Ingeniería Civil IC 621 julio 2021 by Helios Comunicación

621 / AÑO LXXI / JULIO 2021 $60

Rehabilitación estructural de infraestructura educativa de México

■ TENEMOS LA FLOTILLA DE GRÚAS INDUSTRIALES MÁS NUMEROSA Y DE MAYOR CAPACIDAD DE CARGA EN AMÉRICA LATINA

SERVICIOS • RENTA DE GRÚAS INDUSTRIALES • ALIANZAS COMERCIALES • EJECUCIÓN DE PROYECTOS • EJECUCIÓN DE MANIOBRAS ESPECIALES Ciudad de México Tel. (55) 90002630

Altamira, Tamaulipas Tel. (833) 2603030

EQUIPOS DESDE 12 HASTA 3 MIL TONELADAS Villahermosa Tel. (933) 3136104

www.eseasaconstrucciones.com @eseasaconstrucciones

Espacio del lector

Dirección general Ascensión Medina Nieves Consejo Editorial del CICM Presidente Luis Rojas Nieto

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

sumario PORTADA: ARCHIVO PERSONAL DE RUBÉN BAUTISTA.

Número 621, julio de 2021

3 MENSAJE DEL PRESIDENTE / DEBEMOS EVOLUCIONAR HA4 DIÁLOGO CIA UNA PLANEACIÓN REGIONAL / ESTEBAN FIGUEROA PALACIOS ESTRUCTURAL / MEJORAMIENTO DE LA RESILIENCIA 8 INGENIERÍA SÍSMICA DE PUENTES EN ZONAS URBANAS / JUAN MANUEL MAYORAL Y JOSÉ MAURICIO ALCARAZ

LEGISLACIÓN / HACIA UNA NUEVA LEY DE OBRAS PÚBLICAS FEDERAL / ROBERTO DUQUE RUIZ Y HÉCTOR GONZÁLEZ REZA

DE PORTADA: INGENIERÍA SÍSMICA / REHABILITACIÓN ESTRUC20 TEMA TURAL DE INFRAESTRUCTURA EDUCATIVA DE MÉXICO / SERGIO M. ALCOCER MARTÍNEZ DE CASTRO Y COLS. PORTUARIA / MANTENI26 INGENIERÍA MIENTO DE LAS ESTRUCTURAS MARÍTIMAS DE ATRAQUE / CELSO MORALES MUÑOZ

TRÁNSITO Y TRANSPORTE / TROLEBÚS ELEVADO

CENTENARIAS / PUENTES 34 ENOBRAS MÉXICO, UN BREVE RECUENTO HASTA EL SIGLO XIX

37 ALREDEDOR DEL MUNDO / CARRETERAS Y COSECHA DE ENERGÍA 39 CULTURA / SERIE THE LAST KINGDOM / NETFLIX LIBRO LOS ASESINOS DEL EMPERADOR / SANTIA40 GO POSTEGUILLO

Vicepresidente Alejandro Vázquez Vera

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

Consejeros Felipe Ignacio Arreguín Cortés Enrique Baena Ordaz Luis Fernando Castrellón Terán José Manuel Covarrubias Solís Carlos Alfonso Herrera Anda Mauricio Jessurun Solomou Roberto Meli Piralla Manuel Jesús Mendoza López Regino del Pozo Calvete Javier Ramírez Otero Jorge Serra Moreno Óscar Valle Molina Miguel Ángel Vergara Sánchez Luis Vieitez Utesa Dirección ejecutiva Daniel N. Moser da Silva Dirección editorial Alicia Martínez Bravo Coordinación de contenidos Teresa Martínez Bravo Contenidos Ángeles González Guerra Diseño Diego Meza Segura Dirección comercial Daniel N. Moser da Silva Comercialización Laura Torres Cobos Victoria García Frade Martínez Dirección operativa Alicia Martínez Bravo Administración y distribución Nancy Díaz Rivera Realización HELIOS comunicación +52 (55) 29 76 12 22

Su opinión es importante, escríbanos a ic@heliosmx.org IC Ingeniería Civil, año LXXI, número 621, julio de 2021, es una publicación mensual editada por el Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C. Camino a Santa Teresa número 187, colonia Parques del Pedregal, alcaldía Tlalpan, C.P. 14010, México, Distrito Federal. Tel. 5606-2323, www.cicm.org.mx, ic@heliosmx.org Editor responsable: Ing. Ascensión Medina Nieves. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo número 04-2011-011313423800-102, ISSN: 0187-5132, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor, Licitud de Título y Contenido número 15226, otorgado por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Permiso Sepomex número PP09-0085. Impresa por: Helios Comunicación, S.A. de C.V., 8 de Septiembre 42-2, col. Daniel Garza, alcaldía Miguel Hidalgo, CP 11830, Ciudad de México. Este número se terminó de imprimir el 30 de junio de 2021, con un tiraje de 4,000 ejemplares. Los artículos firmados son responsabilidad de los autores y no reflejan necesariamente la opinión del Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C. 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.

