Espacio del lector
Consejo Editorial del CICM Presidente
Ascensión Medina Nieves Vicepresidente
Alejandro Vázquez Vera
Este espacio está reservado para nuestros lectores. Para nosotros es muy importante conocer sus opiniones y sugerencias sobre el contenido de la revista. Para que pueda considerarse su publicación, el mensaje no debe exceder los 900 caracteres.
sumario FOTO: COMPOSICIÓN HELIOS
Número 586, mayo de 2018
3
MENSAJE DEL PRESIDENTE
4
ACADEMIA / EL INSTITUTO MEXICANO DE TECNOLOGÍA DEL AGUA Y LA SEGURIDAD HÍDRICA EN MÉXICO / FELIPE I. ARREGUÍN CORTÉS Y JORGE HIDALGO TOLEDO
7
ACADEMIA / ACCIONES PARA FORTALECER LA INGENIERÍA CIVIL / ALBERTO JAIME PAREDES Y COLS.
/ LA FILOSOFÍA PARA 12 ESTRUCTURAS OBTENER OBRAS DE CONCRETO DURABLES / ANDRÉS ANTONIO TORRES ACOSTA Y PEDRO CASTRO BORGES / MEZCLAS ASFÁLTICAS 16 MATERIALES CON CAUCHO DE NEUMÁTICOS FUERA DE USO Y CERAS ORGÁNICAS / ANA MARÍA RODRÍGUEZ ALLOZA DE PORTADA: DIÁLOGO / LA INGENIERÍA MEXICANA, COM20 TEMA PROMETIDA CON LA ÉTICA / LUIS ESTEVA MARABOTO / SUMINISTRO CALIFICADO, PIEZA CLAVE DENTRO DEL 24 ENERGÍA MERCADO ELÉCTRICO MAYORISTA / RUBÉN LÓPEZ BARRERA AMBIENTE / USO DE RESIDUOS Y SUBPRODUCTOS INDUSTRIA26 MEDIO LES COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN / PAUL GARNICA ANGUAS / LOS FERROCARRILES DEL FUTURO DE MÉXICO / LORENZO 28 OPINIÓN REYES RETANA / RESILIENCIA EN LA INFRAESTRUCTURA DEL SECTOR 32 PLANEACIÓN ELÉCTRICO / ALBERTO LÓPEZ LÓPEZ
36 ALREDEDOR DEL MUNDO / PUENTE DE LA ISLA RUSSKI CULTURA / LIBRO EL FERROCARRIL SUBTERRÁNEO / 40 COLSON WHITEHEAD
AGENDA / CONGRESOS, CONFERENCIAS…
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 LXVIII, número 586, mayo de 2018, es una publicación mensual editada por el Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C. Camino a Santa Teresa número 187, Colonia Parques del Pedregal, Delegación Tlalpan, C.P. 14010, México, Distrito Federal. Tel. 5606-2323, www.cicm.org.mx, ic@heliosmx.org Editor responsable: Ing. Ascensión Medina Nieves. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo número 04-2011-011313423800-102, ISSN: 0187-5132, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor, Licitud de Título y Contenido número 15226, otorgado por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Permiso Sepomex número PP09-0085. Impresa por: Helios Comunicación, S.A. de C.V., Insurgentes Sur 4411, 7-3, colonia Tlalcoligia, delegación Tlalpan, C.P. 14430, México, Distrito Federal. Este número se terminó de imprimir el 30 de abril de 2018, con un tiraje de 4,000 ejemplares. Los artículos firmados son responsabilidad de los autores y no reflejan necesariamente la opinión del Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C. Los textos publicados, no así los materiales gráficos, pueden reproducirse total o parcialmente siempre y cuando se cite la revista IC Ingeniería Civil como fuente. Registro en el Padrón Nacional de Medios Certificados de la Secretaría de Gobernación. Para todo asunto relacionado con la revista, dirigirse a ic@heliosmx.org Costo de recuperación $60, números atrasados $65. Suscripción anual $625. Los ingenieros civiles asociados al CICM la reciben en forma gratuita.
Mensaje del presidente XXXVII CONSEJO DIRECTIVO
Participar para servir a México
E
l actual Consejo Directivo de nuestro colegio trabaja cotidiana y activa-
Presidente Ascensión Medina Nieves Vicepresidentes Sergio Manuel Alcocer Martínez de Castro Felipe Ignacio Arreguín Cortés Roberto Duque Ruiz
mente para cumplir a cabalidad cada uno de los compromisos asumidos
Luis Rojas Nieto
en campaña y los que a lo largo de nuestra gestión surjan. Regularmente
Edgar Oswaldo Tungüí Rodríguez
estaremos rindiendo cuentas de las acciones llevadas a cabo.
Jorge Serra Moreno Alejandro Vázquez Vera José Arturo Zárate Martínez
Entre los compromisos que se establecen en los estatutos del CICM figuran “salvaguardar los intereses de la sociedad en materia del ejercicio de la ingeniería
Primer secretario propietario Juan Guillermo García Zavala
civil, con base en la calidad y la integridad de los servicios de sus profesionales; fomentar la colaboración de los miembros en actividades profesionales que
Primer secretario suplente Pisis Marcela Luna Lira
coadyuven en la solución de problemas de la comunidad y del país; impulsar la planeación, proyectos de construcción, mantenimiento y conservación de
Segundo secretario propietario Carlos Alfonso Herrera Anda
la infraestructura del país, así como enfoques preventivos y prospectivos en la planeación de obras; y prestar la más alta colaboración al poder público como
Segundo secretario suplente César Alejandro Guerrero Puente
cuerpo consultor en programas de ingeniería civil”. En línea con dicha responsabilidad, hago explícito el llamado a cada ingeniero
Tesorero Mario Olguín Azpeitia
civil mexicano a participar para servir a nuestro país. Las organizaciones gremiales de profesionales, como nuestro colegio, tienen
Subtesorero Regino del Pozo Calvete
su razón de ser en el servicio a la nación y a sus agremiados. En la medida en que asumimos el compromiso social y patriótico de servir a México, la consecuencia
Consejeros
necesaria debe ser el beneficio en el desarrollo individual.
Ramón Aguirre Díaz
Con la participación activa de cada ingeniero civil en los distintos comités
Aarón Ángel Aburto Aguilar José Cruz Alférez Ortega Luis Attias Bernárdez
y demás espacios de nuestro colegio, aportando conocimiento, experiencia y
Renato Berrón Ruiz
opiniones críticas y propositivas, nuestro gremio se fortalece y se hace mayor su
Ernesto Cepeda Aldape
capacidad para influir en las decisiones de políticas públicas en los tres niveles
Jesús Campos López Celerino Cruz García Salvador Fernández del Castillo
de gobierno. Por ello invito a cada ingeniero civil a integrarse de manera formal
Verónica Flores Déleon
al CICM para servir a nuestro país y gozar de los beneficios que en lo individual
Mauricio Jessurun Solomou
y lo colectivo trae consigo pertenecer al colegio.
Francisco García Álvarez Simón Nissan Rovero Alfonso Ramírez Lavín Juan Carlos Santos Fernández Óscar Valle Molina
Ascensión Medina Nieves XXXVII Consejo Directivo
www.cicm.org.mx
ACADEMIA
El Instituto Mexicano de Tecnología del Agua y la seguridad hídrica en México En el año 1986 se creó el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, IMTA, como una organización multidisciplinaria al servicio tanto de las instituciones responsables de la gestión, administración y manejo del agua como de la sociedad en general, con el objetivo de ofrecer soluciones a los múltiples problemas que afrontan los usuarios de ese importante recurso. FELIPE I. ARREGUÍN CORTÉS Doctor en Hidráulica. Investigador nacional del SNI y profesor de la DEPFI UNAM. Ex presidente de la AMH y vicepresidente del CICM. Actualmente es director general del IMTA. JORGE HIDALGO TOLEDO Ingeniero civil, maestro en Ingeniería hidráulica y maestro en Ciencias (planificación y gestión de la infraestructura). Ha sido integrante del Grupo Asesor CILA. Desde 2010 trabaja en el IMTA.
Como el brazo tecnológico del sector agua, el IMTA ha transitado por procesos de innovación permanente y de transformación institucional, lo cual lo ubica entre los institutos más importantes del país y de la región en materia de agua, con autonomía y recursos humanos y materiales para llevar a cabo sus funciones. El IMTA es coordinado sectorialmente por la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales; tiene personalidad jurídica y patrimonio propios, y es reconocido también como un centro público de investigación por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), al cual queda vinculado. Sus objetivos son: contribuir a la gestión sustentable del agua a través del conocimiento, la tecnología, la formación de recursos humanos y la innovación; incorporar al sector hídrico en la sociedad del conocimiento; crear un alto valor agregado para las instituciones del sector hídrico mediante el conocimiento, la creación y adaptación de tecnologías, y el suministro de servicios tecnológicos altamente especializados; impulsar el desarrollo de la ciencia y la tecnología del agua,
en especial mediante la formación de personal altamente capacitado en nivel especialización y posgrado. Para tales fines, el IMTA dispone de capacidades y competencias específicas que le dan una ventaja competitiva y le permiten agregar valor a los productos y servicios que ofrece a sus clientes y usuarios. Entre estas competencias destacan las siguientes: más de 300 especialistas altamente capacitados en la atención de la problemática prioritaria del sector, muchos de ellos con más de 20 años de experiencia; enfoque integral y multidisciplinario de los problemas del agua, pues sus recursos humanos e infraestructura cubren un amplio espectro de especialidades; infraestructura de laboratorios, software y documental única en México; ventaja competitiva a partir de las atribuciones que le otorgan el Decreto de Creación, la Ley de Aguas Nacionales y la Ley de Ciencia y Tecnología; y ser el principal asesor tecnológico del sector hídrico con posibilidades de participar en el establecimiento de las prioridades y metas nacionales de este sector.
Figura 1. Laboratorio de Hidráulica.
4
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
El Instituto Mexicano de Tecnología del Agua y la seguridad hídrica en México
Figura 2. Laboratorio de Calidad del agua
El PEISH constituye un valioso esfuerzo institucional para reorientar las políticas hídricas hacia la atención oportuna de los principales problemas del agua en México, así como prevenir riesgos actuales y futuros, considerando para esto un proceso de planificación participativo, adaptativo y con un enfoque multidisciplinario. El programa se ha enfocado en el tema de seguridad hídrica, que se convierte en el objetivo estratégico para dirigir los esfuerzos al desarrollo sostenible de los recursos hídricos y la gestión del agua en cada país del mundo, a raíz de las conclusiones del II Foro Mundial del Agua, realizado en La Haya, Holanda, en el año 2000. A partir de aquí la seguridad hídrica representa un concepto red que conecta los grandes desafíos del mundo, como son la alimentación, la energía, el cambio climático y el desarrollo económico, entre otros. La seguridad hídrica no sólo se considera un tema relevante en el ámbito mundial, sino además uno de los principales retos en muchas regiones, especialmente en aquellos países ubicados en zonas áridas y semiáridas donde la presión hídrica es muy alta, así como en aquellas regiones sujetas a fenómenos meteorológicos que favorecen las inundaciones y las sequías, como es el caso de México. Dada su importancia, y con base en una gama de definiciones establecidas por diversas organizaciones y autores en todo el mundo (Cook y Bakker, 2012; Gain,
Físicamente se ubica sobre una superficie de 20 hectáreas en el municipio de Jiutepec, Morelos, y cuenta con 23 mil metros cuadrados de construcción. Su moderna infraestructura incluye diversos laboratorios: Hidráulica; Calidad del agua; Tratamiento de aguas residuales municipales e industriales; Planta de tratamiento con fines de servicio e investigación; Potabilización; Hidrobiología; Calibración de sensores meteorológicos; Hidrometeorología; Hidrología isotópica; Hidrogeoquímica, y Producción audiovisual (véanse figuras 1, 2 y 3). Desde hace un par de años el instituto se encuentra en un proceso de transformación institucional, fortaleciendo y orientando su quehacer de investigación científica y tecnológica. Actualmente cuenta con un Programa Estratégico Institucional de Innovación Científica y Tecnológica en Seguridad Hídrica (PEISH), que busca dirigir y orientar sus proyectos de investigación para que contribuyan a la solución de problemas de inseguridad hídrica en el país ante la amenaza del cambio climático global, el crecimiento demográfico y la urbanización, así como la globalización Figura 3. Tecnologías apropiadas. económica y tecnológica.
El Instituto Mexicano de Tecnología del Agua y la seguridad hídrica en México
Tabla 1. Programas de posgrado del IMTA Posgrado IMTA-UNAM en Ingeniería
Maestría en Ingeniería ambiental (Agua) Maestría en Ingeniería civil (Hidráulica)
Maestría en Hidrometeorología Posgrado IMTA en Ciencias Maestría en Ingeniería en sistemas hidráulicos y tecnología del agua Maestría en Sistemas ambientales Posgrado IMTA a distancia
Maestría en Gestión integrada de los recursos hídricos
Giupponi y Wada, 2016; Pahl-Wostl, Bhaduri y Gupta, 2016), el IMTA, desde una perspectiva de gestión integrada del agua, define a la seguridad hídrica como “la capacidad de una sociedad para disponer de agua en cantidad adecuada y calidad aceptable para su supervivencia y la de todos los seres vivientes en los ecosistemas en que habitan, así como para asegurar su desarrollo socioeconómico sostenible gestionando los riesgos climáticos, meteorológicos y antrópicos relacionados con el agua en un clima de paz a través de una buena gobernanza”. De esta manera, en el IMTA se considera que contar con un programa en torno a la seguridad hídrica permite, entre otros fines, facilitar su inserción en las políticas públicas en el ámbito nacional, tener un marco de referencia amplio y multidimensional de la problemática del agua en el país, y generar proyectos que permitan tener criterios para el análisis de riesgos y escenarios futuros con un alto grado de incertidumbre. El PEISH es, entonces, un mecanismo de planificación que tiene como objetivo contribuir a la seguridad hídrica nacional mediante la innovación, el desarrollo tecnológico, el conocimiento científico y el fortalecimiento de capacidades, la participación social y la comunicación, para incidir en la conservación del medio ambiente, la prevención de riesgos hídricos, el abasto y la productividad del agua. El PEISH se diseña con una estructura programática jerárquica transversal basada en resultados, que consta de cinco subprogramas –Disponibilidad y manejo sostenible del agua, Gestión de riesgos hídricos, Acceso a servicios de agua potable y saneamiento, Agua para un desarrollo productivo sostenible, y Participación, comunicación y educación–, 20 líneas estratégicas y 38 líneas de investigación que orientarán la generación y puesta en marcha de proyectos integrales y multidisciplinarios en los próximos años. Centro Regional de Seguridad Hídrica, UNESCO Para fortalecer al PEISH, el IMTA, con la colaboración del Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México, coordinan el Centro Regional de Seguridad Hídrica (Cershi), que bajo los auspicios de la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO) tiene la misión de fortalecer la investigación y cooperación sobre el agua, especialmente en países de América Latina y el Caribe.
