada, sino con representantes de personas físicas y morales que pretenden invertir su dinero en portafolios de inversión operados por las casas de bolsa y por los fondos de inversión y ahorro que constituyen su fondo de pensión. El papel del valuador consiste en considerar el perfil de los actores y formular el avalúo atendiendo los intereses de su cliente, en su papel de asesor, para informarle sobre el factor de decisión del posible comprador si su cliente es el vendedor, y sobre las opciones presentes en el mercado si su cliente es el comprador, en especial el precio que puede hacer rentable su inversión

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HISTORIA

Diagnóstico y rehabilitación estructural del Acueducto del Padre Tembleque Los resultados de los levantamientos geométricos y topográficos que se llevaron a cabo para el plan maestro de rehabilitación del acueducto permiten comprender la calidad en la ejecución de la obra. Los arcos, las pilas y el canal fueron inspeccionados minuciosamente para obtener una evaluación completa de los daños estructurales, de los cuales los principales se describen aquí, junto con comentarios sobre su origen y significado. La obra de ingeniería hidráulica más importante y atrevida que se construyó en el continente americano durante el siglo XVI es el Acueducto del Padre Tembleque, cuya característica más sobresaliente es un segmento de casi 1 km de longitud resuelto con 68 arcos para cruzar una barranca (véase figura 1). Fue ejecutada con mano de obra proveniente de varias comunidades indígenas cuyas habilidades e ingenio, heredados de las tradiciones precolombinas, se demuestran en la alta calidad de la obra y en la eficacia de algunas técnicas de construcción.

El acueducto, cuya trayectoria abarca una longitud de aproximadamente 42 kilómetros (véase figura 2), fue diseñado y construido por el fraile Francisco de Tembleque entre 1543 y 1560 para suministrar agua a los pueblos de Otumba y Zempoala conduciéndola desde los manantiales ubicados al pie del cerro El Tecajete, en el actual estado de Hidalgo. De los 17 años que fueron necesarios para realizar la obra, cinco de ellos se emplearon para erigir la arquería mayor o arquería monumental, la cual ha sido objeto de admiración desde la época virreinal.

ABRAHAM R. SÁNCHEZ RAMÍREZ Ingeniero civil. Responsable del laboratorio de estructuras del II-UNAM. Desde la década de 1980 ha estado a cargo de proyectos de rehabilitación de importantes monumentos históricos de la Ciudad de México y del resto del país. ROBERTO MELI PIRALLA Profesor de la Facultad de Ingeniería e investigador emérito de la UNAM. Ha publicado libros y artículos técnicos sobre diferentes temas de ingeniería estructural y recibido distinciones como el Premio Universidad, el Premio Nacional de Ciencias y Artes y el Premio Nacional de Ingeniería Civil.

Figura 1. Vista general de las arquerías de Tepeyahualco.

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MÉ

XIC

directamente sobre roca sólida a través de una ampliación de 30 cm de Tulancingo Tecajete su sección de mampostería. Entre las pilas se erigieron arcos Santo de mampostería con un arreglo simiZempoala Tomás lar al de las pilas: la mayor parte se resolvió con mampostería de piedras Santa María dispuestas de manera irregular, mienLos Arcos HIDALGO tras que en las esquinas del intradós Tepeyehualco se añadieron dos arcos con dovelas, MÉXICO algunas de las cuales son alargadas Arco principal en la dirección perpendicular al plano de las arquerías para servir como Nopaltepec dentellones que les dan continuidad Santo Domingo con el resto de la mampostería. San Antonio Aztacameca Ometusco Los arcos de baja altura y claro pequeño se construyeron mediante el uso de encofrados de madera, mienCiudad Axapusco Sahagún tras que para los vanos mayores de la arquería se empleó un procedimiento muy ingenioso (véase figura 4): se construyó como un muro continuo, sin huecos, en franjas horizontales de Acueducto Teotihuacan Otumba aproximadamente 1 metro de alto por 2.8 metros de ancho, lo que resultó 0 5 10 km cómodo para el albañil que trabajaba colocando piedras o adobes parado Figura 2. Trazo aproximado del acueducto. en la franja inferior ya construida, la que también sirvió como camino para El acueducto ha sido recientemente inscrito en la acarrear los materiales desde los extremos donde el lista del Patrimonio Mundial de la Unesco. muro tiene poca altura. Durante la construcción de este robusto muro, como Descripción del acueducto una muralla alta, se fueron alternando segmentos de El acueducto sigue preferentemente las curvas de adobe y otros de mampostería de piedra en corresnivel del terreno y busca la forma más fácil de cruzar pondencia con las pilas. Para ello, probablemente, dos las diversas barrancas que hay en su trazo. La mayor cuadrillas avanzaban simultáneamente desde el centro parte de su recorrido se resolvió con pequeños canales hacia los extremos del puente. Las paredes de adobe y acequias, pero también requirió tramos enterrados estaban destinadas a ser demolidas en su totalidad una para cruzar zonas de lomerío, y en el segmento inicial incluyó tres tramos de arquería para salvar las barrancas más profundas. En la cercanía con la población de Tepeyahualco se encuentra la arquería monumental que atraviesa la Barranca del Papalote y que abarca una longitud de 905 m. Tiene 68 arcos y dos tramos de mampostería sólida en sus extremos. Su arco principal mide 38 m de altura y cubre un claro de 17 m para salvar el cauce del río Papalote (véase figura 3); dentro de él se construyó otro arco de menor altura. Los arcos se apoyan sobre robustas pilas de sección rectangular cuyas dimensiones en planta son de 2.8 m en la dirección longitudinal por 2.6 m en la dirección transversal. Las pilas fueron construidas con mampostería de piedras de basalto aglutinado con mortero a base de cal y arena, y con grandes sillares en las esquinas. Algunos de estos sillares están dispuestos horizontalmente a manera de dentellones, a fin de lograr la unión entre los dos materiales. Las pilas se apoyan Figura 3. Tramo de la arquería en el cruce del río Papalote.