6
Doctorado en Ingeniería ambiental (Agua) Presencial por investigación Doctorado en Ingeniería civil (Hidráulica) de tiempo completo Doctorado en Ciencias y tecnología del agua
Presencial por investigación de tiempo completo
Profesionalizante virtual
Con la creación de este nuevo centro de la UNESCO, se reconoce la experiencia mexicana en el estudio y manejo del agua, experiencia que se transfiere, en el marco del Programa Hídrico Internacional (PHI), para orientarla específicamente a la solución de problemas y el fortalecimiento de la cooperación con los países de la región. Las funciones esenciales del Cershi son proporcionar capacitación especializada en los temas de seguridad hídrica; promover el intercambio de experiencias y capacidades técnicas con otros centros de la UNESCO que comparten áreas de interés particular; desarrollar consultorías y estudios altamente especializados en seguridad hídrica para los diferentes órdenes de gobierno en la región; coordinar la cooperación, sinergias y trabajo con instituciones académicas y de investigación internacionales para alcanzar los objetivos del PHI, y compartir el conocimiento. Posgrados El IMTA ofrece programas de posgrado, de maestría y doctorado orientados a formar recursos humanos altamente calificados en los temas de hidráulica, hidrología, irrigación y drenaje, calidad del agua y gestión integrada de los recursos hídricos. Actualmente su oferta educativa se integra con tres programas de posgrado (véase tabla 1). El Posgrado de Ingeniería de la UNAM se ofrece desde la creación del instituto en 1986, y a partir de 2015 el campus IMTA-UNAM es reconocido como una entidad académica. El programa de maestría con sus tres áreas de concentración del posgrado IMTA en Ciencias y tecnología del agua está reconocido dentro del Programa Nacional de Posgrados de Calidad del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología Referencias Cook, C., y K. Bakker (2012). Water security: Debating an emerging paradigm. Global Environmental Change 22: 94-102. Gain, A. K., C. Giupponi y Y. Wada (2016). Measuring global water security towards sustainable development. IOPscience 14. Pahl-Wostl, C., A. Bhaduri y J. Gupta (2016). Handbook on water security. Edward Elgar Publishing, Inc. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
ACADEMIA
Acciones para fortalecer la ingeniería civil Son tres los grandes ámbitos en los que deben emprenderse las acciones para fortalecer la ingeniería civil mexicana: la normatividad, en la que están involucrados diversos sectores de la sociedad; la formación de los ingenieros civiles, que esencialmente requiere un cambio de paradigma que lleve a adecuar planes y estrategias –entre otras muchas tareas– y la práctica profesional. ALBERTO JAIME PAREDES Doctor en Ingeniería civil con especialidad en Ingeniería geotécnica y Geotecnia ambiental y sísmica.
SACMEX
Es imperativo modificar el ejercicio profesional del ingeniero civil en México. Se trata de un reto al que deben enfrentarse los sectores empresarial, gremial, académico y gubernamental. En la práctica de la profesión, hay una gran asimetría desfavorable para el ingeniero civil mexicano. Extranjeros han podido ejercer su profesión en México, y los connacionales no pueden ejercerla en Canadá, Estados Unidos, la Unión Europea, países asiáticos y en algunos de Sudamérica. Debe replantearse la relación entre el diploma de conocimientos y la cédula profesional; modificar la Ley Reglamentaria del Artículo 5º Constitucional Relativo al Ejercicio de las Profesiones en el Distrito Federal (LRA5C) para implementar nuevos procedimientos para ejercer la profesión, mediante exámenes de competencia y habilidades, tutelaje de un ingeniero civil para los postulantes de nuevo ingreso, y refrendo periódico. Es insostenible que la obtención del título de ingeniero civil y la cédula profesional faculte a la persona a ejercer la profesión para toda la vida, sin tener que reacreditar el derecho a hacerlo, a diferencia de lo que ocurre en otros países. Por ello, hay que promover que el nuevo proyecto de Ley General de Profesiones sea aprobado por el Senado de la República. Esto implica la colegiación y la certificación del ingeniero civil. En el caso de que se considere que la colegiación y certificación obligatorias deban ser únicamente para los ingenieros directores o responsables de los proyectos de ingeniería civil, debe promoverse que se exija la participación de ingenieros certificados para ciertos trabajos que, sin corresponder a directores de proyecto, requieran profesionales con experiencia y conocimientos avanzados. El sector gubernamental debe ser el primero en establecer estos requisitos para sus propios proyectos y exigirlo a empresas privadas que realicen trabajos para el gobierno. Debe ponerse en la mesa de discusión el hecho de que el ejercicio profesional no se trate exclusivamente
Resulta primordial lograr una interacción más ágil con la ingeniería en la práctica.
como un asunto educativo, sino también como del sector productivo con influencia del primero, y regular de esta manera la relación profesional-cliente o profesionalpatrón. Hay que promover con más impulso la acreditación de los programas educativos de ingeniería civil en México así como la evaluación de los egresados. Se requiere interactuar con el Consejo de Acreditación de la Enseñanza de la Ingeniería, A. C. (Cacei) para promover transformaciones realistas y con transiciones, no modificaciones radicales o idealistas. Se necesitan cambios de paradigmas o de prácticas como la de trabajar sólo para lograr la acreditación (simulación) y pensar en el aterrizaje de los planes con las plantas de profesores que se tienen.
MARIO GÓMEZ MEJÍA Presidente de la Comisión de Especialidad de Ingeniería Civil de la Academia de Ingeniería de México. GUSTAVO AYALA MILIÁN Doctor en Ingeniería, investigador de ingeniería estructural en el Instituto de Ingeniería de la UNAM.
Formación de los ingenieros civiles Actualmente, la carrera de Ingeniería civil debe enfrentarse a nuevos retos y adoptar nuevos compromisos para conservar su lugar e importancia. Los nuevos compromisos que pueden citarse son: • Cambios en el paradigma vigente de enseñanzaaprendizaje.
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
7
Acciones para fortalecer la ingeniería civil
• Actualización de los planes de estudios de acuerdo con los nuevos materiales y tecnologías. • Adecuación de estrategias de enseñanza-aprendizaje (interacción profesor-estudiante). • Fomento del aprendizaje autodirigido (aprender a aprender). • Énfasis en los procesos actuales de acceso a la información, globalización. • Cambios institucionales. • Fomento de los estudios de posgrado. Cambios en el paradigma de enseñanza-aprendizaje El enfoque actual de la carrera de Ingeniería civil puede dar solución a los problemas del momento de manera poco menos que satisfactoria. Se ve necesario un cambio para dar un nuevo impulso a la carrera y generar nuevas oportunidades. La formación de los ingenieros debe fomentar la generación de servicios integrales de ingeniería. Se debe estimular el que el estudiante sea emprendedor, trabaje en equipo, haga uso de los desarrollos tecnológicos y de la informática. El estudiante debe tener un papel activo en su formación. El modelo educativo basado exclusivamente en conferencias magistrales por parte del maestro es ya caduco. El nuevo modelo educativo incluye el aprendizaje a través de proyectos a realizar o casos historia que se desmenuzan y alrededor de ellos se genera el proceso de aprendizaje. El conocimiento enciclopédico, exhaustivo, ya no es un paradigma. El conocimiento debe ser útil o formativo de habilidades y capacidades para el estudiante de ingeniería. Por supuesto, debe ser integral, abarcar las áreas de las ciencias sociales y humanísticas y poner énfasis en despertar de manera fundada la conciencia social del egresado. Actualización de los planes de estudios Los avances de la tecnología en el mundo han facilitado muchos procesos. A la vez, han generado algunos inconvenientes en la preparación de los ingenieros. Así, por ejemplo, hoy se tiene una gran dependencia de los resultados obtenidos mediante programas de cómputo, sin que muchas veces se conozca cómo operan. Del mismo modo, esta tecnología que hoy permite realizar cálculos con gran rapidez, como en el caso de análisis con elemento finito, hace posible que el estudiante tenga un enfoque distinto al enfrentar los problemas; se centra en las causas y en las posibles soluciones, en lugar de enfocarse en los procedimientos de cálculo. Esto es lo que debe buscarse: emplear las nuevas herramientas como auxiliares del ingeniero para comprender y modelar mejor los procesos físicos, naturales y de interacción con la naturaleza de las obras de ingeniería civil. No se debe abusar de la tecnología de información y comunicación (TIC). En este aspecto también se involucra la integración de los programas de posgrado (especialidad, maestría y doctorado): que consideren los nuevos programas de licenciatura y garanticen
8
tanto la profundización más detallada de las diferentes disciplinas de la ingeniería civil como el futuro de la investigación aplicada a los problemas nacionales, pero sin aislarse de los avances que entraña la globalización. Además, resulta primordial lograr una interacción más ágil con la ingeniería en la práctica, para que los futuros profesionistas puedan conocer durante sus estudios los métodos, procesos, equipos y materiales que se emplean actualmente, además de enfrentarlos a la realidad. Por otra parte, debe lograrse también una interacción con la investigación para conocer nuevos desarrollos o avances en materiales y métodos, ya que actualmente existe una brecha entre los estudios de ingeniería y la investigación. De esta manera, los ingenieros civiles estarán informados sobre los nuevos materiales, métodos y tecnologías que se generan. Adecuación de estrategias de enseñanza-aprendizaje Las generaciones del decenio de 1970 en adelante fueron educadas a través de imágenes para llegar al concepto, mientras que las anteriores fueron educadas en las palabras para llegar a él. Por tanto, debe tomarse en cuenta la evolución en la forma de aprender de los estudiantes. Con todas las herramientas de que disponen actualmente, han llegado a la comprensión de los conceptos cuando éstos se les presentan en forma visual, esto es, ya no necesitan tanto de una larga y detallada descripción de procesos, equipos y materiales por parte de sus profesores, gracias a una gran cantidad de apoyos audiovisuales que pueden emplearse durante la explicación. Sin embargo, algunos profesores insisten en la explicación puramente oral, debido en parte a que de esa forma es como ellos recibieron el conocimiento, y consideran que es la forma óptima de impartirlo. En general, la ingeniería civil mexicana se destaca por emplear el ingenio y la creatividad para cubrir ciertas carencias que enfrenta el país, aspectos que deben fomentarse desde que los estudiantes cursan la carrera, ya que en ocasiones la falta de recursos puede motivar al empleo de otras técnicas. De esta manera, las carencias no se vuelven una limitante, sino una oportunidad. Aprender a aprender Debe generarse desde un principio la idea de que el aprendizaje es continuo y permanente, para que los egresados puedan mantenerse actualizados en su ámbito profesional y seguir desarrollándose por cuenta propia una vez que concluyan su carrera. El estudiante no puede depender exclusivamente de sus profesores para garantizar su adecuada formación profesional. Debe ser capaz de hacer uso de los conocimientos que adquiere en las aulas para poder ahondar en los temas por cuenta propia. Aun más, deberá propiciarse que el profesor sea un facilitador para que por sí solo el estudiante obtenga el conocimiento. De cierta forma, los profesores sólo le enseñarán al alumno
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
Acciones para fortalecer la ingeniería civil
a “leer” en términos de ingeniería, y dependerá de él la profundidad que quiera darle a sus estudios. El estudiante requiere descubrir su propia creatividad y hacer uso de ella. Debe abrirse a nuevas posibilidades, no puede limitarse a emplear los métodos que aprende, sino que debe desarrollarlos, ser capaz de proponer modificaciones y adaptarlos a las condiciones particulares de un caso. Incluso con la gran cantidad de fuentes de información con las que cuenta y de todos los recursos de que pueda hacer uso, debe estar consciente de que ello no basta para resolver todos los problemas que pueden presentársele. Encontrar el mejor camino dependerá en gran parte de su inventiva y creatividad, de su ingenio. Acceso a la información, globalización Un punto primordial que los estudiantes de las carreras de ingeniería deben tener muy en cuenta es el ámbito global en que deberán desenvolverse; actualmente, el dominio de otros idiomas ya resulta indispensable. Programas conjuntos y de cooperación entre universidades, instituciones y empresas de distintos países promueven el desarrollo globalizado de la práctica de la ingeniería, lo que ya es un hecho en el mundo actual. Profesores y bibliotecas locales han dejado de ser los únicos medios de los estudiantes para acceder a información sobre su carrera. Con el desarrollo de las telecomunicaciones y el auge de servicios de internet, tienen acceso a información proveniente de todo el mundo, con lo que no sólo pueden mantenerse permanentemente actualizados, sino que entran en contacto con otras visiones sobre los mismos problemas a que deben enfrentarse en la práctica de su profesión. Hay que tomar en cuenta que han crecido y se han formado aplicando las TIC, potencial que los programas educativos deben aprovechar. Sin embargo, considérese que la velocidad con la que ha crecido la disponibilidad de información no es la misma que la de la capacidad de análisis crítico de ella. Hay que prevenir a los alumnos: no toda la información de internet es confiable, e investigar no es copiar y pegar lo que se encuentre en la red. El contacto y las interrelaciones que puedan crearse entre ingeniería y tecnología de diversos países deben promover el desarrollo en aspectos en que se sufran rezagos, ya que la competencia será cada vez más fuerte y exigirá mejoras constantes si se pretende ir a la par de países con mayor desarrollo en ciertas áreas de la ingeniería civil. Cambio institucional Las instituciones de educación superior, a pesar de ser foros de discusión libre de ideas y conocimiento, tienen dificultades para adaptarse con rapidez a los cambios y dar respuesta a las nuevas demandas. El marco institucional es parte vital para el estudiante. Se requiere tener un ambiente de trabajo con equipamiento actualizado y laboratorios modernos. Las IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
instituciones deben fomentar el trabajo en equipo y modificar las formas de evaluación de los profesores. Los indicadores de desempeño de los profesores deben estar enfocados principalmente en el trabajo con los estudiantes y en la colaboración en equipo con sus pares. Fomento a los estudios de posgrado Se ha vuelto necesario continuar con los estudios al concluir la licenciatura. Si se quiere competir en el mundo actual, debe contarse con estudios de especialización, maestría o doctorado, ya que el título y la formación como ingeniero civil ya no es suficiente para hacer frente a las nuevas necesidades. La formación de los nuevos ingenieros tiene que enfocarse en brindar un panorama general en el nivel de licenciatura, al mismo tiempo que encaminar a los estudiantes a seguir con sus estudios al término de ésta. Dar un nuevo impulso a la ingeniería civil mexicana es un trabajo arduo, un reto en que deben involucrarse diversos sectores. Las empresas de ingeniería, así como el gobierno en todos sus niveles, deben dar apoyo para que la ingeniería civil nacional, de reconocido prestigio en el mundo, no se quede estancada y cuente con los recursos humanos y técnicos para hacer frente a los retos por venir.
Acciones para fortalecer la ingeniería civil
Panorama de la práctica profesional y líneas de acción En un país como México, en el que la inversión pública está fuertemente limitada por el endeudamiento externo e interno, las costosas obras de infraestructura cada vez tienen una menor factibilidad de financiarse con recursos exclusivamente nacionales. Los pocos recursos económicos del país obligan al Estado mexicano a considerar fuentes internacionales de financiamiento como alternativa para no detener la construcción de infraestructura. Ante la globalización de los mercados surge la necesidad de asignar los recursos limitados a problemas prioritarios, que difícilmente contarían con el financiamiento de compañías nacionales o extranjeras. Para afrontar estas situaciones, la ingeniería civil mexicana deberá comprometerse con las siguientes líneas de acción: 1. Generar paquetes de servicios nuevos y cada vez más integrales que conjunten, por ejemplo, evaluación de proyectos, diseño, construcción y operación, así como el análisis de los problemas ambientales del proyecto y de su operación. Es indispensable considerar que la calidad de estos servicios requiere la formación de equipos multidisciplinarios, con capacidad para trabajar de manera interdisciplinaria. 2. En el mediano plazo, las compañías que se dediquen a la ingeniería civil deberán transformarse en “empresarias” y dejar atrás el concepto limitado de “compañías de servicio”. Ello implica que deben asumir la responsabilidad integral de los proyectos, y visualizarlos como un proceso más amplio en el que la construcción deje de ser el corazón del negocio, para convertirse en sólo una de las fases del proyecto. Este cambio de visión requiere una nueva actitud y una nueva actividad del ingeniero, pues debe conceptualizar los proyectos no sólo como procesos constructivos, sino como macroobras de desarrollo en las que habrán de analizarse la factibilidad y los beneficios del proyecto, sus alcances, su durabilidad, las posiciones y posibilidades económicas de los usuarios, y los procedimientos y costos de recuperación de la inversión en determinada situación política, económica y social, nacional y globalizada. 3. Habrá que considerar ahora que ya no es sólo el gobierno el que contrata un servicio de construcción, sino que somos capaces de imaginar, concretar y vender al gobierno y a los usuarios un proyecto de beneficio nacional o al menos regional o sectorial capaz de financiarse sanamente. 4. Los elevados costos que en general tienen este tipo de proyectos implican que las constructoras mexicanas deberán asociarse con compañías extranjeras, a las que también habrá que convencer de participar en dichos proyectos, y convertirlas en verdaderos socios de un negocio con viabilidad económica y social. 5. La formación y la educación continua de los futuros ingenieros civiles deberán adecuarse a estas circuns-
10
tancias proveyendo al estudiante de licenciatura de herramientas sólidas y actualizadas de ingeniería económica, así como de elementos de ciencias humanas que le permitan la realización de análisis dirigidos a la solución de problemas socioeconómicos, y fundamentos de ingeniería ecológica que le den oportunidad de realizar proyectos que favorezcan el desarrollo sustentable. 6. La incorporación de nuevas áreas y nuevas tecnologías en los planes de estudio de la licenciatura deberá hacerse sin descuidar el desarrollo científico y tecnológico de la ingeniería civil mexicana. Así, habrán de generarse programas de posgrado que, considerando los nuevos programas de licenciatura, garanticen la consolidación de la investigación en ingeniería civil en la constante comunicación que implica la globalización, pero aplicada a los problemas nacionales. 7. Los grandes retos de la ingeniería civil mexicana para los próximos 20 años son: a. El resarcimiento de nuestro retraso significativo en la infraestructura que requiere México, pero manteniendo una visión descentralizadora que utilice tecnologías apropiadas para cada región y con una perspectiva centrada en el desarrollo sustentable y en la resiliencia de la infraestructura. Este desarrollo sustentable debe contener también la mitigación de pérdidas humanas y económicas por el embate de peligros naturales (sismos, vientos, lluvias), pues en el largo plazo esas pérdidas representan porcentajes importantes del PIB. La cuestión de los seguros es renglón aparte, pues la infraestructura parece condenada a estar pagando siempre, cada año, un alto precio en pérdidas sin ninguna defensa. b. El desarrollo de una ingeniería civil mexicana capaz de apoyar con rigor metodológico la realización de dichas obras de infraestructura y de tomar la posición de vanguardia que le corresponde. c. La participación en investigaciones multidisciplinarias dirigidas a la solución de los graves problemas de abastecimiento, distribución, cuidado y tratamiento del agua, así como del manejo de los desechos sólidos y líquidos. La actitud de servicio habrá de fortalecerse con una formación más amplia y adecuada a un planeta globalizado y desgastado, y transformarse en un liderazgo al servicio de los demás. Los ingenieros civiles habrán de dejar a un lado su papel de ejecutores de decisiones gubernamentales y tomar el de promotores y líderes de las obras que redunden en el beneficio de los mexicanos
Este artículo está basado en el estudio estratégico La ingeniería civil mexicana, estado actual y acciones para enfrentar los retos del siglo XXI (Academia de Ingeniería, 2016). ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
Nueva Liebherr LR13000
de 3000 toneladas de capacidad, es la grua de orugas convencional de mayor capacidad en el mundo. Disponible en Mexico y el mundo a partir del 2016.
ESE ASA Los líderes en izajes y transporte especializado
ESEASA CONSTRUCCIONES es una empresa 100% MEXICANA que se preocupa por el desarrollo sostenible del país, conformada por un equipo de trabajo sólido y profesional en todas sus áreas, lo cual nos consolida como la empresa con mayor experiencia en los servicios de Izajes y maniobras especializadas así como Transporte especializado en el ámbito de la construcción dentro de la República mexicana y en el extranjero. En ESEASA nos enfocamos en cumplir las necesidades de nuestros clientes con ética, profesionalismo, visión, servicio y eficacia utilizando siempre tecnología de punta, con equipo renovado constantemente y con un estandar de seguridad acorde con la demanda del mercado y regulaciones internacionales. La experiencia de más de 30 años y nuestra certificación en ISO 9001-2008 nos permiten brindar seguridad a nuestros colaboradores comerciales; de esta forma hemos participado en proyectos importantes como: Obra Civil • Montaje de distribuidores viales y pasos a desnivel • Construcción de puentes • Construcción de estadios y arenas • Construcción de edificios Obra Marítima • Construcción de plataformas marinas • Load out • Roll up Sector Petrolero • Construcción de refinerías • Reconfiguración de refinerías Sector Energético • Montajes de centrales de ciclo combinado • Construcción de parques eólicos Proyectos Científicos • Montaje del gran y único telescopio milimétrico ubicado en Puebla, México
Montecito 38 • Col. Nápoles, Delegación Benito Juárez • México, DF, C.P. 03810 Teléfonos: +52 (55) 90002630 • LADA SIN COSTO 01-800-087-2630
ESTRUCTURAS
La filosofía para obtener obras de concreto durables En este trabajo se describen los conceptos y la metodología que debe seguirse para el diseño, construcción y supervisión de una estructura de concreto para que sea durable y pueda alcanzar una vida útil por encima de los 80 años. Se centra la atención en el énfasis que debe darse a la selección de los materiales para la fabricación de concretos durables, especialmente el tipo de cemento. ANDRÉS A. TORRES ACOSTA Ingeniero civil, maestro y doctor en Ingeniería con posdoctorado en Inspección y diagnóstico de puentes. Se desempeña actualmente como investigador en el Instituto Mexicano del Transporte.
que se define como el periodo que va desde que la estructura es puesta en servicio hasta que necesita repararse/rehabilitarse/reforzarse debido a algún tipo de daño que pudiera mermar su estética o la seguridad de sus ocupantes (o usuarios). De esta manera, el que una estructura haya cumplido su vida útil implica que se debe restablecer su estética o su seguridad mediante un gasto en mantenimiento correctivo, y no que la estructura esté a punto de colapsarse, como erróneamente se define en ocasiones.
Conceptos de durabilidad, vida útil y vida de servicio La durabilidad es la capacidad del concreto para resistir acciones físicas, químicas, biológicas y climáticas, como establece la normativa nacional e internacional. Por su parte, la vida de servicio de la estructura es un periodo que abarca siete etapas que inician con la planeación y acaban con su eliminación. Sin embargo, y para fines prácticos, se acostumbra utilizar el término de vida útil,
CORTESÍA API PROGRESO
PEDRO CASTRO BORGES Ingeniero civil, maestro y doctor en Ciencias. Es investigador en el Centro de Investigaciones y Estudios Avanzados, unidad Mérida.
En la actualidad, las estructuras de concreto expuestas a ambientes agresivos (urbanos, marinos, industriales, marino-industriales) presentan daños prematuros durante su vida de servicio (< 10 años luego de construirse y ponerse en servicio). En la patología de las construcciones se destaca como una de las manifestaciones más comunes de deterioro por corrosión el agrietamiento y las manchas de óxido en la superficie del concreto, que podría alcanzar un proceso de deterioro aun más marcado: la delaminación del recubrimiento de concreto por la corrosión del acero de refuerzo o presfuerzo. Esta patología, tan frecuente en la actualidad en estructuras de concreto, regularmente se debe a que éstas no se diseñan con criterios de durabilidad, sino utilizando un criterio mecanístico, por resistencia a las cargas mecánicas externas.
En un ambiente marino tropical no deben seleccionarse vigas presforzadas que posean muchas aristas y vueltas.
12
Filosofía de diseño por durabilidad La filosofía actual en el diseño de estructuras de concreto considera que éstas deben ser durables. ¿Cuán durables? Esta pregunta se podrá responder dependiendo de la importancia económico-social de la estructura o bien de las necesidades de su dueño. Una estructura durable es aquella cuya vida de servicio puede ser mayor de 50 años, y en países donde la tecnología del concreto ha evolucionado vertiginosamente, se han diseñado estructuras de concreto con vidas útiles de 80 a 100 años. El primer paso en el diseño estructuras durables es eliminar de los procedimientos conceptuales la idea de que el concreto no es responsabilidad del diseñador o del constructor, sino de la empresa concretera o cementera que suministrará los materiales para su ejecución. Existen obras recién inauguradas que muestran patologías como grietas por contracción plástica en losas o muros de concreto, por lo que se han tenido que realizar estudios para determinar la causa y eliminar el efecto. Pero cuando se le interroga al constructor o a la supervisión externa qué tipo de cemento se utilizó, dicen desconocerlo porque atribuyen esa responsabilidad a la “concretera”. Para seleccionar una mezcla de concreto que pueda resistir la agresividad del medio ambiente, se inicia el proceso del diseño de estructuras de concreto con criterios de durabilidad. Una vez seleccionados los ma-
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
teriales que conformarán el concreto de la estructura a construirse, el siguiente paso es el diseño de la propia estructura por resistencias mecánicas. Sabiendo el tipo de cemento, las adiciones minerales que pudieran usarse en la mezcla de diseño, la cantidad del cemento y la relación agua/cemento (a/c), el estructurista debe calcular la resistencia mecánica de la mezcla de diseño del concreto. Esto permitirá que dichas estructuras tengan una vida útil de diseño por arriba de los 80 años, y se evitarían así reparaciones costosas durante su servicio. También prevalece la filosofía de querer hacer más obra con menos dinero, que se manifiesta en la reticencia de diseñadores, constructores e incluso dependencias de gobierno para diseñar estructuras más durables, porque al ser concretos de bajas relaciones agua/cemento, requieren aditivos químicos reductores de agua de alto rango o aditivos minerales como la microsílica (con costos de 10 a 20 veces mayores que el cemento), y los consideran materiales incosteables para sus aplicaciones. En realidad no se dan cuenta de que los elementos estructurales de concreto también tienen acero de refuerzo o presfuerzo, material que es más caro que el concreto, y al diseñar estos elementos con concretos durables (más caros que los concretos que convencionalmente son definidos como estructurales: 25-40 MPa) reducen el área de acero en estos mismos elementos, por lo que el costo del elemento estructural será igual o algunas veces menor que si se fabricara con concretos convencionales. Es igualmente importante mencionar que se desconocen los procedimientos adecuados para construir estructuras durables, sobre todo el uso adecuado de los materiales para la fabricación de este tipo de concretos durante su mezclado, transporte, colocado y curado. Por lo anterior, es conveniente definir los procedimientos para el diseño y la construcción de estructuras durables a ser expuestas en ambientes agresivos. En lo que sigue se desarrollan algunos puntos significativos a considerar en los procedimientos de selección de los materiales para el diseño de mezclas de concreto con criterios de durabilidad. Etapa del diseño Diseño arquitectónico En el diseño se deben incluir formas y materiales acordes con el uso de la estructura, tipo de ambiente al que va a estar expuesta y tiempo de vida útil y de servicio propuesto. En esta etapa del diseño, los proyectistas deben vincularse estrechamente con el especialista responsable de la durabilidad, quien les provee las herramientas necesarias para poder diseñar un proyecto que satisfaga las expectativas. Un ejemplo de selección adecuada en puentes es que en aquellos que estén expuestos a un ambiente marino tropical no deben seleccionarse vigas presforzadas que posean muchas aristas y vueltas, como las tipo AASHTO o Nebraska. Es preferible seleccionar formas
CORTESÍA API PROGRESO
La filosofía para obtener obras de concreto durables
Debe considerarse el ambiente al que estará expuesta la estructura, y entonces definir el concreto que se empleará.
con superficies verticales rectas que permitan el escurrimiento de agua por exceso de humedad o lluvia, para evitar que se estanque. Los cambios de dirección en la superficie que poseen las geometrías de vigas AASHTO y Nebraska permiten que el acero de refuerzo usado en los estribos pueda disminuir su recubrimiento, por las vueltas que tiene en su habilitado. Diseño por durabilidad Con base en la información disponible en la normativa mexicana o internacional, el especialista responsable de la durabilidad debe tomar en cuenta el ambiente al que va a estar expuesta la estructura, y entonces definir el concreto que se empleará para poder ofrecer la vida de servicio esperada de la estructura. La información que proporciona esta normativa incluye aspectos como la agresividad química del medio y del suelo, atmósfera de exposición (humedad relativa o temperatura) y otros agentes agresivos, los cuales influyen en la durabilidad de la estructura. Definido el medio ambiente al que se expondrá la estructura, el diseñador deberá definir las proporciones de la mezcla que el concreto debe poseer para poder resistir la agresividad del ambiente y evitar la aparición de daños prematuros, que podrían ser variados dependiendo del ambiente de exposición: manchas de óxido, grietas o delaminaciones producidas por la corrosión del acero de refuerzo, grietas con lixiviaciones o eflorescencias, grietas producidas por la expansión de productos químicos generados por reacciones químicas entre las fases hidratadas del cemento y los contaminantes ambientales, etcétera. Las características de la mezcla de diseño que esta normativa recomienda incluyen la relación a/c máxima, la cantidad mínima de cementantes (cemento Pórtland, ceniza volante, microsílica, metacaolín, entre otros), el espesor de recubrimiento mínimo y cumplir con algún índice de desempeño por durabilidad, como es el caso de la resistividad eléctrica húmeda (REH) o la permeabilidad rápida de cloruros (PRC). También se ha visto que el tipo de cemento afecta el desempeño por durabilidad de los concretos, y esto se debe principalmente a su finura y al contenido de clínker, que son muy variables en los cementos mexicanos.