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vez que el puente estuviera concluido; sin embargo, en algunos tramos el adobe se conservó en la parte inferior de estas paredes, aunque con el paso del tiempo se ha ido deshaciendo por la intemperie. Al concluir la arquería se añadió el canal, confinado con mampostería de calicanto y cubierto por losas de basalto. Estudios de campo Los resultados de los levantamientos geométricos y topográficos que se llevaron a cabo para el plan maestro de rehabilitación del acueducto permiten comprender la calidad en la ejecución de la obra. Por ejemplo, se encontró que la desviación máxima en las dimensiones de las secciones de las pilas no excede 10 mm, y que las caras de las columnas tienen inclinaciones que no rebasan 1.5 al millar. Una regularidad notable se encuentra también en la pendiente de la parte inferior del canal, así como en las alineaciones verticales y horizontales de las pilas. Los arcos, las pilas y el canal fueron inspeccionados minuciosamente para obtener una evaluación completa de los daños estructurales, de los cuales los principales se describen a continuación, junto con comentarios sobre su origen y significado. Pérdida de mortero en mampostería Distintas zonas del acueducto muestran pérdida parcial del mortero utilizado como aglutinante en la mampostería de tipo calicanto. La pérdida de mortero, en la mayoría de los sitios observados, es superficial; sin embargo, existen algunas partes donde se agrava el problema, ya

que la falta de mortero es tal que algunas de las piedras se desprenden y dejan horadaciones de tamaño notable. Estas cavidades reducen la capacidad estructural de la obra de albañilería y aceleran su deterioro. Fractura de sillares y dovelas La rotura de algunas piezas fue causada por las concentraciones de esfuerzos que ocurren principalmente después de una pérdida de mortero en las juntas horizontales entre sillares y en las juntas radiales entre dovelas de arcos. Cuando esto ocurre, la transferencia de la carga entre dos piedras consecutivas ya no se produce a través de toda la junta de mortero, sino exclusivamente a través de un conjunto de cuñas pequeñas de piedra que fueron colocadas por los constructores para alinear las piedras angulares de las columnas y las dovelas de los arcos. Ante estas condiciones, las cuñas generalmente sólo llegan a despostillar las orillas de los sillares, pero en ocasiones llegan a fracturarlos. Separación entre sillares o dovelas de piedra y la mampostería de calicanto En las caras de las columnas perpendiculares al plano de la construcción y en el intradós de los arcos se observan grietas longitudinales cuya trayectoria coincide con el borde entre las piedras labradas que forman las aristas de dichos elementos y la mampostería de calicanto (véase figura 5). Estos daños constituyen el problema al que se le ha prestado mayor atención desde el punto de vista estructural, pues existen evidencias de que varias de estas grietas fueron consolidadas en el

Figura 4. Procedimiento constructivo del tramo central de la arquería.

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Figura 5. Agrietamiento longitudinal en mampostería de columna e intradós del arco principal.

pasado y ahora nuevamente se encuentran abiertas, lo que indica que la solución resultó insuficiente. Una situación similar ocurre en los arcos, entre las dovelas y la mampostería de calicanto. El problema se atribuye a que los dentellones de los sillares resultaron insuficientes para anclar las aristas a la mampostería de calicanto. Con el paso del tiempo, las piedras tienden a separarse del resto del fuste por la pérdida de adherencia, así que los arreglos de sillares en esquina llegan a trabajar como cuatro columnas aisladas cuya esbeltez también favorece que dichos arreglos se separaren del fuste. En varios casos este problema se acentúa porque la base de los arcos es menor que el extremo superior de las columnas, lo que obligó a desplantar las dovelas de los arcos directamente sobre la mampostería de calicanto de las pilas y no en los sillares de sus esquinas. Análisis de la estructura Se realizaron varios tipos de análisis para evaluar la seguridad estructural de la arquería mayor en su estado actual. Los análisis se realizaron en un modelo de elementos finitos que representa todo el puente, prestando atención especial al segmento crítico que comprende el arco sobre el río Papalote y sus dos arcos adyacentes inmediatos a cada lado. Las propiedades mecánicas de los materiales componentes fueron obtenidas a partir de pruebas estándar de laboratorio efectuadas sobre piedras del mismo origen geológico que aquellas con las que se construyó la estructura. El análisis de la estructura ante cargas de gravedad permitió estimar que el peso total de la estructura es del orden de 14,285 t, de las cuales 12,225 t corresponden a la mampostería de calicanto y las 2,060 t restantes a la sillería de las esquinas de pilas y a las dovelas de los arcos. Las cargas en las pilas varían con su altura; las más altas alcanzan 625 t. La distribución de esfuerzos en la base de la pila más alta indica que los esfuerzos que actúan en la dirección vertical se concentran en las esquinas, donde son al menos 2.5 veces superiores

a las que se obtienen en el resto de la misma sección. Esta situación se atribuye a que en las esquinas se ubican los sillares macizos de piedra que poseen mayor rigidez que el resto de la mampostería en una misma sección. Los análisis para las fuerzas sísmicas prescritas por los códigos indican que la seguridad de la estructura original es adecuada; sin embargo, en las pilas de mayor altura los esfuerzos máximos de tensión calculados resultan ampliamente superiores a los que pueden ser resistidos por la mampostería; por lo tanto, se considera que en eventos sísmicos de intensidad mucho menor que el sismo de diseño, que debieron haber ocurrido a lo largo de la vida útil del puente, se formaron algunas de las grietas que ahora se aprecian en la mampostería. Los análisis también indican que los efectos del viento son menos críticos que los de sismo; sin embargo, aun vientos de intensidades con periodos de retorno de unas pocas décadas son suficientes para inducir esfuerzos de tensión superiores a la resistencia a la tracción de la mampostería y, por tanto, pueden haber contribuido a los agrietamientos en la mampostería. Se concluyó que el daño estructural que acusaba la arquería podía clasificarse como moderado. La unión imperfecta entre los dos tipos de mampostería ha causado, en los arcos y las pilas más altas, una separación progresiva entre los sillares de las esquinas y la mampostería de calicanto, inicialmente por esfuerzos de tensión debidos a su propio peso y luego agravada por la pérdida de mortero debido a la lluvia y el derrame del canal, así como por las tensiones adicionales debidas a los sismos. La separación entre los sillares y la mampostería de calicanto además se atribuye a que las cargas de gravedad se concentran en las piedras angulares, las que por su esbeltez tienden a flexionarse fuera del plano del puente y por consiguiente se separan del resto del fuste. Un efecto similar al descrito para las pilas ocurre en los arcos, debido a la ausencia de un conector efectivo entre los dos tipos de mampostería que impida la separación entre ellos. Otra situación particularmente severa se produce en la parte superior de las pilas; allí, las dovelas de los arcos descansan sólo sobre la mampostería de calicanto y no en los sillares de esquina, con lo que se fomenta la separación de las dos mamposterías. Los tres problemas mencionados requieren intervenciones para restituir la acción integral de las dos mamposterías. Una situación adicional que requiere atención se refiere a las bases de algunas pilas, donde el escurrimiento de agua pluvial ha socavado el mortero de la mampostería y generado un contacto imperfecto entre las piedras, lo que ha dado lugar a concentraciones de esfuerzos, especialmente en las esquinas. Para evitar que este problema avance y afecte la seguridad de la estructura, se hace necesario proteger la parte inferior de estas columnas.

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Canal de agua Dovela Ancla de acero

Contratuerca

Barra

Tuerca hexagonal de acero inoxidable Placa circular de acero inoxidable

Figura 6. Propuesta para refuerzo de confinamiento de pilas y arcos.

Proyecto de rehabilitación Los autores de este artículo realizaron un proyecto para restaurar la integridad estructural del acueducto. Las acciones más importantes se concentran en las pilas más altas del puente y se describen a continuación. Rehabilitación general de mampostería Las acciones encaminadas a restituir la integridad de la mampostería incluyen la eliminación de la flora parasitaria; la reposición del mortero que se ha perdido en las juntas entre sillares y entre piedras de la mampostería de calicanto; la reposición de las piedras que se desprendieron o que se encuentran fracturadas; y, principalmente, la consolidación de la mampostería mediante inyecciones de lechadas fluidas para rellenar las cavidades y las grietas internas de la mampostería. Confinamiento de las pilas Para recuperar la acción compuesta entre los sillares de las esquinas y la mampostería de calicanto, se recomendó colocar un zuncho formado por cuatro ángulos de acero inoxidable en las esquinas de la pila interconectados por ocho barras del mismo material (véase figura 6). Estas barras están provistas de rosca y tuercas en los extremos, para que el dispositivo pueda apretarse y confine la sección de la columna; con ello se evitará el desarrollo de grietas verticales en las columnas. Estos dispositivos de confinamiento serán colocados principalmente en el extremo superior de las columnas. Se trata de una intervención reversible que puede eliminarse tan sólo aflojando las tuercas. Confinamiento de los arcos Se ha propuesto colocar barras de acero inoxidable transversales y que crucen el espesor de los arcos, para unir las dovelas de esquina a la mampostería de calicanto del intradós de los arcos; el propósito es evitar la reapertura de grietas longitudinales que afectan la parte inferior del canal. Otras acciones Las bases de las pilas tendrán que restaurarse aplicando técnicas y materiales similares a los originales; la topo-

grafía del terreno circundante deberá modificarse para evitar la socavación en las bases de las pilas. Trabajos realizados Para restaurar la arquería monumental, la Dirección General de Sitios y Monumentos Patrimonio Cultural del Conaculta ha desarrollado un proyecto integral de restauración bajo la supervisión del Instituto Nacional de Antropología e Historia. En una primera etapa, realizada en 2014, se intervino un tramo que abarca el arco central y sus dos arcos adyacentes. Se consolidó la mampostería de columnas, arcos y canal, y en este último además se reemplazó el recubrimiento de su interior. La intervención en la estructura se realizó con apoyo de un andamio metálico que permitió el desarrollo de las distintas acciones de manera segura y funcional (véase figura 3). Comentarios finales La arquería monumental ha logrado conservarse gracias a la excelente calidad de su construcción; sin embargo, en algunos tramos se han presentado daños de carácter estructural, particularmente en los de mayor altura. Estos daños fueron reparados en el pasado, pero con el transcurso del tiempo aparecieron de nuevo, incluso algunos de ellos se han extendido y han surgido otros más. En una primera etapa se consolidó ya la mampostería de la arquería en el tramo delimitado por dos pilas a cada lado del río Papalote. Es importante que la consolidación se extienda al menos a un arco más en cada lado y que se coloquen los refuerzos propuestos para confinar las pilas y arcos de estos tramos. Además, la rehabilitación tendrá que ir acompañada de un seguimiento riguroso de la salud estructural de la arquería y de un programa de mantenimiento, con el fin de preservar esta extraordinaria obra por mucho tiempo más