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
13
La filosofía para obtener obras de concreto durables
uuLos elementos estructurales de concreto también tienen acero de refuerzo o presfuerzo, material que es más caro que el concreto, y al diseñar estos elementos con concretos durables los responsables de un proyecto reducen el área de acero en estos mismos elementos, por lo que el costo del elemento estructural será igual o algunas veces menor que si se fabricara con concretos convencionales. Diseño estructural Una vez diseñado el concreto que deberá utilizarse en la estructura para resistir la exposición ambiental, se diseñará la estructura por cargas mecánicas, tomando en cuenta las características del concreto, principalmente la relación a/c, para determinar la resistencia mecánica que el concreto diseñado con criterios de durabilidad alcance cuando endurezca. Por lo regular debe tomarse el valor de diseño característico de estos concretos a edades de 90 a 120 días, y no a 28 días de fraguado. Esto principalmente porque concretos con adiciones minerales (como la ceniza volante o la microsílica) reaccionan más lentamente que un cemento normal. En esta etapa intervienen las técnicas normales de diseño estructural, aunque el especialista responsable de durabilidad debe estar estrechamente vinculado al especialista responsable de diseño estructural para que puedan cumplirse las metas previstas. Deben ser definidos parámetros tales como recubrimiento de concreto para el acero de refuerzo, tipos de aceros, calidad y desempeño del concreto, entre otros, que influyen en la durabilidad de la estructura. Diseño del plan de mantenimiento Esta parte es esencial para el proyecto, pues es la que permite asegurar que las condiciones establecidas de vida de servicio (arquitectónica, estructural y durable) se cumplan. Es importante incluir la planeación del mantenimiento a seguir cuando la estructura se encuentre en servicio. Se deben especificar en detalle aspectos como verificación periódica de daños (sea cual sea su origen), interacción entre los elementos e instalaciones de la misma estructura, mantenimiento periódico con pinturas, sustitución de piezas, funcionamiento de drenajes y manejo general de aguas. Deben incluirse también esquemas y formatos para llevar a cabo exitosamente el plan de mantenimiento, así como un entrenamiento periódico a los responsables de esta parte. Una estructura como un puente no sólo posee elementos de concreto que pueden ser diseñados con criterios de durabilidad; también tiene apoyos (por ejemplo, de neopreno), juntas de dilatación, una carpeta de rodamiento que puede ser de pavimento asfáltico, barandales metálicos, etc. Estos elementos son fabricados o construidos con diversos materiales (acero, aluminio y neopreno, entre otros) que pueden poseer diferen-
14
tes vidas de servicio o útiles y no alcanzar los 80 años de vida útil de diseño. Es por ello que debe estimarse la vida útil de cada elemento, para así programar sus remplazos y no mermar los 80 años de vida que se consideraron en el diseño de la estructura. Construcción Diseño de la mezcla del concreto Esta etapa debe comenzarse con la evaluación de las materias primas que van a utilizarse para la fabricación de concretos durables, como es el caso del cemento y los agregados. La dosificación del material cementante debe hacerse siempre en masa. Debe conocerse el contenido de los óxidos del cemento a utilizarse y su finura (determinada con el método Blaine, en m2/kg). Es de primordial importancia conocer el contenido de clínker del cemento, para así restringir el uso de adiciones (fillers o rellenos) que podrían mermar la actividad de cementar del propio material. Se recomienda el uso de cemento Pórtland tipo CPO (nomenclatura mexicana que significa cemento Pórtland ordinario), ya que es aquel cuyo contenido de clínker es mayor de 95 por ciento. Conociendo este contenido de clínker, se pueden controlar en la mezcla de diseño las adiciones minerales al cemento por reemplazo, de tal manera que se sepa con exactitud el comportamiento por durabilidad del concreto endurecido. Es también esencial ceñirse al uso de cementos con una finura no menor de 380 m2/kg, ya que la reactividad de los aditivos químicos reductores de agua de alto rango es mermada si se utilizan cementos o adiciones más gruesos. Está permitido el uso de otros tipos de cemento Pórtland diferentes al CPO, pero éstos deben cumplir los requisitos de desempeño en lo que se refiere a la REH o la PRC. En cuanto a los agregados, la dosificación de la arena y la grava debe hacerse en masa. El agregado debe cumplir requisitos mínimos en sus propiedades físicas, como una granulometría adecuada, una densidad específica no menor de 2,400 kg/m3, una absorción no mayor de 5% y un módulo de finura de la arena no mayor de 3 (agregados finos), para que los concretos finales no tengan alta porosidad o finos que puedan disminuir la potencialidad de los aditivos reductores de agua. Pruebas de desempeño de la mezcla de diseño Una vez verificado que los materiales base para la fabricación de concretos durables cumplen con los requisitos descritos, se debe exigir la fabricación de la mezcla de diseño del concreto, antes de que inicien las actividades de fabricación de elementos de concreto, para que cumpla los requisitos de REH o PRC, que por desempeño el concreto endurecido deberá cumplir según las especificaciones del proyecto ejecutivo de la obra. Esta etapa podría llevarse a cabo en periodos mayores a los 90 días (las pruebas de desempeño de REH y PRC regularmente piden que se realicen con especímenes de entre 56 y
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
La filosofía para obtener obras de concreto durables
90 días de edad), por lo que se recomienda que el dueño de la obra, la supervisión externa y la constructora le den el tiempo necesario a esta actividad de preparación de la mezcla de diseño del concreto, antes de comenzar la fabricación de los concretos en obra. Supervisión En la fase de supervisión y control de la calidad de concretos durables debe darse un seguimiento cercano al proceso de fabricación, transporte, colocación, consolidación y curado, así como la dosificación y el cumplimiento del espesor de recubrimiento de los elementos a fabricarse. Para el caso de la fabricación y dosificación del concreto para obras durables, es obligación del contratista o la supervisión externa el extraer testigos de concreto en elementos estratégicos, para determinar que el concreto ya colocado y endurecido cumple con los requisitos de desempeño por durabilidad proyectados: REH y PRC. De esta manera, el dueño se cerciora de que lo colocado en su obra es realmente durable. La necesidad de verificar que el concreto colocado en los elementos estructurales cumple con el desempeño solicitado en el diseño obedece a que las pruebas en cilindros estandarizados –hechas por laboratoristas o especialistas acreditados para su fabricación– podría
no reflejar lo que en realidad se colocó en los diferentes elementos de concreto de la obra. De la misma manera deberá verificarse no sólo el desempeño del concreto, sino también la cantidad que está funcionando como barrera física y química para protección del acero de refuerzo o presfuerzo que proporcionará la vida útil de diseño. Para ello será necesario que tanto el contratista o la supervisión externa como el dueño de la obra realicen mediciones de espesor de recubrimiento del acero de los elementos de concreto; así se corrobora que el recubrimiento mínimo estipulado en el diseño ejecutivo del proyecto se cumpla, y se tendrá la certeza de que el elemento de concreto fabricado, su calidad y cantidad cumple con los criterios de durabilidad diseñados
Este artículo está basado en el trabajo “Resultados Proyecto Conacyt Ciencia Básica 57420-2006, Generación de propuestas de normativa sobre durabilidad del concreto armado basada en datos de diversos proyectos de ciencia básica y aplicada para ambientes tropicales marinos”, de Castro Borges et al., 2018. Los autores agradecen a sus instituciones y al Conacyt el apoyo parcial para realizar los trabajos relacionados con esta publicación. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org
MATERIALES
Mezclas asfálticas con caucho de neumáticos fuera de uso y ceras orgánicas Los pavimentos que contienen polvo de caucho procedente de neumáticos fuera de uso se consideran un material sostenible, pero su temperatura de fabricación es mayor que la de las mezclas asfálticas convencionales. Con una novedosa tecnología de mezclas asfálticas con caucho de neumáticos fuera de uso y ceras orgánicas es posible reducir las temperaturas de fabricación y puesta en obra de las mezclas asfálticas con caucho hasta unos 30 °C manteniendo su buen comportamiento mecánico. ANA MARÍA RODRÍGUEZ ALLOZA Licenciada en Ciencias ambientales, con maestría en Sistemas de ingeniería civil y doctorado en Ingeniería de caminos, canales y puertos. Es profesora ayudante doctor en la Universidad Politécnica de Madrid.
En los últimos años, debido a la creciente preocupación por el calentamiento global y el cambio climático, uno de los retos más importantes a los que se enfrentan nuestras sociedades es el uso eficiente y económico de energía, así como la necesidad correspondiente de reducir los gases de efecto invernadero (GEI). Los pavimentos que contienen polvo de caucho procedente de neumáticos fuera de uso se consideran un material sostenible, al utilizar productos de desecho y ahorrar recursos naturales. Sin embargo, la temperatura de fabricación de este tipo de mezclas es mayor en comparación con las mezclas asfálticas convencionales y, por lo tanto, se incrementa el uso de combustible y energía en la planta asfáltica y se producen, en consecuencia, mayores cantidades de GEI. En este trabajo se da cuenta de una investigación (Rodríguez, 2015) en la cual se ha logrado demostrar que incorporando ceras de origen orgánico es posible reducir las temperaturas de fabricación y puesta en obra de las mezclas asfálticas con caucho hasta unos 30 °C manteniendo su buen comportamiento mecánico. Introducción La actividad industrial de los países desarrollados es la principal responsable de los altos niveles actuales de GEI que se emiten a la atmósfera. En las últimas décadas, la protección ambiental y el desarrollo sostenible se han convertido en importantes temas globales, y la industria de los pavimentos es un sector dinámico que busca y
16
desarrolla nuevas tecnologías para dar respuesta a las nuevas necesidades de nuestra sociedad. Las mezclas asfálticas que contienen polvo de caucho procedente de neumático fuera de uso (NFU) dan salida a un material que supone un grave problema ambiental y ahorran un recurso natural como el asfalto y la energía que su producción conlleva. Y si bien tienen un buen comportamiento mecánico respecto a las deformaciones permanentes, a la fatiga y a la fisuración térmica, este tipo de mezclas debe fabricarse aproximadamente a unos 20 °C más que una mezcla convencional, ya que la incorporación del polvo de caucho aumenta la viscosidad del ligante y todo ello resulta en mayores emisiones de GEI a la atmósfera. Pero si se pudiesen rebajar estas temperaturas de fabricación y puesta en obra sin que el rendimiento de estas mezclas se viese Tabla 1. Esquema de las diferentes fases de la investigación Fase
Tipo de análisis
Fase 1. Determinación de la Viscosidad volumétricas temperatura de fabricación Propiedades Compactabilidad Fase 2. Estudio de las propiedades mecánicas
Sensibilidad al agua Resistencia a deformaciones plásticas permanentes Módulo de rigidez Resistencia a la fatiga
Fase 3. Análisis de ciclo de vida híbrido
Consumo energía total Emisiones de GEI totales Descomposición por capas de producción
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
Mezclas asfálticas con caucho de neumáticos fuera de uso y ceras orgánicas
Viscosidad (cP)
10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
Ligante con caucho
Ligante con caucho y cera
130 140 150 160 170 180 Temperatura (ºC) Figura 1. Influencia de la cera en la viscosidad dinámica de los ligantes.
2.30
Mezcla con caucho compactada a 170 ºC Mezcla con caucho y cera compactada a 160 ºC Mezcla con caucho y cera compactada a 150 ºC Mezcla con caucho y cera compactada a 140 ºC
2.20
Densidad (g/cm3)
2.10 2.00 1.90 1.80 1.70 1.60 1.50 1.40
0 20 40 60 80 100 120 140 160 Número de golpes
Figura 2. Compactabilidad de las mezclas con caucho y cera a diferentes temperaturas. 100.00 Resistencia conservada (%)
afectado, o fuera incluso mejor, los beneficios tanto para la sociedad como para el medio ambiente, además de económicos, serían significativos. Para desarrollar esta investigación se realizaron una serie de ensayos de laboratorio tanto para ligantes como para mezclas asfálticas, además de un análisis de ciclo de vida (ACV), una metodología que permitió evaluar y cuantificar los beneficios ambientales de esta novedosa tecnología. Las fases de la investigación pueden verse en la tabla 1. En la fase 1 se realizó un estudio de la posible reducción de temperatura de fabricación de este tipo de mezclas mediante el análisis de la viscosidad dinámica, la densidad aparente y la compactabilidad. En la fase 2 se estudiaron sus propiedades mecánicas: sensibilidad al agua, resistencia a roderas y fatiga y módulo de rigidez, para comprobar que su rendimiento mecánico no se veía afectado significativamente respecto a una mezcla con caucho tradicional. Finalmente, se llevó a cabo la fase 3, donde se realizó un ACV híbrido para cuantificar con precisión los beneficios e impactos ambientales en términos de consumo de energía y de emisiones de GEI sobre su producción en la planta asfáltica teniendo en cuenta la energía y emisiones en toda la cadena de suministro de la producción de este tipo de mezclas asfálticas con caucho y ceras orgánicas. Los materiales usados en la investigación fueron, para fabricar el ligante, asfalto de penetración 50/70, polvo de caucho de NFU (el contenido de caucho sobre el ligante fue de 20%) y ceras orgánicas. Las ceras seleccionadas fueron cuatro diferentes: una cera Fischer-Tropsch, una cera Montana, una cera Montana mezclada con amida de ácido graso y una amida de ácido graso. Para las mezclas asfálticas se usaron como áridos milonitas y calizas. Los resultados más destacados de la investigación se presentan en el siguiente apartado.
95.00 170 ºC 160 ºC 150 ºC 140 ºC
90.00
85.00
Mezcla con caucho
Mezclas
Mezcla con caucho y cera
Figura 3. Resistencia conservada de las mezclas con caucho y ceras.
Desarrollo Se observó que la incorporación de todas las ceras permitía reducir la viscosidad de los ligantes, y en consecuencia las temperaturas de producción y de compactación de las mezclas, hasta unos 30 °C. Como ejemplo puede verse la figura 1. Respecto a las mezclas asfálticas con caucho y ceras, se observó que se podían lograr, mediante el estudio de la compactabilidad, reducciones de las temperaturas de producción y compactación de las mezclas de aproximadamente 30 °C, tal como puede verse en el ejemplo de la figura 2. Por otro lado, los resultados de los ensayos de sensibilidad al agua indicaron que la adición de ceras reduce ligeramente la resistencia conservada, pero que las mezclas estudiadas cumplían las exigencias de sensibilidad al agua requeridas en España (un 90%), como puede observarse en el ejemplo de la figura 3. Las ceras fueron capaces de mejorar significativamente la resistencia a las deformaciones plásticas (véase figura 4). En relación con el módulo de rigidez, cuando las mezclas se compactaron sólo a 10 °C menos respecto a la mezcla de control, los aditivos aumentaron la rigidez
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
17
Mezclas asfálticas con caucho de neumáticos fuera de uso y ceras orgánicas
Mezcla con caucho a 180 ºC Mezcla con caucho y cera a 160 ºC
Mezcla con caucho y cera a 170 ºC Mezcla con caucho y cera a 150 ºC
Deformación (mm)
5 4 3 2 1 0
0 2000 4000 6000 8000 10000 Número de ciclos
Módulo de rigidez (MPa)
Figura 4. Evolución de la deformación permanente de las mezclas con caucho y ceras. 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0
Mezcla con caucho a 180 ºC
Mezcla con caucho y cera a 170 ºC
Mezcla con caucho y cera a 160 ºC
Mezcla con caucho y cera a 150 ºC
Mezcla Figura 5. Módulos de rigidez a 10 Hz y 20 °C de las mezclas con caucho y cera. –3.1 –3.2
Log ε (m/m)
–3.3
Mezcla con caucho Mezcla con caucho y cera
–3.4 –3.5 –3.6 –3.7 –3.8 –3.9
4 5 6 7 Log N (número de ciclos)
Figura 6. Leyes de fatiga de la mezcla de caucho convencional y la mezcla con caucho y cera.
de las mezclas. Pero al reducir la temperatura 20 °C y 30 °C, el módulo de rigidez comenzaba a disminuir y era más prominente el efecto del aumento de huecos de las mezclas (véase figura 5). También se observó que las ceras tenían la misma o mayor resistencia a fatiga con respecto a la mezcla de caucho convencional cuando se fabricaron a 20 °C
18
uuLa actividad industrial de los países desarrollados es la principal responsable de los altos niveles actuales de GEI que se emiten a la atmósfera. En las últimas décadas, la protección ambiental y el desarrollo sostenible se han convertido en importantes temas globales, y la industria de los pavimentos es un sector dinámico que busca y desarrolla nuevas tecnologías para dar respuesta a las nuevas necesidades de nuestra sociedad. menos respecto a ésta, como puede apreciarse en el ejemplo de la figura 6. En cuanto al ACV híbrido que determinó y cuantificó los beneficios de la producción de este tipo de mezclas, tanto de forma directa como indirecta en toda la cadena de su producción, los resultados mostraron que esta novedosa tecnología será capaz de ahorrar considerablemente el consumo de energía y de emisiones de GEI (véase figura 7). Respecto a los impactos globales, los sectores de los combustibles, de la minería y de la construcción son los principales contribuyentes de los impactos ambientales de la fabricación de estas mezclas. Conclusiones Con la novedosa tecnología de mezclas asfálticas con polvo de caucho que provienen de neumáticos fuera de uso y ceras orgánicas se podrán reducir las temperaturas de fabricación en la planta asfáltica y las mezclas verán mejorada su resistencia a las deformaciones permanentes sin comprometer su resistencia a la fatiga, su sensibilidad al agua o su rigidez. Al disminuirse las temperaturas de fabricación de las mezclas, es menor el consumo de energía de combustibles agotables para calentar el ligante y los áridos y, en consecuencia, se disminuirán los GEI emitidos a la atmósfera (dióxido de carbono, dióxido de azufre, compuestos orgánicos volátiles, monóxido de carbono, óxidos nitrosos y polvo). Hay que tener en cuenta que las emisiones de GEI y de contaminantes químicos se producen tanto durante la fabricación en planta como durante el extendido de las mezclas asfálticas. Por lo tanto, también se reducirían los aerosoles/vapores e hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAH) a los cuales se exponen los operarios que trabajan en las labores de extendido de la mezclas asfálticas (y de las áreas circundantes a los sitios de construcción), además del estrés térmico al que se ven sometidos. Asimismo, al consumirse menos energía se logrará un importante ahorro económico durante la producción de la mezclas, y las menores temperaturas de fabricación también permitirán distancias de transporte mayores y un menor envejecimiento del ligante para que sea un material con mayor durabilidad. En definitiva, este tipo de mezclas combinarían el ahorro de energía y la protección medioambiental con
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
Energía (MJ)
GEI (kg/CO2)
Energía (MJ)
GEI (kg/CO2)
Mezclas asfálticas con caucho de neumáticos fuera de uso y ceras orgánicas
140 120 100 80 60 40 20 0
Mezcla con caucho y cera a 150 ºC
Combustibles
Química 1 2 3 4 5 6 7 Capa de producción
1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
140 120 100 80 60 40 20 0
Minería
Mezcla con caucho y cera a 150 ºC
Metales
Servicios
Construcción 1 2 3 4 5 6 7 Transporte Capa de producción Mezcla con caucho a 180 ºC
Directo
1 2 3 4 5 6 7 Capa de producción
1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
Mezcla con B20 a 180 ºC
1 2 3 4 5 6 7 Capa de producción
Figura 7. Descomposición detallada de las capas de emisiones y de energía de las mezclas.