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TÚNELES

Geofísica aplicada a obras civiles subterráneas Trazo 6D del TEO El presente artículo aborda los estudios de prospección geofísica aplicados a la definición del nuevo trazo 6D del Túnel Emisor Oriente, particularmente aquellos cuyo objetivo fue conocer las propiedades físicas del subsuelo y con ello determinar, de manera indirecta, sus características mecánicas y geológicas. Se tratarán los fundamentos teóricos para la aplicación de cada método, su ejecución y los resultados obtenidos a partir de su análisis. JOSÉ ANSELMO PÉREZ REYES Ingeniero geofísico. Se ha desempeñado como responsable de las áreas de geofísica, geología e instrumentación en proyectos de empresas privadas e instituciones públicas. Es gerente de Instrumentación y Control de Procesos en el consorcio Comissa para el proyecto TEO. FERNANDO SÁENZ PARDO Ingeniero civil con experiencia en las áreas de diseño y construcción de cimentaciones. Desde 2009 forma parte de la empresa Sistemas de Microtuneleo y se desempeña en las áreas de instrumentación e ingeniería para el proyecto TEO.

El Túnel Emisor Oriente (TEO), que formará parte del Sistema de Drenaje Profundo de la Ciudad de México, tendrá una longitud aproximada de 62 km y contará con 25 lumbreras necesarias para su construcción y posterior operación. Con ese fin, el TEO se dividió en seis tramos; en particular, el tramo 6 comprende la construcción de cuatro lumbreras y 12 km de túnel, aproximadamente, que van desde la lumbrera 20 hasta el portal de salida. En un inicio se planteaba que la excavación del túnel atravesara suelos mixtos compuestos por la formación Taximay, aluviales comprendidos entre el portal de salida y la lumbrera 21, y roca entre las lumbreras 20 y 21. Para optimizar la excavación del túnel se optó por buscar un trazo que evitara la presencia de suelos aluviales que hubiesen aportado una cantidad de agua considerable en el frente de excavación y provocado así un bajo rendimiento. Para lograr este cometido fue necesaria la aplicación de estudios directos e indirectos. Se describirán los métodos de prospección geofísica empleados para la definición de un nuevo trazo denominado 6D, el cual se determinó a partir del estudio y selección del mejor subtramo para la excavación del túnel (véase figura 1). Geofísica aplicada al trazo 6D Debido a su complejidad geológica y dimensiones, el TEO ha representado un reto para la ingeniería mexicana; esto ha favorecido una relación estrecha entre diferentes disciplinas que, en conjunto, son necesarias para la correcta ejecución del proyecto; entre ellas la geofísica ha desempeñado un papel determinante para la comprensión de las condiciones físicas, mecánicas y estructurales del trazo. La aplicación de los métodos

geofísicos se fundamentó en los objetivos de prospección, el emplazamiento superficial y la profundidad del nivel de excavación. De este modo se definieron las técnicas por aplicar y los motivos para cada una de ellas, a saber: • Sondeos eléctricos verticales (SEV). Este método se basa en un dispositivo tetraelectródico que inyecta corriente al terreno y mide la diferencia de potencial que se genera. Su objetivo fue la obtención de imágenes profundas unidimensionales que a su vez consintieran la caracterización geológica del subsuelo a partir de sus rasgos geoeléctricos. • Tomografía eléctrica. A diferencia de los SEV, la tomografía eléctrica proporciona conjuntamente información lateral y en profundidad, por lo que permite obtener una imagen distancia-profundidad con la distribución de la resistividad real del subsuelo y fácilmente comprensible en términos geológicos o geotécnicos. • Sísmica cross-hole (CH) y down-hole (DH). Ambos procedimientos buscan medir la velocidad de las ondas sísmicas a partir de fuentes emisoras de energía que se localizan de acuerdo con el método aplicado: desde la superficie o a la misma profundidad. De este modo los sensores registran los tiempos de llegada de las ondas de compresión (P) y de las ondas de cortante (S). Para la aplicación de cualquier método geofísico se deben realizar estudios previos que consientan la adecuada interpretación de los datos obtenidos. Por ello, de manera paralela se definieron las siguientes actividades: análisis geológico superficial, análisis geológico-

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Geofísica aplicada a obras civiles subterráneas

6 Abanicos aluviales Formación Taximay P = 5.5 BAR 7a superior P = 6 BAR 7a Conglomerados silicificados 7

Línea piezométrica

3a Tobas y cenizas volcánicas Basaltos P = 4.8 BAR Abanicos 6a 6 aluviales 3

P = 5.2 BAR

P = 5.4 BAR

Formación Taximay superior

Vulcanitas Huehuetoca

P = 5.2 BAR 5s

Figura 1. Perfil geológico del trazo 6D del TEO.

M’

A’

M N

N’

B’

a n·a

Figura 2. Dispositivo tetraelectródico tipo Schlumberger.