un buen comportamiento mecánico y durabilidad de las mezclas, lo que supondría una gran oportunidad para el sector de la ingeniería de carreteras y, en concreto, para el de la fabricación de mezclas asfálticas Referencias Rodríguez Alloza, Ana María (2015). Asphalt rubber mixtures with warm mix asphalt additives. Tesis doctoral. Universidad Politécnica de Madrid. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
DIÁLOGO TEMA DE PORTADA
La ingeniería comprometida La falta de ética no sólo está vinculada a cuestiones de dinero. Actuar profesionalmente con base en la ética también implica no comprometerse a realizar una obra para la que no se está capacitado y el utilizar los recursos materiales y humanos necesarios para garantizar el mejor resultado. A un mismo tiempo, determinante resulta no someterse a las exigencias de funcionarios que reclaman plazos de terminación de una obra que puedan poner en riesgo su calidad. IC: ¿Cómo tomó su designación como presidente del Consejo de Ética del CICM? Luis Esteva Maraboto (LEM): Me sentí algo agobiado por el nombramiento, porque no tengo mayor experiencia en este tipo de gestiones. Acababa de recibir el Premio de Ingeniería Civil y me pidieron que ingresara a ese consejo; pensé: “Es lo de menos, algo podré aportar”, pero llegando me informan que sería el presidente… No tengo experiencia sobre los conflictos de ética. Estando en la vida académica, no digo que no existan, pero son muy pocas las situaciones de conflicto de intereses; en cambio, en el desarrollo de obras sí hay muchos. IC: ¿Qué fue lo primero que hizo cuando asumió la presidencia? LEM: La primera sesión de trabajo con el valioso apoyo del secretario del consejo, Jorge Arganis, quien me ayuda mucho. En los dos años que llevo de gestión hemos discutido cómo podemos hacer que se cumplan en la práctica profesional las ideas que tenemos sobre
la forma en que debe comportarse un ingeniero civil, su obligación de servir a la sociedad y que su beneficio personal sea resultado de ese servicio, y no a la inversa. Cuando yo acababa de regresar de una maestría en el extranjero e ingresé al Instituto de Ingeniería de la UNAM, tuve una entrevista con quien en ese momento era su director, el ingeniero Emilio Rosenblueth. Lo primero que él me dijo fue: “Hay que recordar que quienes tenemos la suerte de contar con una profesión debemos estar conscientes de nuestra obligación con la sociedad.” Nunca se me olvida, siempre lo tengo presente; eso es lo que pretendemos inculcar en los ingenieros desde el Consejo de Ética del colegio. IC: Quienes trabajan en relación de dependencia, en particular los jóvenes, se pueden enfrentar a un dilema cuando un jefe les pide actuar de una manera que no se condice con ciertos valores éticos, y el poner esos valores por delante puede acarrearles quedarse sin trabajo.
GACM
LUIS ESTEVA MARABOTO Ingeniero civil, maestro y doctor en Ingeniería. Miembro fundador de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica. Premio Nacional de Ingeniería Civil 2015. Presidente del Consejo de Ética del CICM.
Los ingenieros civiles estamos comprometidos a cuidar que las determinaciones profesionales se basen en información y datos objetivos interpretados mediante lo mejor de nuestro saber técnico y buen juicio profesional.
20
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
La ingeniería mexicana, comprometida con la ética
mexicana con la ética LEM: Es algo que lamentablemente sucede. En el Comité de Ética orientamos buena parte de nuestras acciones a tratar de implantar el concepto de ética en la mentalidad de los jóvenes. Hemos realizado varias sesiones en algunas de las distintas instituciones académicas –la UAM, la ESIA del IPN en Zacatenco, la Universidad Iberoamericana–, todas ellas con gran participación de estudiantes de ingeniería civil, en número y en actitud comprometida, y casi siempre algunos nos hacen el planteamiento que usted menciona. IC: ¿Qué responden ustedes ante eso? LEM: Que tenemos que estar conscientes de la necesidad de luchar en contra. Claro que no les podemos decir que se queden sin trabajo, pero deben estar conscientes de que es necesario dar batalla por nuestros principios. IC: Esta situación recurrente, ¿no implica que también hay que llevar este trabajo de incentivo por la práctica de la ética a otros niveles, no sólo a los jóvenes? LEM: Sin duda. También trabajamos en ello, sabemos que debemos llegar más lejos. Como exponía antes, hemos escogido a los jóvenes como un grupo prioritario porque son los que podrían ser más receptivos de algo así. Es mucho más difícil influir en aquellos que actúan por iniciativa propia o por adaptación a las condiciones de trabajo fuera de un marco ético, pero no nos resignamos, obviamente. En estos casos es más complicado organizar reuniones colectivas y optamos por la difusión de documentos en los que planteamos aspectos conceptuales, pero orientados a la práctica profesional cotidiana. IC: ¿Por ejemplo? LEM: El Código de Ética del CICM, al cual los socios están comprometidos, es muy explícito sobre el compromiso social con las actuales y futuras generaciones de mexicanos; evitar conflictos de interés, cuidar que las determinaciones profesionales y aseveraciones públicas se basen en información y datos objetivos interpretados mediante lo mejor de su saber técnico y su buen juicio profesional, rechazar sobornos, mantener y mejorar sus capacidades profesionales de forma permanente,
practicar la crítica y la autocrítica propositiva, apoyar a las instituciones mexicanas formadoras de ingenieros civiles en su labor educativa, contribuir al prestigio, la confiabilidad y la buena imagen de la profesión… en fin, el Código de Ética marca aspectos puntuales y puede –debe, me atrevo a decir– consultarse en la página web del CICM. IC: ¿Qué opina de la necesidad de fomentar políticas y acciones que castiguen o premien, según los casos, el actuar de los ingenieros civiles? LEM: Definitivamente no está entre las incumbencias del Comité de Ética el sancionar conductas no éticas, aunque el premiar a quienes se destacan por cumplir a cabalidad con el código podría ser una buena medida por considerar, aunque alguien puede decir que cumplir con éste debería ser la norma, y no una excepción por la cual premiar. IC: Además de abordar los aspectos conceptuales de la ética y la deontología, así como su difusión, ¿se hacen análisis de casos concretos de falta de cumplimiento del Código de Ética del CICM, de las razones y la manera de combatirlos? LEM: Sí se está haciendo, no en el plano personal. Me refiero a que sí se sabe de casos concretos, pero no contamos con un archivo de casos personales. Lo que sí hacemos es analizar los mecanismos, las razones, para lograr respuestas que nos permitan combatir el fenómeno. IC: ¿Qué han hallado y a qué conclusiones han arribado? LEM: Lo más habitual se da en la relación del sector público con la iniciativa privada. Comúnmente se trata de casos en los que la decisión de asignar una obra no necesariamente responde, como debería, a poner por delante el interés de la sociedad, sino a atender intereses particulares en los cuales los sobornos son el mecanismo. Pero es importante destacar que la falta de ética no sólo está vinculada a cuestiones económicas, no siempre es dinero lo que está de por medio. Cumplir con la deontología, específicamente, también está relacionado con no comprometerse a realizar una obra para la que no se está capacitado, o el sí utilizar los mejores recursos
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
21
La ingeniería mexicana, comprometida con la ética
IC: ¿Hay manera de interactuar con otras instancias u organizaciones, sean públicas o no, para avanzar más en la prevención? LEM: La educación, la formación de los profesionales: allí es donde hay que poner el acento. Hemos comprobado que no es un problema que sólo se dé en nuestro país. Debemos insistir ante las autoridades de las casas de estudio en que para preparar a los jóvenes que aspiran a ser ingenieros civiles no basta formarlos en las ciencias exactas, en lo técnico y científico; también hay que inculcarles valores éticos y sociales, enterarlos de aspectos económicos y políticos que hacen al desarrollo del país. Estos aspectos se han descuidado y es necesario volver a atenderlos. IC: ¿Cuál es el estado de los programas de estudio en esa materia ahora y qué considera usted que debería modificarse, si fuera el caso? LEM: Los planes de estudio no se cambian con frecuencia, es un proceso que lleva su tiempo, y hay que hacerlo luego de un análisis y debate exhaustivo; pero mientras se concretan los cambios que estoy señalando, deben programarse conferencias, sesiones de discusión, mensajes de concienciación y actividades diversas orientadas en esta dirección. IC: El rubro de la industria de la construcción está reconocido estadísticamente en el mundo como uno de los más propicios para la corrupción, lo cual implica un problema de mala imagen para profesiones como la ingeniería civil. ¿Qué hacer al respecto? LEM: Una razón fundamental es la de que son multimillonarios los recursos que se manejan. El Consejo de Ética del colegio se concentra en la difusión de los valores de
uuHemos escogido a los jóvenes como un grupo prioritario porque son los que podrían ser más receptivos. Es mucho más difícil influir en aquellos que actúan por iniciativa propia o por adaptación a las condiciones de trabajo fuera de un marco ético, pero no nos resignamos, obviamente. En estos casos es más complicado organizar reuniones colectivas y optamos por la difusión de documentos en los que planteamos aspectos conceptuales, pero orientados a la práctica profesional cotidiana.
22
GOB.MX
materiales y humanos para garantizar el mejor resultado. Este es un aspecto en el cual el Consejo de Ética está poniendo énfasis. Lo mismo vale para saber plantarse frente a las exigencias de carácter político-electoral de funcionarios que exigen plazos de terminación de una obra que sólo se pueden cumplir poniendo en riesgo su calidad; no son pocos los casos de este tipo, los que, si no implican riesgos de seguridad, en general sí representan, al final, costos mayores.
Hay que saber plantarse frente a las exigencias de carácter político-electoral.
la ética y la deontología en particular; en la necesidad de preservarlas, no sólo en los aspectos económicos, sino en términos del ejercicio de la profesión, y hay vínculo con otras instituciones, decía yo, para avanzar un poco en el tema de la prevención, por ejemplo con la Cámara Mexicana de la Industria de la Construcción. IC: ¿Tiene el Consejo de Ética un plan de trabajo sistematizado respecto a la promoción en casas de estudio con los estudiantes o en reuniones con otras instituciones para realizar acciones conjuntas? LEM: Sistemáticamente planeamos y llevamos a cabo presentaciones en las escuelas donde se imparte ingeniería civil. Respecto a la relación con otras organizaciones, lo que hacemos es presentar propuestas al Consejo Directivo del CICM, y es ese órgano el que determina quién y cómo participa en nombre del colegio. IC: El Código de Ética está formulado y puede –“debe”, me dijo usted– consultarse en la página web del CICM, pero al mismo tiempo me comentó que en sus reuniones regulares el Consejo de Ética analiza y saca conclusiones sobre casos concretos que, seguramente, podrían dar pie a actualizaciones del documento base. ¿Es así? LEM: Sí. Estamos trabajando permanentemente para buscar que sea más efectiva la aplicación del código, así como en la presentación de propuestas al Consejo Directivo del CICM. Recientemente enviamos a dicho consejo una propuesta de modificación al reglamento del Consejo de Ética, en donde se resaltan dos objetivos: a) promover el conocimiento del Código de Ética entre los miembros del colegio, los ingenieros civiles y estudiantes de ingeniería civil en general, las instituciones en que estudian, las organizaciones o empresas en que trabajan, así como entre quienes utilizan directamente sus servicios, y b) difundir por todos los medios de comunicación internos y externos y en los foros del Colegio de Ingenieros Civiles de México, así como en los medios masivos de comunicación y las redes digitales, el Código de Ética y en general el concepto de la ética profesional en la ingeniería civil. Además, estamos trabajando en el borrador de un documento que exprese
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
La ingeniería mexicana, comprometida con la ética
nuestra postura ante la coyuntura actual de la ingeniería civil en nuestro país. IC: ¿Puede compartir con IC alguna de las ideas que se discuten? LEM: Un tema es la forma en que el CICM debería abordar la afectación a la imagen de la ingeniería civil como resultado de varias obras cuyos problemas fueron motivo de amplia difusión en los medios de comunicación, y que trajeron consigo conceptos como “incompetencia” y “corrupción”, así como un estudio elaborado por la Auditoría Superior de la Federación en 2012 en el que analizó 25 proyectos de obra pública desarrollados en un periodo de 10 años, donde se reveló que ninguno se terminó en los plazos establecidos y que, en promedio, tuvieron incrementos de 142% respecto al costo original. Ante tal situación, lo que estamos planteando –insisto, se trata aún de un borrador en discusión– es la necesidad de que el CICM se exprese de forma clara y contundente señalando factores determinantes de los problemas cuya detección y corrección son tan importantes como las acciones que la ingeniería civil lleva a cabo. Ejemplos son la carencia de visión de largo plazo y de sistemas de planeación, programación y presupuestación de obras; presupuestos insuficientes para la realización de estudios y proyectos previos a la realización de las obras; políticas presupuestales desalineadas de las necesidades de ejecución de las obras; contratación de obras públicas, incluyendo estudios preliminares y proyectos, en un marco legal que da total prioridad a reducir costos de inversión; deterioro de la capacidad institucional de las dependencias gubernamentales responsables del desarrollo de programas y proyectos de infraestructura; calendarios de obras fijados por eventualidades y tiempos políticos que deben “cumplirse” en cualquier circunstancia; sistemas de fiscalización, auditoría y control que son ineficaces; asignación insu-
uuDebemos insistir ante las autoridades de las casas de estudio en que para preparar a los jóvenes que aspiran a ser ingenieros civiles no basta formarlos en las ciencias exactas, en lo técnico y científico; también hay que inculcarles valores éticos y sociales, enterarlos de aspectos económicos y políticos que hacen al desarrollo del país. Estos aspectos se han descuidado y es necesario volver a atenderlos. ficiente, y en ocasiones tardía, de presupuestos para el mantenimiento y la operación de la infraestructura en servicio; actos sistemáticos de corrupción que afectan la ejecución de las obras durante todas sus etapas. IC: ¿Algo que no le haya planteado y sobre lo que quiera comentar? LEM: Considero importante hacer hincapié en algo que le dije antes. La falta de ética no sólo está vinculada a cuestiones de dinero. Actuar profesionalmente con base en la ética también implica no comprometerse a realizar una obra para la que no se está capacitado y el utilizar los recursos materiales y humanos necesarios para garantizar el mejor resultado. A un mismo tiempo, determinante resulta no someterse a las exigencias de funcionarios que reclaman plazos de terminación de una obra que puedan poner en riesgo su calidad. Hay aspectos que afectan el prestigio de la ingeniería civil mexicana y escapan a la incumbencia de los ingenieros civiles, pero debemos estar alertas y actuar en cada uno de los asuntos que son de nuestra responsabilidad profesional y social Entrevista de Daniel N. Moser ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org
ENERGÍA
Suministro calificado, pieza clave dentro del mercado eléctrico mayorista México avanza en la implementación de la reforma energética. La reciente entrada de nuestro país en la Agencia Internacional de la Energía es una clara señal a los mercados internacionales del avance y estabilidad regulatoria que ofrece el mercado energético mexicano. RUBÉN LÓPEZ BARRERA Ingeniero civil con maestría en Ciencias de la administración. Tiene más de 20 años de experiencia en la estructuración de proyectos de infraestructura. Ocupó distintos cargos en ICA y actualmente es director general de Orca Energy.