estructural, características hidrológicas de las rocas y censo de puntos de agua. Así, el estudio de prospección eléctrica con SEV se ejecutó a lo largo del trazo 6C con dispositivo tetraelectródico tipo Schlumberger (véase figura 2). La tomografía eléctrica se definió específicamente en el subtramo comprendido entre las lumbreras 20 y 21A, con el objetivo de detallar el conocimiento geológico de dicha sección y a partir de la distribución de resistividades que lo definen. Para lo anterior se requirió un arreglo dipolar (dipolodipolo) que permite investigar la distribución de la resistividad a partir de la asociación de puntos a una misma profundidad, lo cual otorgó un perfil de isorresistividad en dos dimensiones (véase figura 3). Por su parte, los estudios de prospección sísmica fueron definidos con la intención de evaluar la “vulnerabilidad sísmica” del sitio de estudio, la cual se refiere a las consecuencias probables de un movimiento de tierra sobre una construcción con la intensidad del temblor que podría generarlas; de este modo, los estudios de CH y DH fueron ejecutados en las lumbreras 21A, 23A y 24A, con la finalidad de determinar su secuencia estratigráfica, caracterizar el comportamiento dinámico del subsuelo y determinar las velocidades de propagación longitudinal (Vp) y de las ondas de compresión y de cortante (Vs), así como las fracciones de amortiguamiento y los módulos elásticos dinámicos de los diferentes estratos que constituyen el subsuelo. Lo anterior permitió complementar el estudio geotécnico y calcular el periodo dominante del sitio al igual que los espectros de respuesta y de diseño ante excitaciones sísmicas de consideración.

Justificación, descripción geológica y resultados obtenidos La excavación del trazo original del TEO en el tramo 6 consideraba frentes formados por arcillas lacustres consolidadas de la formación Taximay, suelos mixtos con boleos aluviales, abanicos aluviales, rocas volcánicas y conglomerados. Con la presencia de suelos mixtos y un nivel de agua freática por encima del túnel, se esperaba una aportación significativa de ésta al interior de la excavación; por tal motivo, fue necesario llevar a cabo un cambio en el trazo a terrenos menos permeables, como las arcillas de la formación Taximay; éste se realizó en etapas que derivaron en una serie de trazos alternos que permitieron elegir las condiciones de excavación más adecuadas para la TBM S-519. Como punto de partida y tomando en cuenta el conocimiento previo del Túnel Emisor Central (TEC), se decidió que el nuevo trazo –nombrado 6A– debía acercarse a éste, por lo que se ejecutaron exploraciones y prospecciones que definieron la presencia de arcilla de la formación Taximay; esto permitió replantear la posición de las lumbreras 23 y 24 que, en el trazo original, obligaban a la excavación de boleos para la TBM. Las nuevas lumbreras se denominaron 23A y 24A; el trazo 6A continuó paralelo al TEC hasta su desviación rumbo a la lumbrera 20; sin embargo, delante de la lumbrera 23A se localizaron fragmentos de rocas y brechas volcánicas, por lo que fue necesario replantear nuevamente el trazo a partir de dicho sitio. x l 1

x V 4

n=1 n=2 n=3 n=4 Punto de atribución Figura 3. Arreglo dipolo-dipolo.

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Geofísica aplicada a obras civiles subterráneas

Posteriormente se procedió a explorar entre las lumbreras 22 y 23A con la finalidad de detectar la presencia de la formación Taximay; los estudios confirmaron esto y dieron paso a la definición del trazo 6B. Asimismo, a partir de la lumbrera 22 se ejecutaron nuevos estudios alejados del trazo original; de ellos se definió que a 1.5 km de la lumbera 22 se encontraba la transición entre la arcilla Taximay y las vulcanitas, lo que permitió ubicar la nueva lumbrera 21A y dar origen al trazo 6C –subtramo comprendido entre ellas–. Entonces, con aproximadamente 8 km de excavación en la formación Taximay, se buscó una ruta más favorable entre las lumbreras 20 y 21A, por lo que se plantearon distintos trazos en donde, para todos los casos, se identificó la presencia de roca, lo que obligó a buscar aquel que tuviera las mejores condiciones de calidad. De esta forma se definió el trazo 6D,que abarca aproximadamente 3,400 m en roca y 600 m en arcilla. Por convención y facilidad, al conjunto de trazos que conforman la nueva ruta del túnel se le denominó trazo 6D del TEO. En resumen, el nuevo trazo estará conformado por la formación Taximay desde el portal de salida hasta la lumbrera 21A y conglomerados de la formación Vulcanitas Huehuetoca entre esta última y la lumbrera 20 (véase figura 4). PS 118 NT-1 117 116 115 114 113 111 21 112 110 109 Est. 1 108 107 L-24 106 NT-6 105 104 L-24A 103 102 20 101 100 99 L-23 98 Est. 2 97 96 L-23A 95 19 94 93 92 SB-2 91 SB-1 90 NT-10 SB-3 89 Est. 7 87 18 88 Est. 3 NT-12 86 SL-22a NT-13 Est. 8 Est. 4

Figura 4. Planta geológica.

La geofísica aplicada al nuevo trazo se ejecutó por partes. Durante el levantamiento geoeléctrico se ejecutaron 20 SEV a lo largo del trazo 6C; con él y con la información geológica disponible se determinó que a lo largo del nuevo trazo se tiene una morfología joven en forma de valle cuyo origen se remonta a antiguos eventos volcánicos del Plioceno superior y Cuaternario inferior, con flancos que presentan una erosión pluvial intensa y generan pendientes poco pronunciadas. El perfil definido demuestra una secuencia estratigráfica constituida por productos volcánicos, cuya parte superior está conformada por tobas arenosas, cristalinas, vítreas y pumíticas; le subyacen derrames basálticos y nuevamente arenas, boleos, gravas y arcillas con pseudoestratificación; la dirección del flujo subterráneo está determinada por fallas geológicas de dirección general NO-SE que han provocado una permeabilidad secundaria por fracturamiento. A nivel de excavación se atravesarán (véase figura 5): • Arcillas de la formación Taximay • Fallas geológicas en dirección E-O del sistema estructural Acambay • Fallas geológicas en dirección NO-SE asociadas al río Tula • Tobas arenosas y pumíticas