Con la publicación de la nueva legislación federal en materia de electricidad en agosto de 2014, México se unió a la liberalización del mercado y apostó firmemente por la competitividad del sector eléctrico nacional creando múltiples oportunidades de inversión, al igual que una diversidad de retos a superar. La nueva organización del sector eléctrico nacional sigue las mejores prácticas y experiencias de mercados internacionales. Las entidades reguladoras, de la mano con la industria, construyen una nueva realidad de mercado que crece en el cumplimiento de los principios de competitividad y bajo costo en el marco de la sustentabilidad a través de la inversión en eficiencia del sistema y la apuesta por energías limpias. La reforma energética abre la puerta a la transformación del mercado eléctrico de nuestro país separando la
cadena industrial en diferentes eslabones y permitiendo la participación de la iniciativa privada en generación, suministro y comercialización, al crear el mercado eléctrico mayorista (MEM). Igualmente, habilita el financiamiento, instalación, mantenimiento, gestión, operación y expansión de las redes de transmisión y distribución por medio de asociaciones o contratos que se celebren con el Estado mexicano. Una de las piezas clave de la transformación del panorama competitivo del mercado eléctrico es la creación de la figura de suministrador calificado, que permite la diversificación del suministro a grandes consumidores (usuarios calificados y usuarios calificados participantes del mercado). El MEM lleva ya más de dos años en operación. En él se permite a sus participantes la compraventa de energía eléctrica, potencia, certificados de energía limpia, servicios conexos y derechos financieros de transmisión, todos ellos productos requeridos para el funcionamiento del sistema eléctrico nacional. Claudio Rodríguez Galán, en su análisis del contexto de implementación del mercado eléctrico (IC 582), explica los distintos actores del mercado eléctrico nacional. En la tabla 1 se presenta un resumen de éstos. La consolidación de un suministrador calificado como operador significa apostar por un mercado todavía en fase de desarrollo, con inmenso potencial tanto en
Tabla 1. Actores del mercado eléctrico nacional
24
Generadores y generadores intermediarios
Representan una o más plantas; en el caso de generadores intermediarios, representan plantas conforme al régimen anterior
Suministrador de servicios básicos
Representa centros de carga correspondiente a usuarios de servicios básicos
Suministrador calificado
Representa centros de carga correspondiente a usuarios calificados que no participan en el MEM
Usuario calificado
Usuario final que adquiere suministro eléctrico mediante un suministrador calificado
Usuario calificado participante del mercado
Representa centros de carga para consumo propio o para consumo dentro de sus instalaciones
Usuario de suministro básico
Usuario final que adquiere el suministro de un suministrador de servicios básicos
Suministrador de último recurso
Representante de los usuarios calificados por un periodo estimado, generalmente conforme a casos de suministro de emergencia
Comercializador no suministrador
Comercializa energía en el mercado mayorista sin representar activos físicos
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
Suministro calificado, pieza clave dentro del mercado eléctrico mayorista
38
Generadores
27
Suministradores de servicios calificados
1
Usuario calificado participante del mercado
1
Suministrador de servicios básicos
1
11
Generador de intermediación
Comercializadores no suministradores
1
Suministrador de último recurso
Fuente: Centro Nacional de Control de Energía.
Figura 1. Participantes del mercado.
escala nacional como regional, en cuanto a la relación de importación y exportación con nuestros países vecinos, donde sólo cabe espacio para una continua mejora operativa, el incremento paulatino de la competitividad y la eficiencia en el sistema. Durante la puesta en marcha de esta nueva figura de mercado, es fundamental que la configuración de la oferta maximice productos y servicios que permitan satisfacer la demanda y el consumo de energía eléctrica de los usuarios calificados. La figura de suministrador calificado está diseñada para brindar servicios de representación a los usuarios finales en el MEM: • Representación de los usuarios finales en el MEM. • Adquisición de la energía eléctrica y productos asociados, así como la celebración de contratos de cobertura eléctrica para satisfacer dicha demanda y consumo. • Enajenación de la energía eléctrica para su entrega en los centros de carga de los usuarios finales. • Facturación, cobranza y atención personalizada a los usuarios finales. Al ser un mercado altamente técnico y financiero, una de las piezas clave es el acceso a talento local que permita crear un equipo competitivo, así como una fuerte inversión en la sistematización de las operaciones, desde sistemas especializados hasta la definición de canales de comunicación altamente seguros y confiables con el operador del mercado (Centro Nacional de Control de Energía). Al ser un nuevo nicho, se han sumado esfuerzos con la industria para obtener resultados positivos en el desarrollo operativo y su implementación. Es importante resaltar que tanto las autoridades como el suministrador calificado tienen un objetivo común: brindar a los consumidores nacionales la garantía de un suministro eléctrico adecuado y confiable. Indudablemente, la figura del suministrador calificado se enfrenta a diversos retos, entre los que destacan la etapa temprana en la que se encuentra la reforma eléctrica y la falta de liquidez del mercado; es necesaria la publicación de la totalidad de los manuales operativos del MEM, el desarrollo de la capacidad de los participantes para la instalación y comunicación de los medidores conforme a las nuevas reglas, así como un mejor conocimiento por parte de los usuarios calificados.
Más allá de suministrar energía eléctrica, que es la principal actividad de un suministrador calificado, debe trabajarse en el análisis de riesgo y financiamiento que promueve la competencia con otros suministradores, lo que permite a los consumidores beneficiarse de un mercado más dinámico. Mercado eléctrico mayorista ¿En qué consiste el mercado eléctrico mayorista? El MEM se conforma por el mercado del día de adelanto (MDA) y el mercado de tiempo real (MTR), ambos diseñados para seleccionar la electricidad más barata en todo momento. El MEM genera asignación de despachos de energía (MWh) y reservas (servicios conexos). Los generadores ofrecerán la energía en cada uno de los 2,200 nodos y en cada una de las subestaciones del sistema, donde tendrán un precio marginal local, o PML, definido por el costo variable y de mantenimiento de la última central eléctrica en ser despachada en un nodo determinado. Las plantas más eficientes tendrán preferencia para ser despachadas antes que aquéllas menos eficientes; es decir, entre mayor disponibilidad de fuentes de generación eficiente exista en una determinada zona o región, su precio marginal local será más bajo. Es importante entender las oportunidades y beneficios económicos que brinda la definición de una estrategia de alternativas de suministro eléctrico, por ejemplo acceso a tarifas más competitivas en media y alta tensión. El éxito de implementación de la reforma eléctrica está estrechamente relacionado con el nivel de conocimiento y curiosidad por parte de profesionales en la maximización de las oportunidades que el sector brinda. El potencial de mercado es inmenso, pero su crecimiento es paulatino debido sobre todo al desconocimiento de este nuevo mercado y a la incertidumbre sobre la perspectiva de precios. Cuando los consumidores estén conscientes de las condiciones favorables que ofrece el MEM con un mercado abierto y dinámico, se sabrá que el trabajo y la comunicación han sido exitosos
¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
25
MEDIO AMBIENTE
Uso de residuos y subproductos industriales como material de construcción Muchos son los países con un fuerte desarrollo en lo que refiere a la valoración y uso de residuos y subproductos industriales como material de construcción en carreteras. Las razones para ello son múltiples, pero se pueden citar como incentivos la falta de materiales naturales de calidad adecuada, la obligación de economizar los recursos naturales, la prohibición o limitación de desechar esos residuos en rellenos sanitarios o la voluntad política de aplicar el concepto amplio de desarrollo sustentable.
26
La naturaleza y volumen de los residuos y subproductos industriales que se usan en terraplenes carreteros dependen principalmente del tipo de industria y productos presentes en cada región o país. El uso de estos materiales se ha convertido en algo muy común, al menos en algunos países europeos; en otros está en fase de investigación y validación, pero es inexistente o anecdótico en los demás. Su empleo se da en la proximidad de los lugares de producción, y raramente son objeto de un transporte a largas distancias, por la importancia de los costos asociados en relación con el valor intrínseco del material.
Algunas leyes mexicanas obligan a valorizar residuos no peligrosos para usarlos como insumos en otros procesos.
Clases de residuos y subproductos industriales Los tipos de residuos y subproductos industriales que se utilizan se pueden agrupar en los que provienen de procesos térmicos, aquellos que provienen de materiales de demolición en general o los de origen diverso. Entre los que proceden de procesos térmicos se pueden citar todos los residuos y subproductos de la industria siderúrgica, del cemento, la cal, la quema de carbón en las centrales termoeléctricas y la incineración de residuos sólidos municipales. De éstos, los más utilizados en la construcción de carreteras son las escorias de acero y de fundición y las cenizas volantes. En Francia, el uso del material recuperado de la incineración de residuos sólidos municipales es muy intenso. No se reporta, sin embargo, el uso de polvos provenientes de hornos de fabricación de cemento o de cal.
Los materiales cuyo origen son los residuos de demolición, total o parcial, son principalmente de edificios o de pavimentos carreteros. El empleo o reciclado de estos productos es una práctica común en un gran número de países avanzados. Cabe mencionar que los materiales así recuperados no se utilizan en forma directa, sino que se someten a una selección previa para aislar los distintos constituyentes (ladrillo, madera, concreto, etc.) y así tener un mejor control de sus características. Los residuos de origen diverso se generan esencialmente en las industrias de explotación y transformación de recursos naturales para la fabricación de bienes de consumo. Los residuos de la explotación minera, llamados en México jales, son muy utilizados, ya que se trabajan
RESIDUOSPROFESIONAL.COM
PAUL GARNICA ANGUAS Ingeniero civil y doctor en Geomecánica. Director de los laboratorios de investigación en infraestructura en el IMT. Representante de México ante la Asociación Mundial de la Carretera, donde es miembro del Comité técnico internacional sobre pavimentos.
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
TAXCO.BLOGSPOT.MX
Uso de residuos y subproductos industriales como material de construcción
Hay pocas restricciones geotécnicas y ambientales para el uso de residuos de la explotación minera.
como si fueran prácticamente un suelo natural y tienen, en general, pocas restricciones geotécnicas o ambientales para su utilización, a no ser que haya restricciones relacionadas con la radiactividad. Caracterización geotécnica De manera general, la caracterización geotécnica de residuos y subproductos industriales se efectúa con los ensayes clásicos comúnmente utilizados para la caracterización de suelos y materiales naturales. En todos los casos, la elección de cada tipo de ensaye es función de la naturaleza del material a caracterizar y del parámetro por determinar. Entre los ensayes más comunes encontramos el análisis granulométrico, el contenido de agua, los límites de Atterberg, el índice CBR, la compactación Próctor, el equivalente de arena, el desgaste Los Ángeles, el desgaste Micro-Deval, la resistencia al hielo-deshielo, el potencial de expansión-contracción y la resistencia al fuego. Menos comunes son los ensayes de fragmentación y degradación. En todos los casos existen normas europeas, ASTM, AASHTO o nacionales. Si bien no hay ensayes geotécnicos que pudieran considerarse exclusivos para caracterizar esos residuos y subproductos industriales, sí existe una caracterización medioambiental con base en ensayes de tipo lixiviación, que se completa, en algunos casos, con un ensaye de tipo percolación. En pocos casos se usa también algún ensaye de evaluación de degradación química. Formas de utilización Lo más común es la utilización de estos residuos y subproductos en el cuerpo de terraplén, incluyendo las capas de subrasante y, cuando las propiedades mecánicas son suficientes, en las capas de pavimento. Es el caso principalmente de las escorias de acero y fundición, y de los productos de incineración de residuos sólidos municipales. En algunos casos, si la naturaleza del residuo lo permite, se puede adicionar un ligante hidráulico con cal o cemento. Algunos países mezclan los residuos con materiales naturales, pero se prohíbe la mezcla de un suelo natural con un residuo, para no diluir los riesgos inherentes que el residuo pudiera presentar hacia el medio ambiente. IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
Normatividad En México, la Ley General de Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente, la Ley para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos y su reglamento obligan a las empresas que generaran residuos no peligrosos a valorizarlos para poder integrarlos como insumos en otros procesos industriales. Su implementación está en curso en muchos estados de la República. Conclusiones El uso de residuos y subproductos industriales como material de construcción en terracerías y pavimentos ha demostrado ser técnica y ambientalmente viable en muchos países. Hasta el momento, su utilización en México es prácticamente anecdótica, pero el marco normativo actual permite ya la implementación de políticas públicas más comprometidas con el desarrollo sustentable. Queda en manos de los tomadores de decisiones, muchos de ellos ingenieros civiles, el considerar la pertinencia de tal aplicación en nuestro medio
¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org
OPINIÓN
Los ferrocarriles del futuro de México México debe revisar el futuro de sus ferrocarriles en dos vertientes: de servicio de carga y de pasajeros. En el primero, para preservar y fortalecer su red actual y depurar e incrementar su desempeño y, en el segundo, para mejorar la movilidad de la población con un servicio tipo alta velocidad, que permita atenuar las presiones de crecimiento de las infraestructuras carretera y aeroportuaria. LORENZO REYES RETANA Ingeniero civil con maestría en Planeación y administración de la infraestructura. Es director general de Proyectos Corporativos de Ferromex y Ferrosur. Coordinador del Subcomité de Ferrocarriles del Comité de Infraestructura del Transporte del CICM.
Los ferrocarriles se desarrollaron a lo largo del siglo XIX y se establecieron como la panacea del transporte terrestre, pues atendieron tanto el traslado de pasajeros como el de carga, en sustitución de la tracción animal, que había prevalecido por siglos. En Norteamérica y en Europa se desarrollaron rápidamente redes ferroviarias con las que se buscó tanto mejorar las condiciones de los servicios de transporte como integrar los territorios nacionales aislados. No fue hasta principios del siglo XX que despegaron otros dos modos de transporte con los que el ferrocarril habría de competir: el carretero y el aéreo. Más allá del servicio urbano, en el ámbito del transporte regional, en cada uno de estos dos continentes la vocación principal del ferrocarril entre los servicios de carga y de pasajeros se definió como resultado del efecto combinado de las ventajas económicas relativas de cada medio de transporte y las características territoriales y poblacionales particulares. Al final, en Europa el servicio ferroviario se orientó más al transporte de
pasajeros, mientras que en América del Norte lo hizo hacia el transporte de carga. Es importante reconocer que, en la medida en que un sistema ferroviario enfoca su vocación en el servicio de pasajeros, se propone el incremento de la velocidad de trenes para ser competitivo ante los autobuses y los aviones. En contraste, un sistema ferroviario que privilegia el transporte de carga da prioridad al incremento de la capacidad de carga de la vía y al tipo de carros, con el fin de incrementar su capacidad para soportar la mayor cantidad de peso posible, sin tanto interés en la velocidad. Consecuentemente, las especificaciones técnicas generales de los principales componentes de los sistemas ferroviarios resultan diferentes para el servicio de pasajeros y para el servicio de carga. Así, en la medida en que los sistemas ferroviarios definen su vocación, resultan menos aptos para proveer ambos tipos de servicio simultáneamente. En los casos en que ocurre, alguno de los dos se ve impedido de alcanzar el nivel de desempeño que se lograría si fuera
Figura 1. Los ferrocarriles de los tres países de América del Norte atienden básicamente el servicio de carga.