Planta geológica, nivel de excavación, TEO (tramo 6) Arcillas lacustres consolidadas (formación Taximay) Rocas volcánicas (ignimbritas, brechas volcánicas y riolitas) Frentes mixtos de boleos fluviales, abanicos aluviales y arcillas lacustres Depósitos limoarenosos consolidados, empacando fragmentos de roca (lahares) Conglomerados fracturados Tobas alteradas (correlacionables con brechas volcánicas)

L-22

Trazo 6 actual Tramo alterno 6A Trazo alterno 6B Propuesta trazo 6B/6C TEC Fallas reportadas en la excavación del TEC Lumbreras trazo 6 actual Lumbreras tramo alterno 6A Lumbreras TEC Sondeos cambio de trazo Sondeos interlumbreras Nuevos sondeos exploratorios en ejecución Nuevos sondeos exploratorios terminados

85 84 83 80 Est. 9 79 78 NT-14 L-21 NT-15 Est. 5 77 76 SL-21a NT-17 75 74 NT-18 73 72 71 NT-19 Est. 6 68 67 NT-21 66 65 64 63 L-20

N 0

Escala gráfica 1.0 0.5

2.0 km

Para el caso de la tomografía eléctrica, los trabajos se dividieron en dos tramos: de la lumbrera 21A al Tajo de Nochistongo (TN) y de éste hacia la lumbrera 20. De los resultados se infiere que en el primero de ellos el túnel excavará materiales rocosos con resistividades por encima de los 80 ohm-m; a su vez, se detectaron algunas anomalías posiblemente asociadas a fallas geológicas. En los contactos entre diferentes unidades, la excavación puede presentar dificultades debidas a los cambios de dureza y permeabilidad de los materiales (véase figura 6). Para el tramo 2, se infirió la presencia de una unidad formada por basalto de diferentes grados de fracturamiento; posteriormente se determinó un contacto lateral con otra unidad constituida por arcillas de color verde olivo pertenecientes a la formación Taximay (véase figura 7). Por su parte, en los estudios de prospección sísmica llevados a cabo en las lumbreras 21A, 23A y 24A se analizaron los sismogramas y las dromocrónicas para determinar las velocidades de propagación longitudinal y transversal de los diferentes

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Geofísica aplicada a obras civiles subterráneas

SEV-4

SEV-5 SEV-6

Río Tula SEV-7

Lumbrera 22 SEV-8 SEV-10

SEV-11

SEV-12 SEV-13

Carretera Jorobas-Tula

Carretera El Salto-Tlaltepoxco

Río Tula

Vía FF. CC.

SEV-14

SEV-15

SEV-16

SEV-17

SEV-18

Noroeste Andesitas fracturadas (Tmra) Tobas arenosas y pumíticas (Tpp)

Formación Taximay (Tpo) Riolitas-dacitas (Tmrd)

Tobas y brechas (Tpt) Basaltos (Qb)

Boleos, gravas y brechas (Qol) Limos y arcillas (Qo)

Figura 5. Perfil obtenido a partir del estudio geoeléctrico (trazo 6C).

materiales inferidos en cada perfil. Para el cálculo del periodo fundamental del subsuelo fue necesario conocer la profundidad de la roca basal. Así se determinó, para cada caso, el periodo dominante del subsuelo, que considera la profundidad promedio del estrato basal y la velocidad de onda de cortante promedio de todos los paquetes suprayacentes. A su vez, con la intención de evaluar el potencial sísmico de cada sitio, se determinaron las aceleraciones del terreno para periodos de retorno de 47.5 y 475 años; como ejemplo, en el cuadro 1 se muestra el caso de la lumbrera 21A.

Cuadro 1. Aceleraciones del terreno para la lumbrera 21A Periodo de retorno (años)

Aceleración a ras del terreno (cm/s2)

Aceleración máxima espectral (cm/s2)

47.5

24.74

475

80.48

172

Se consideró entonces una aceleración del terreno en gales representativa de las condiciones geotécnicas para cada sitio. Sin embargo, es importante considerar

Bodega Liverpool SEV-19 SEV-20

−0 −50 −100 −150 −200 −250 −300 −350 Sureste −400 Escala horizontal 0 200 m

Profundidad en m

Lumbrera 23A SEV-2 SEV-3

Carretera El Salto-Tlaltepoxco

Geofísica aplicada a obras civiles subterráneas

Elevación

Hacia L-20

L-21A

−50840 −50520 −50200 2,300 −53080 −52760 −52440 −52120 −51800 −51480 −51160 −54040 2,250 −53720 −53400 2,200 2,150 2,100 2,050 2,000 1,950 1,900 2.00 4.34 9.42 20.40 44.30 96.20 209.00 453.00 Resistividad en Ohm-m La escala horizontal es 2.88 pixeles por unidad de espaciamiento El primer electrodo se encuentra en −54040.0 m Exageración vertical en la sección del modelo = 1.82 El último electrodo se encuentra en −49870 m

−49880

Figura 6. Perfil geoeléctrico definido en el tramo 1 (L21A-TN). Lumbrera 20 Profundidad 0.0 1.88 16.90 32.60 55.20 69.90 87.70 109.00 134.50 2.00

160.0

4.21

8.84

18.60

39.10

320.0

480.0m

82.20 173.00 363.00

Resistividad en Ohm-m

Unidad de separación de los electrodos = 10.0 m

Figura 7. Perfil geoeléctrico definido en el tramo 2 (TN-L20).

las propiedades dinámicas del subsuelo de manera más rigurosa, a fin de cuantificar la respuesta de la lumbrera ante eventos sísmicos de importancia, para lo cual se toman en cuenta las propiedades de cada uno de los estratos y la posición que ocupa entre ellos el nivel freático. De este modo se determinó un espectro de diseño del sitio capaz de soportar sismos de magnitud hasta 8.2 grados Richter, que es la máxima esperada en la zona de subducción del Pacífico mexicano según la regionalización sismotectónica, con coeficiente sísmico de 0.27 g y el cual considera un intervalo de periodos comprendido entre 0.00 s y 0.55 segundos. Conclusiones y recomendaciones sobre el empleo de métodos de prospección Como cualquier otro método indirecto, la geofísica otorga una aproximación a las condiciones del subsuelo mediante diferentes métodos y la caracterización de sus propiedades físicas; esto significa que, como trabajo complementario a los métodos directos, se apoya en ellos para una caracterización más precisa, y por tanto se requiere la conjunción de ambos para la correcta descripción de las propiedades del terreno. Así, su principal ventaja radica en la capacidad de caracterizar rápidamente y a un relativo bajo costo, en comparación con los métodos directos, las condiciones del subsuelo sin perturbarlo y otorgar una mejor caracterización general

del sitio. Por lo tanto, debe considerarse que los resultados obtenidos a partir de la prospección están sujetos a cambios inherentes a los procedimientos planteados y a la incertidumbre geológica propia de este tipo de investigaciones; así, la geofísica debe entenderse como una disciplina complementaria a las normalmente consideradas en las obras civiles y con un amplio potencial para el apoyo de esta labor Referencias Borgonio, G. J., y M. Orozco (1985). Reconocimiento geológico-minero del área El Salto, municipio de Tepeji del Río, estado de Hidalgo. Servicio Geológico Mexicano. Constructora Mexicana de Infraestructura Subterránea, Comissa (2011). Estudio geohidrológico-geofísico a lo largo del trazo del Túnel Emisor Oriente, tramo VI-C, municipio de Tepeji del Río, estado de Hidalgo. Túnel Emisor Oriente. Comissa (2011). Resultados de los estudios de cross-hole y down-hole realizados en la lumbrera 24A, Atotonilco de Tula, Hidalgo. Túnel Emisor Oriente. Comissa (2014). Informe del estudio de tomografía geoeléctrica efectuado en el tramo VI del Túnel Emisor Oriente (TEO), específicamente entre las lumbreras 21-A y 20, en los estados de Hidalgo y de México. Túnel Emisor Oriente. Schnabel, P. B., K. Lysmer y H. B. Seed (1972). Shake: A computer program for earthquake response analysis of horizontally layered sites. Berkeley: Earthquake Engineering Research Centre, Universidad de California en Berkeley. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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OBRAS MAESTRAS DE LA INGENIERÍA

El Tajo de Nochistongo En el siglo XVI la superficie lacustre en el Valle de México era de 2 mil kilómetros cuadrados, con precipitación anual media de 701 mm. Por la disposición y el desarrollo que tuvo la ciudad de Tenochtitlan desde su fundación en lo que una vez fue un área lacustre, sus habitantes sabían que el entorno era más fuerte que la acción humana, y aprendieron a convivir con ello en lugar de pretender dominarlo. Esta mentalidad sufrió un cambio significativo y de gran impacto futuro a partir del siglo XVI, y su paradigma es el Tajo de Nochistongo.

Dique Agua salada

0 0

Lago Zumpango

Agua dulce

10 mi 10 km

Lago Xaltocan

Marisma

Teotihuacan

Chinampas

Azcapotzalco

Lago de Texcoco

Tlacopan

Texcoco

Tenochtitlan Culhuacan Lago de Xochimilco

Lago de Chalco

Xochimilco

Chalco

COMMONS.WIKIMEDIA.ORG

El antiguo asentamiento humano que se convertiría en la Ciudad de México se estableció en la parte más baja del valle alimentado por los escurrimientos de la Sierra Nevada, la Sierra de las Cruces y el AjuscoChichinautzin. Fue fundado en 1325 en el área de cinco lagos: Texcoco en el centro, Xaltocan y Zumpango en el norte, y Xochimilco y Chalco en el sur, que formaban una cuenca cerrada con pocas vías de desagüe. Así se explica la construcción durante la época prehispánica, a mediados del siglo XV, del Albarradón de Nezahualcóyotl, un enorme dique de piedra de 16 km de longitud que iba desde Azcapotzalco hasta Iztapalapa y para el que se estima que se requirió el trabajo de 20 mil personas. Esta magna obra se construyó en respuesta a la inundación de 1446, y permitía verter las aguas del Lago de Texcoco en época de estiaje y contenerlas en época de lluvias. La decisión atribuida a Hernán Cortés de mantener la ciudad novohispana en el mismo sitio que la mexica inevitablemente significaba seguir enfrentando un entorno hidrológico adverso. Poco después de la Conquista, en 1555, se presentó otra gran inundación que hizo ver la insuficiencia del Albarradón de Nezahualcóyotl ante los cambios demográficos y de estilo de vida, y se planteó por primera vez la idea de desaguar completamente el valle. El primer planteamiento científico de desagüe general para el Valle de México, propuesto por Francisco Gudiel, requería cambiar el Albarradón de Nezahualcóyotl, ya inservible, por un desagüe más cercano a la ciudad y de esa manera rehabilitar las cuatro calzadas que la unían con tierra firme. El plan de Gudiel incluía también el encauzamiento de agua para regadíos y navegación. Esta primera solución, aunque nunca llevada a cabo por su autor, es históricamente importante porque representa el inicio de la invasión de los lagos como algo deseable. La idea era realizar una salida artificial que sirviera para desecarlos además de

Hasta el siglo XVI los asentamientos humanos se adaptaban al sistema de cuencas.