28
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
Los ferrocarriles del futuro de México
Mexicali Nogales
Ciudad Juárez Libramientos ferroviarios
Hermosillo Chihuahua
Tipo de proyecto Concluidos En proceso En cartera Total
Ojinaga Piedras Negras Nuevo Laredo
Guaymas
Cantidad 4 5 5 14
Reynosa Topolobampo
Torreón Culiacán Durango
Matamoros Saltillo
Monterrey Ciudad Victoria
Zacatecas
Altamira Tampico Mérida Aguascalientes San Luis Potosí Tepic Irapuato Guadalajara Pachuca Campeche Celaya Veracruz Morelia CDMX Manzanillo Puebla Córdoba Coatzacoalcos Lázaro Cárdenas Salina Cruz Puerto Chiapas Figura 2. Debe continuarse la construcción de libramientos ferroviarios y programar el desarrollo de otros nuevos.
exclusivo. De hecho, tanto los ferrocarriles estadounidenses como los mexicanos prestaron ambos servicios simultáneamente durante un periodo largo del siglo XX, y ello afectó su competitividad en general. Fue en función del reconocimiento de esta dinámica que el gobierno mexicano diseñó e instrumentó la modernización de su servicio ferroviario, a finales del siglo pasado, mediante el régimen de concesiones actual, de la misma manera y con los mismos criterios que lo había hecho el gobierno de Estados Unidos unos años antes. Actualmente, los ferrocarriles de los tres países norteamericanos atienden básicamente el servicio de carga, con una fórmula de gestión apropiada que les permite la salud financiera suficiente para atender parte importante de sus correspondientes mercados de transporte de carga nacionales, con lo cual aportan valiosos beneficios a las economías de sus países, principalmente porque quitan presión al transporte carretero. El hecho de que las especificaciones técnicas de los tres sistemas sean prácticamente las mismas permite que su desempeño operativo y comercial sea compatible y, por sus buenos resultados, se ha reconocido que la red ferroviaria de carga de Norteamérica es la mejor del mundo. En paralelo, durante la segunda mitad del siglo XX, en Europa, Japón y China principalmente, los servicios ferroviarios de pasajeros evolucionaron impulsados por
la necesidad de aumentar su competitividad, hasta desarrollar el concepto de trenes de alta velocidad. Fue así como surgieron los prototipos de servicio: TGV, Shinkansen y AVE, entre otros, conceptos que se mantienen en proceso de desarrollo y depuración. En términos muy generales, los antecedentes citados explican la razón por la cual actualmente los sistemas ferroviarios de América del Norte tienen una clara vocación por el transporte de carga, y los europeos y el japonés la tengan por el transporte de pasajeros, con países que cuentan con redes importantes para ambos tipos de servicios, como es el caso de China o el de Alemania. El futuro Los ferrocarriles en México deben revisarse en las dos vertientes comentadas: la del servicio de carga, con el propósito de preservar y fortalecer su red actual, y para depurar e incrementar su desempeño, y la del transporte de pasajeros, con el fin de mejorar la movilidad de la población con un servicio tipo alta velocidad, que permita atenuar las presiones de crecimiento de las infraestructuras carretera y aeroportuaria. Servicio de transporte ferroviario de carga Por el lado de la evolución del servicio de carga, debemos promover el fortalecimiento de su actual esquema de gestión en el país –que ha probado ser adecuado a las necesidades de nuestra economía– para incrementar
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
29
Los ferrocarriles del futuro de México
su participación en el mercado nacional de transporte terrestre de carga, con el propósito de atenuar el crecimiento del autotransporte. En efecto, en atención a la enorme participación que tiene el autotransporte en la movilización de carga por tierra en el país, los recursos que se demandan al mantenimiento y ampliación de carreteras representan una parte muy importante de los presupuestos de inversión y gasto del gobierno. Esta situación puede ser atenuada con el crecimiento de la participación del ferrocarril en el mercado de transporte terrestre nacional, que actualmente es de alrededor de 25% y que –con base en las referencias de nuestros vecinos norteamericanos, en los que esa misma participación excede el 40% en el caso de Estados Unidos y el 60% en Canadá– puede acarrear beneficios presupuestales muy significativos a México. Las iniciativas principales con las que debe impulsarse el servicio de transporte ferroviario de carga en el país se exponen a continuación. En primer lugar, la consolidación de la red ferroviaria nacional, para lo cual el pendiente más destacado es la reincorporación del Chiapas Mayab a un esquema de gestión apropiado y adecuado, que cumpla cabalmente con la función de enlazar a la región Sureste del país con el resto del territorio nacional. Y, en este mismo sentido, restablecer el servicio en las líneas troncales en desuso que enlazan centros de población importantes, como lo es la línea a la capital de Oaxaca desde la ciudad de Tehuacán, Puebla, que conecta con la red nacional. En segundo lugar, se requiere sanear el derecho de vía de la red férrea en servicio. Esto es indispensable, pues la franja de terreno que se denomina derecho de vía tiene una función principalmente de seguridad –es decir, para que en caso de descarrilamiento no se afecte a terceros–, pero no solamente: también es una reserva de terreno para la ampliación de la capacidad de las líneas, pues, como es sabido, este efecto se obtiene mediante la construcción de laderos de encuentro que permiten aumentar el número de trenes que circulan por esas líneas hasta que, ante una saturación de tráfico, se llega a constituir una doble vía que permite que corran una gran cantidad de trenes. En este aspecto, también es fundamental que se racionalice la situación de los cruces a nivel entre las líneas
uuEn la medida en que un sistema ferroviario enfoca su vocación al servicio de pasajeros, se propone el incremento de la velocidad de trenes para ser competitivo ante los autobuses y los aviones. En contraste, un sistema ferroviario que privilegia el transporte de carga da prioridad al incremento de la capacidad de carga de la vía y al tipo de carros, con el propósito de incrementar su capacidad para soportar la mayor cantidad de peso posible, sin tanto interés en la velocidad.
30
Figura 3. La primera etapa del ferrocarril de pasajeros México-Toluca entrará en servicio a finales de este año.
férreas y los diversos tipos de vialidades que las atraviesan. Tal racionalización requiere múltiples iniciativas. Por un lado, hay que clausurar los cruces que no cuentan con autorización –los llamados “cruces clandestinos”–; por otro lado, se requiere cumplir cabalmente con lo que prescribe la NOM-050, relativa a las medidas que deben tomarse en cada crucero en función de diversos aspectos relacionados con los aforos de los dos tipos viales que se cruzan, así como su geometría. Esto puede derivar, en los casos más riesgosos, en la necesidad de construir pasos a desnivel o en soluciones de señalización, en función de los citados parámetros. Si bien la NOM-050 provee las herramientas para regularizar esta preocupante situación, hace falta crear mecanismos efectivos que agilicen su cumplimiento regular. En tercer lugar, se debe continuar la construcción de libramientos ferroviarios en varias ciudades del país y programar el desarrollo de otros nuevos, en zonas urbanas en las que el cruce de trenes afecta seriamente la convivencia con la comunidad. Este tipo de proyectos se ha estado realizando desde hace tiempo. Un ejemplo es el libramiento de Monterrey, del que se construyó un primer tramo hace cerca de 30 años, y cuyo tramo al oriente de la ciudad se empieza a construir. Están también avanzadas las obras de los libramientos de Manzanillo y Celaya, y se terminaron recientemente los libramientos de Matamoros, Durango, Ixtepec y Tapachula. La perspectiva de estas iniciativas se refuerza con la creación de la Agencia Reguladora del Transporte Ferroviario, que en conjunto con la Dirección General de Desarrollo Ferroviario y Multimodal de la SCT impulsa los objetivos comentados. Servicio de transporte ferroviario de pasajeros Sin duda México requiere un servicio moderno de transporte ferroviario de pasajeros de alta velocidad. Por lo expuesto, es claro que dicho servicio requerirá una infraestructura independiente de la actual de carga, con especificaciones generales adecuadas. En Estados Unidos ya se avanza por la vertiente de transporte de pasajeros de alta velocidad, de lo cual es referencia el servicio Acela entre Boston y Nueva York,
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
Los ferrocarriles del futuro de México
uuLa franja de terreno que se denomina derecho de vía tiene una función principalmente de seguridad –es decir, para que en caso de descarrilamiento no se afecte a terceros–, pero no solamente: también es una reserva de terreno para la ampliación de la capacidad de las líneas, pues, como es sabido, este efecto se obtiene mediante la construcción de laderos de encuentro que permiten aumentar el número de trenes que circulan por esas líneas. y los proyectos de desarrollo de redes estatales en California y Texas. En México también hay ya un avance en el mismo sentido, con el proyecto en marcha México-Toluca, cuya primera etapa entre Zinacantepec y Santa Fe se anuncia que entrará en servicio hacia finales de este 2018. Hay que considerar que este es tan sólo el primer tramo de una red nacional que deberá desarrollarse en función de las prioridades de conjunto, con el propósito de enlazar en primera instancia a los grandes polos de población del país. Así, puede visualizarse una futura red básica de los ferrocarriles mexicanos de pasajeros que enlace a las ciudades de México, Guadalajara y Monterrey con trayectos que sumen al importante conjunto de ciudades de tamaño medio que existen en esos trayectos: Querétaro, San Luis Potosí, Saltillo, Celaya, Irapuato, Silao, León y Aguascalientes, principalmente. Un aspecto fundamental para que esta red opere como tal es que se conciba integralmente, y no como proyectos separados, para que los equipos y demás aspectos de servicio tengan una uniformidad técnica que permita su operación como un sistema integral. Desde los puntos de vista técnico y económico, el desarrollo de un Programa Integral de Transporte Ferroviario de Pasajeros de Alta Velocidad para México es un reto formidable que el gobierno federal debe asumir cuanto antes. Para promoverlo responsablemente, debe reconocerse y hacerse explícito que el plazo para su desarrollo difícilmente será dentro de un sexenio. Así lo demuestran las experiencias de otros países que se han embarcado en empresas de esta envergadura. Por ello, es necesario que haya un consenso amplio respecto del programa, al que nos comprometamos como sociedad para darle continuidad, independientemente de los orígenes partidistas de los gobiernos por venir. La trascendencia de un proyecto como el delineado obliga a superar limitaciones que en el pasado han afectado a la adecuada planeación y desarrollo de la infraestructura básica del país
¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
PLANEACIÓN
Resiliencia en la infraestructura del sector eléctrico Entre las diferentes definiciones de resiliencia que se encuentran en la bibliografía sobre el tema, la más acorde en relación con la infraestructura del sector eléctrico se refiere a la robustez y capacidad de ésta para recuperar las operaciones y minimizar las interrupciones en el servicio ante eventos perturbadores.
32
Consecuencias
Riesgo
Gestión de riesgos
Prevención Resiliencia
La resiliencia es como un paraguas que engloba varios conceptos (véase figura 1). En términos generales, en un primer nivel se encuentran los elementos que determinan el riesgo, como son el peligro, la vulnerabilidad y las consecuencias; ligados a estos elementos están también la confiabilidad y los efectos del cambio climático, los cuales forman parte de las nuevas amenazas. En el segundo nivel tenemos los elementos que constituyen las políticas de resiliencia, compuesta por la prevención, la mitigación y la adaptación; vinculados a estos otros elementos están la preparación y recuperación. Se necesitan estrategias de preparación y respuesta ante emergencias para mantener el funcionamiento de la infraestructura crítica y proteger vidas y medios de subsistencia. La metodología del diseño de los componentes en el sector energía ha cambiado: se ha pasado del criterio de diseño para no fallar al criterio de diseño para que, cuando el sistema se dañe, sea capaz de conducir al restablecimiento minimizando los costos y las interrupciones en el servicio. El mantenimiento preventivo correctivo de los sistemas es una forma continua de estar preparados para futuras inclemencias. Seguramente estos conceptos han sido aplicados en instituciones mexicanas; sin embargo, es necesario crear un marco de referencia asociado a políticas de resiliencia en función del tipo de infraestructura crítica. Asimismo, conceptos nuevos tales como la ciberseguridad van tomando mayor relevancia en la toma de decisiones. Como ejemplos de fallas en infraestructura crítica en México están los daños a equipos de subestaciones eléctricas ocasionados por los macrosismos de Manzanillo en octubre de 1995, de intensidad 8, y de Tecomán en enero de 2003, de intensidad 7.8, ambos ubicados
Vulnerabilidad Peligro
Adaptación Mitigación
Preparación
Recuperación
Figura 1. Elementos del riesgo y de la resiliencia. 20 Número de huracanes
ALBERTO LÓPEZ LÓPEZ Ingeniero civil y doctor en Mecánica aplicada a la construcción. Responsable de la elaboración del Capítulo de Diseño por Viento del Manual de Diseño de Obras Civiles de la CFE en 1993 y 2008, de cuya actualización es responsable hoy en día.
Cambio climático
Confiabilidad
15 10 5 0
May Jun Jul Ago Sep Oct Nov H1 H2 H3 H4 H5
Figura 2. Huracanes en el océano Pacífico, 1970-2016.
en el estado de Colima. A partir del sismo de 1995 se instalaron dispositivos disipadores de energía en la base de interruptores de 400 Kv (tipo columpio), se mejoró el desempeño sísmico y se redujeron los colapsos. Sin embargo, algunos de los que siguieron en apoyos fijos se colapsaron en el macrosismo del año 2003. Cada vez se hace más evidente que aumentar la capacidad de recuperación de la infraestructura energética para eventos perturbadores no es una opción, sino una necesidad. Por ejemplo, las redes de transmisión,
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
Resiliencia en la infraestructura del sector eléctrico
Número de huracanes
10 8 6 4 2 0
Jun Jul Ago Sep Oct Nov H1 H2 H3 H4 H5
Figura 3. Huracanes en el océano Atlántico, 1970-2016.
almacenamiento y distribución son muy vulnerables ante eventos climáticos extremos. El número de eventos climáticos extremos en el mundo aumentó de 38 registrados en 1980 a más de 174 en 2014. Por otro lado, para el periodo 1970-2016, el número de huracanes que han tocado territorio mexicano es mayor en la cuenca del Pacífico que en la del Atlántico, principalmente en los meses de agosto a octubre, como puede observarse en las figuras 2 y 3. En las abscisas se tienen los meses del periodo en cuestión y en las ordenadas, el número de huracanes. Los colores indican
la intensidad, con base en la escala de Saffir-Simpson, y van desde H1 hasta H5. Los de mayor intensidad han sido los del Atlántico; por tanto, es más probable que haya más situaciones de desastre en las costas del Caribe. La infraestructura de transmisión eléctrica también sufrió serios daños por los huracanes John (agosto de 2006), de categoría 4, en Baja California Sur, y Wilma (octubre de 2005), categoría 5, en la Península de Yucatán, así como por la tormenta severa (que pudo haber sido un tornado o un downburst) en abril de 2007 cerca de Piedras Negras, Coahuila. En noviembre de 2007 se deslizó un talud en el río Grijalva, a causa de lluvias intensas y otros factores. El huracán Odile de septiembre de 2014 en la Península de Baja California provocó daños en líneas de transmisión y de distribución, así como en una planta de generación solar. También las plataformas marinas costa afuera han sufrido daños ocasionados por accidentes en octubre de 2007 y en abril de 2015. En 2016, los fuertes vientos que se presentaron en Oaxaca dañaron un aerogenerador. Este tipo de eventos naturales es la causa de importantes interrupciones del servicio eléctrico, que se vuelven críticas durante el periodo de la emergencia.