controlar inundaciones y dar salida a los desechos de la ciudad. La necesidad de un desagüe general se acentuó luego de una nueva inundación en 1579. Después de ello, el arquitecto Claudio de Arciniega replanteó del desagüe general pasando por el pueblo de Huehuetoca y Nochistongo (Hidalgo) hasta el río Tula. Sin embargo, el virrey Martín Enríquez rehuyó esta obra debido a su costo y ordenó la reposición de los diques y calzadas. Luego de una nueva serie de inundaciones que concluyó con una de tal magnitud que la población sólo podía trasladarse en canoas, por fin en 1607 el virrey Luis de

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Velasco convocó a un concurso para dar solución a las inundaciones en la capital de la Nueva España. La propuesta ganadora pertenecía al alemán Heinrich Martin, nombre que se castellanizó como Enrico Martínez. El plan consistía en drenar el río Cuautitlán y el lago Zumpango hacia el río Tula a través del sitio de Nochistongo, algo similar a lo propuesto por Gudiel y Arciniega. En ese entonces se consideró la propuesta de Martínez como viable, es decir, sencilla, barata y adecuada; las aguas del lago se vaciarían por medio de una zanja que uniría las cuencas de Xaltocan con la de Zumpango y a su vez hacia el río Tula a través del tajo artificial abierto en Nochistongo para llegar finalmente hasta el Golfo de México. El desagüe se haría por una galería subterránea en el cerro de Nochistongo, que se terminó en 11 meses, con 6,600 m de largo, 3.5 m de ancho y 4.2 m de altura. Para esa época, el tiempo en que se concluyó una obra de semejante magnitud fue extraordinariamente corto, no sólo con los parámetros de América sino también de Europa, lo que resulta paradójico cuando se considera que debido a muchos y diversos contratiempos ésta no quedaría oficialmente terminada hasta casi 180 años después, en 1789. Aunque los documentos del proyecto original se perdieron, hay testimonios de los primeros problemas que presentó la obra. Poco tiempo después de la entrada en funcionamiento se observaron derrumbes frecuentes dentro del socavón, atribuidos a la inestabilidad del suelo no prevista por Martínez. Se requirió cerca de año y medio para concluir las reparaciones, pero las numerosas críticas que desataron las fallas llevaron a la necesidad de replantear el proyecto. En 1615 Martínez presentó un nuevo plan con la promesa de concluirlo en dos años y 10 meses, pero para 1623 la obra se encontraba casi en las mismas condiciones. En ese año el virrey Diego de Mendoza, de manera arriesgada, quiso comprobar la utilidad de la obra y mandó tapar el túnel y hacer entrar las aguas de Zumpango y Xaltocan “para ver si efectivamente el peligro era tan grande como se le había descrito”. Debido a esta imprudencia la ciudad se inundó, gran parte de las obras fueron destruidas y se habla de que la población se vio mermada considerablemente. En el año 1629, después de una lluvia de 36 horas, la ciudad sufrió la peor inundación de su historia, con un nivel promedio de 2.5 m. Enrico Martínez fue encarcelado por acusársele de esta calamidad pues, según se decía, él había mandado cerrar la boca del desagüe y con ello impidió el paso de las aguas del río Cuautitlán, lo que además provocó que se rompiera el vertedor y entraran las aguas de ese río sucesivamente a los lagos Zumpango, Xaltocan y Texcoco. Martínez argumentó que la inutilización del vertedor se debió a derrumbes y a las fuertes avenidas. Se cree que la verdadera razón fue que Martínez de hecho cerró el paso para proteger la obra, pues de haber sido utili-

SACMEX

El Tajo de Nochistongo

La galería en el cerro se concluyó en tan sólo 11 meses.

zada habría quedado completamente destruida al no estar concluida aún. Enrico Martínez murió en 1632 entre grandes críticas a su trabajo y no sin formular una última propuesta para el desagüe del Valle de México que atravesara los lagos de Texcoco, Xaltocan y Zumpango. Para terminar la obra se presentaron otros proyectos, entre ellos el de Simón Méndez, que propuso el canal de desagüe por Tequixquiac tomando como base el tajo original pero sin llegar a Nochistongo. Fue ésta la idea retomada en el siglo XIX para el túnel de Tequixquiac. Por fin el 8 de junio de 1789 la ciudad recibió el último tramo del tajo abierto del desagüe de Huehuetoca, con una longitud total de 12,986 m. Sin embargo, la capacidad de la obra pronto se vio rebasada y en 1792 hubo una inundación que recordó la de 1629. Hasta el día de hoy, el drenaje general para el Valle de México, por muy diversos factores, resulta insuficiente para aliviar las condiciones hidrológicas naturales sumadas a la gran densidad de población y otros problemas como la obstrucción por desechos. Como obra una de ingeniería osada, de gran alcance y de la que se pueden extraer lecciones valiosas, el Tajo de Nochistongo es ejemplar.A casi tres siglos de la última propuesta de Enrico Martínez, el mismo trazo se estableció para el Gran Canal del Desagüe (inaugurado en 1900), después para el Emisor Central y ya a principios del siglo XXI para el Túnel Emisor Oriente. En la actualidad se erige en honor de Martínez el llamado Monumento Hipsográfico a un costado de la Catedral de la Ciudad de México, cuyo nombre se deriva de que originalmente su pedestal indicaba el nivel del agua del Lago de Texcoco

Elaborado por Helios con información de www.imta.gob.mx/gaceta, cicm. org.mx/wp-content/files_mf/losretospasadopresenteyfuturodelaguav7.pdf, www.cmic.org/comisiones/sectoriales/medioambiente y el documento “La Ciudad de México y la desecación de los lagos”, del Sacmex. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

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