Resiliencia en la infraestructura del sector eléctrico
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1989
1985
1984
1983
1982
1981
1980
1979
1978
1977
1976
1975
1988
Paine
0
Tornados, Roxana 1997
Diana 1993
Waldo
Lisa
1992
50
1996
Tormenta tropical, tornado, Lester, Winifred Gilberto
Olivia
1995
Tiko
1987
100
Paúl
1991
Lidia-Norma
1990
150
Lluvias, tornado, Calvin, Lidia, Gert
1986
Millones de pesos de 2007
200
Paulina, Rick, tormenta de nieve Nieve, tromba, estela, Georgette, tornado, Deslave, Javier, Mitch tornado, Rosa Tornados, vientos, Tromba, tornado, Greg, lluvias, aire marítimo, lluvias, Fausto depresión tropical
1994
250
Fuente: CFE, Subdirección de Operaciones (2005). “Fallas, estadística y trabajos relevantes en líneas de transmisión”.
Figura 4. Pérdidas en la infraestructura eléctrica, 1975-2000. φ(t) φ(t0)
φ(tf) φ(td)
t0
S0
te
td
Sd
ts
tf
Sf
Figura 5. Modelo propuesto por Hosseini et al. (2016) para medir la resiliencia de un sistema.
En la figura 4 se muestran las pérdidas económicas en la infraestructura eléctrica para el periodo 1975-2000, calculadas en pesos de 2007. Otro tipo de eventos perturbadores son los ocurridos en plantas nucleares, aunque afortunadamente en México no ha habido accidentes severos como el de la planta nuclear de Chernóbil, Ucrania, en abril de 1986, y el de la planta de Fukushima, Japón, en marzo de 2011. Finalmente, otra clase de evento perturbador que ha ido creciendo y tomando importancia son los ciberataques, provocados por la introducción deliberada de virus en los sistemas de control industrial. Es necesario también iniciar en México la implantación de políticas de resiliencia de estos sistemas. Los laboratorios Sandia proponen un proceso de análisis de la resiliencia de cualquier sistema. Éste consiste en los siguientes pasos: • Definir los alcances de resiliencia • Definir las métricas de las consecuencias y resiliencia • Caracterizar los peligros • Determinar el valor de interrupción • Recolectar datos a través de sistemas u otros medios • Calcular las métricas de consecuencias y resiliencia José E. Ramírez Márquez y otros investigadores (Hosseini et al., 2016) tienen una propuesta de métrica para la resiliencia de un sistema (véase figura 5). En la gráfica de la figura 5 se perciben varias etapas. La etapa previa al evento perturbador es el estado
34
original estable (confiabilidad); luego del evento perturbador se observa la interrupción de la operación del sistema (vulnerabilidad). Después se aprecia la etapa de recuperación, que abarca los estados interrumpido y de recuperación del sistema. Finalmente se llega a un estado recuperado estable. La función φ(t) es una función de servicio dependiente del tiempo, la cual a su vez depende de varios factores. Conclusiones Se han realizado esfuerzos por definir métricas de resiliencia de sistemas de ingeniería, pero existen todavía muchos retos que asimilar. Los nuevos proyectos de energía deberán considerar los enfoques de resiliencia adecuados dentro de su planeación y hasta la operación del nuevo sistema. Esto involucra no sólo a las partes interesadas, sino al gobierno para establecer regulaciones en este sentido. Los esfuerzos deben enfocarse en disminuir la vulnerabilidad de la infraestructura energética ante los fenómenos naturales, antrópicos y antropogénicos; considerar fenómenos naturales más allá de la base de diseño y definir las funciones requeridas, y medir la resiliencia organizacional (vigilar). Los dispositivos de control industrial no incorporan por diseño un esquema de seguridad inteligente, por lo que es necesario incorporar estos mecanismos (contra ciberataques). Desde 2012 se suspendieron las campañas formales de inspección y mantenimiento de plataformas costa afuera por su elevado costo y la falta de presupuesto. Urge que se reactiven en pro de la seguridad del personal, el medio ambiente y las instalaciones (resiliencia) Referencias Hosseini, S., Kash Barker y José E. Ramírez Márquez (2016). A review of definitions and measures of system resilience. Reliability Engineering & System Safety 145: 47-61. ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
ALREDEDOR DEL MUNDO
Puente de la isla Russki Para la construcción del puente en la ciudad de Vladivostok, en el oriente de Rusia, por primera vez en ese país se hicieron perforaciones de cimentación directamente sobre el mar, en puntos con profundidad de entre 14 y 20 metros. La noche del 11 de abril de 2012 se colocó el último panel de acero que unió ambos lados de la estructura y, con ello, la isla Russki con la parte continental. Vladivostok es una de las grandes ciudades rusas más orientales, y forma parte de ella la isla Russki, impresionante por sus condiciones naturales y climáticas. El puente que las une fue construido entre 2008 y 2012, y es uno de los más largos de tipo atirantado en el mundo, con un vano central de 1,104 metros (véase figura 1). El sitio y diseño del puente se determinó en función de dos aspectos, principalmente: • La distancia más corta de costa a costa era de 1,460 m, a través de un canal navegable cuya profundidad es de 50 metros. • El entorno se caracteriza por condiciones climáticas severas, con temperaturas extremas, velocidades de viento de hasta 36 m/s durante tormentas, olas que alcanzan los 6 m de altura y formación de capas de hielo de hasta 70 cm de espesor en invierno. Construcción de torres y columnas Los pilotes de cimentación para las columnas y torres que soportan el puente tienen un diámetro de 2,000 mm, y llegan a alcanzar profundidades de 77 metros. Las torres principales del puente, que rebasan los 320 metros de altura, se erigieron con elementos prefabricados de concreto apilables de 4.5 m de altura cada uno. Tienen forma de A, por lo que el uso de elementos prefabricados de forma estandarizada no fue posible; se produjo un conjunto de elementos especial para cada torre. Para erigir las torres se usaron grúas de 40 y 20 toneladas que permiten trabajar hasta una elevación de
Tirante más largo 579.83 m
Tirante más corto 135.771 m
Ficha técnica Longitud total: 1,885.53 m Longitud total incluyendo viaductos: 3,100 m Longitud del vano principal: 1,104 m Ancho total de calzada: 21 m Número de carriles: 4 Altura sobre el nivel del mar: 70 m Altura de torres: 324 m Segmentos más largo/más corto de tirantes: 579.83/135.771 m
340 metros. También se instaló un elevador de pasajeros y carga con capacidad para hasta 2 toneladas, tanto en las torres como en las columnas de los viaductos, con una velocidad de operación de 65 metros por minuto. Con una longitud total de 900 metros cada uno, los viaductos en cada lado del puente se sostienen en columnas que van de 9 a 35 metros de altura. En el lado de la península de Nazimov tuvo que hacerse una isla artificial para la cimentación de la columna número 6; por otra parte, para la cimentación de la columna 7 del lado de la isla Russki se instaló una enorme base artificial temporal de acero. Fue la primera vez que para la construcción de un puente en Rusia se hicieron perforaciones de cimentación directamente sobre el mar, en puntos con profundidad de entre 14 y 20 metros. En tales casos, se excavó y
Longitud de vano principal 1,104 m
Altura de la plataforma 70 m Longitud total del puente 1,885 m
Altura de las torres 324 m
Fuente: rusbridge.net
Figura 1. Diagrama general del puente atirantado de la isla Russki.
36
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
Puente de la isla Russki
Estructura del vano central El vano central tiene una forma que le permite resistir los vientos turbulentos propios del área en que se ubica el puente (véase figura 2). Para llevar a cabo su diseño se realizaron análisis aerodinámicos, y se optimizó por medio de pruebas en túnel de viento con un modelo a escala. Las conexiones de los elementos metálicos en las superficies superior e inferior de la plataforma central se unieron con soldadura en el sitio. El resto de las conexiones internas (de muros y vigas, entre otros) se realizaron con pernos de gran resistencia. Las secciones de la plataforma, prefabricadas, se llevaron en barcazas hasta el sitio de construcción, y fueron colocadas con una grúa de 76 m de altura. Cada barcaza con su respectivo segmento de la plataforma era ubicada bajo el sitio exacto de instalación utilizando el sistema ruso de navegación global GLONASS. Posteriormente eran interconectadas y se les sujetaban los tirantes del puente. Las grúas usadas para estructurar la plataforma eran también de fabricación rusa, con capacidad para levan-
RUSBRIDGE.NET
se instalaron 120 pilotes por cada columna y cada torre, cada pilote con 2 metros de diámetro.
Figura 2. Sección del vano central, con características aerodinámicas.
tar 400 toneladas, mientras que una grúa móvil sobre orugas se encargó de colocar las 10 primeras secciones de acero de la plataforma en el lado de la isla Russki. La superficie de la plataforma está hecha de concreto reforzado vaciado en sitio, para lo cual se usaron alrededor de 21 mil metros cúbicos del material. La noche del 11 de abril de 2012 se colocó el último panel de acero, que llegó en la barcaza Grigorich, unió ambos lados del puente y, con ello, la isla Russki con la parte continental de la ciudad de Vladivostok.
en MÉXICO
Apóyate en nosotros Cimentaciones y obra civil
Estructuras subterráneas
Obras hidráulicas e industriales
www.cimesa.net Estructuras portuarias
THOUSANDWONDERS.NET
Puente de la isla Russki
RUSBRIDGE.NET
El sistema de atirantado PSS se compone de gruesos tirantes en cuyo interior hay cables más densos que los usados en muchos otros sistemas análogos.
Figura 3. Composición de los tirantes.
RUSBRIDGE.NET
La zona de atirantado comienza a una elevación de 197.5 m
Figura 4. Altura del atirantado.
Sistema de atirantado El atirantado del puente asume todas las cargas estáticas y dinámicas de la plataforma. Los sostenedores de este sistema fueron fabricados con el objetivo de brindar seguridad y protección no sólo ante desastres naturales, sino también contra otros efectos adversos, como el provocado por la humedad del ambiente. El sistema se compone de gruesos tirantes en cuyo interior hay de 13 a 85 cables paralelos de 15.7 mm de diámetro cada uno (el número de cables internos depende del lugar donde se localizará el tirante). Éstos son más densos que los usados en muchos otros sistemas de atirantado de puentes, y por ello se les conoce como cables compactos (véase figura 3). Su uso reduce el esfuerzo por viento entre 25 y 30%; además, debido
38
a su enorme resistencia, permiten usar materiales específicos en torres, vigas y cimentación que resultan menos costosos, con un ahorro económico general de 35 a 40 por ciento. A su vez, cada uno de los cables compactos se compone de siete alambres galvanizados. El sistema de atirantado descrito se conoce como PSS, por las siglas en inglés de parallel strand system. El atirantado en las torres comienza a partir de los 197.5 m de elevación, como se muestra en la figura 4. La longitud del tirante más corto es de 135.771 m, y la del más largo, 579.83 m. Su cubierta está hecha de polietileno de alta densidad (conocido como HDPE, por highdensity polyethylene), efectivo contra la luz ultravioleta y las condiciones climáticas de Vladivostok, entre las que se pueden mencionar temperaturas extremas que van desde –40 hasta 40 °C a lo largo del año), a la vez que protege de la corrosión. El peso del conjunto de tirantes es de 3,720 toneladas, y su longitud total, 54 kilómetros. Están diseñados para tener una vida útil de por lo menos 100 años. Durante los trabajos En el periodo de construcción se pusieron en marcha dos instalaciones operativas en tierra con el fin de mejorar la dinámica de trabajo, una en la península y otra en la isla. Cada una incluía un taller de soldadura, laboratorios y plantas para el mezclado de concreto con tecnología de vanguardia. Además, talleres mecánico y de carpintería, oficinas, dormitorios y cafetería. De forma adicional a la entrega por vía marítima de grandes elementos prefabricados, muchos materiales llegaban por tierra o necesitaban ser movidos de un punto a otro dentro del proyecto. Por ello, se construyeron 1,340 metros de vía adicionales a la red ferroviaria existente de 4.5 kilómetros. Gracias a esas medidas, se cumplieron los tiempos previstos de construcción y el puente comenzó a operar en la fecha estipulada Elaborado por Helios con información de http://rusbridge.net ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
Mayo 25 y 26 5° Simposio Internacional sobre Túneles y Lumbreras Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A. C. Ciudad de México www.smig.org.mx Junio 18 al 21 16 Congreso Europeo de Ingeniería Sísmica European Association for Earthquake Engineering Tesalónica, Grecia www.16ecee.org Junio 19 al 23 6° Simposio Internacional sobre Manejo de Sedimentos Instituto Mexicano de Tecnología del Agua San Cristóbal de las Casas, México i2sm2018.imta.mx Agosto 22 al 25 XXII Reunión Nacional de Ingeniería de Vías Terrestres Asociación Mexicana de Ingeniería de Vías Terrestres, A. C. Chihuahua, México www.amivtac.org Septiembre 6 y 7 5a Reunión Académico-Estudiantil Asociación Mexicana del Asfalto, A. C. Tepic, México www.amaac.org.mx
El ferrocarril subterráneo Colson Whitehead Madrid, Literatura Random House, 2018 Cora, hija y nieta de esclavos, vive en una plantación algodonera del estado de Georgia, en el sur de Estados Unidos. Se trata de un lugar infernal, y allí crecerá sometida a la crueldad de sus amos y marginada por los otros esclavos de la plantación. Al alcanzar la pubertad, Caesar, otro esclavo recién llegado de Virginia, le habla de la existencia del “ferrocarril subterráneo” y le propone que se sirvan de él para huir juntos hacia el norte. La joven esclava –al igual que hizo su madre cuando decidió abandonarla– optará por dejar su único hogar para embarcarse en un arriesgado viaje hacia lo desconocido, un viaje en pos de la libertad. El Ferrocarril Subterráneo era una agrupación abolicionista clandestina del siglo XIX que ayudaba a los esclavos a huir hacia los estados libres del norte y a Canadá. Whitehead utiliza este episodio histórico para imaginar una verdadera red de estaciones secretas, unidas por túneles y vías subterráneas que cruzan todo el país. Esta historia de tintes épicos, universal, onírica y a la vez brutalmente realista, nos habla de la libertad y las ilusiones truncadas, del esfuerzo sobrehumano, de la determinación incontestable de cambiar el propio destino. Galardonada con el Pulitzer 2017 y con el National Book Award
40
AGENDA
ULTURA
Viaje a la libertad
2018
Octubre 4 y 5 Seminario Internacional del Asfalto: Retos en la preservación de pavimentos asfálticos Asociación Mexicana del Asfalto, A. C. Tijuana, México www.amaac.org.mx
Noviembre 14 al 17 XXI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural “Del modelo a la estructura y viceversa” Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, A. C. Campeche, México www.smie.org.mx
Noviembre 21 al 24 XXIX Reunión Nacional de Ingeniería Geotécnica y XX Reunión Nacional de Profesores de Ingeniería Geotécnica Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A. C. León, México www.smig.org.mx
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 586 mayo de 2018
APLICACIONES, ANALITICOS, SERVICIOS
CLOUD/LOCAL
CONTROL LOCAL
PRODUCTOS CONECTADOS
Innovación a todos los niveles, redefiniendo el cuidado de la salud IT y OT desde la sala de emergencias hasta la oficina, interconectados como nunca antes. Dispositivos inteligentes que monitorean y administran la energía, manteniendo un funcionamiento óptimo ante cualquier circunstancia.
La información del hospital se recolecta y almacena en One Cloud a distancia, disponible en cualquier lugar.
Sistemas de monitoreo y control conservan a pacientes y personal en un ambiente seguro y cómodo.
Aplicaciones y herramientas de análisis que mantienen la información recopilada disponible a toda hora, para facilitar la toma de decisiones, asegurando así un futuro verde y sostenible para futuras generaciones.
schneider-electric.com.mx/iot © 2016 Schneider Electric. All Rights Reserved. Schneider Electric | Life Is On is a trademark and the property of Schneider Electric SE, its subsidiaries, and affiliated companies. • 998-19725835_GMA-US_A