AGENDA / CONGRESOS, CONFERENCIAS…

Los ingenieros civiles asociados al CICM la reciben en forma gratuita.

Mensaje del presidente

Línea 12 del metro de la CDMX

XXXVIII CONSEJO DIRECTIVO

Presidente Luis Rojas Nieto

onsciente de su responsabilidad profesional y social, el CICM presentó a las autoridades capitalinas una primera etapa del “Informe de vulnerabilidades del tramo elevado de la línea 12 del Sistema de Transporte Colectivo Metro de la Ciudad de México” (salvo el tramo colapsado) y el “Informe de vulnerabilidades correspondiente al túnel de la línea 12 del metro de la Ciudad de México”. En el trabajo intervinieron brigadas de inspección con el apoyo de las sociedades técnicas e instituciones de educación superior más emblemáticas de México: Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica, Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, Universidad Autónoma Metropolitana, Instituto de Ingeniería de la UNAM, Academia de Ingeniería, el Instituto Politécnico Nacional y el Instituto Mexicano del Transporte, entre otras. Se destaca lo siguiente: 1) Complementar las recomendaciones de este estudio con la información y conclusiones de los peritajes de la Zona Cero (tramo colapsado) y otros estudios que se realicen; 2) no reiniciar la operación del tramo elevado de la línea 12 del STCM hasta que se lleve a cabo la revisión detallada, Nivel 2 y Nivel 3, y se obtenga el informe de seguridad estructural correspondiente; 3) iniciar la elaboración de un proyecto de reforzamiento y rehabilitación que solucione las vulnerabilidades identificadas. El documento presentado también incluye el “Informe de vulnerabilidades sobre los 8.6 kilómetros de túnel de la línea 12”, con observaciones, imágenes y recomendaciones para mejorar las condiciones del servicio en lo inmediato y en el mediano y largo plazo. El CICM refrenda su compromiso para colaborar con las dependencias del gobierno en la atención de los temas relacionados con la ingeniería civil, la infraestructura y los servicios públicos, como ha ocurrido históricamente frente a los eventos sísmicos, siempre con enfoque estrictamente técnico y de servicio a la sociedad. Muestra de lo anterior son los informes de vulnerabilidad que nuestro colegio, ad honorem, está elaborando también sobre las líneas 4, 9 y B del STCM, por entregarse a las autoridades de la CDMX a finales de julio.

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

Primer secretario propietario Juan Guillermo García Zavala

Primera secretaria suplente Verónica Flores Déleon

Segundo secretario propietario Carlos Alfonso Herrera Anda

Segundo secretario suplente Salvador Fernández del Castillo Flores

Tesorera Pisis Marcela Luna Lira

Subtesorero Regino del Pozo Calvete

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

Luis Rojas Nieto XXXVIII Consejo Directivo

DIÁLOGO

Debemos evolucionar hacia una planeación regional Es necesario considerar de manera sistemática a las regiones con toda la infraestructura que éstas requieran; y el enfoque social debería ser el eje de la planeación de los proyectos, porque finalmente éstos ofrecerán un servicio a la sociedad, van a resolver una necesidad de la sociedad. Por otro lado, debido a su magnitud, los proyectos van a generar también disturbios, los cuales se tienen que administrar, mitigar. El papel de la sociedad debe ser el papel rector. ESTEBAN FIGUEROA PALACIOS Ingeniero civil con maestría en Planeación de infraestructura. Consultor en planeación y financiamiento de infraestructura por más de 35 años. Coordinador del Comité de Planeación en el CICM.

IC: ¿Cuál es la dinámica de gestión del Comité Técnico de Planeación de la Infraestructura? Esteban Figueroa Palacios (EFP): Nos reunimos mensualmente. Tenemos grupos de interés en los distintos temas, que participan con opiniones a través de medios electrónicos específicos que hemos establecido, diseñados a propósito: creamos un flujo de comunicación a través de un boletín que enviamos a todos los miembros del comité con el fin de mantenerlos al día respecto a los temas de nuestra incumbencia; tenemos también un sistema de encuestas para oír la opinión de los integrantes del comité en relación con ciertos asuntos sobre los que el colegio nos pide opinar para emitir una opinión colegiada. Además de las reuniones mensuales, mantenemos comunicación a través de medios electrónicos que nos permiten dialogar y conocer el sentir de todos los miembros del comité. IC: A finales de enero de este año se realizó el primer Foro de Planeación de Infraestructura Sostenible. ¿Cuáles fueron las expectativas a la hora de organizarlo, las circunstancias de su desarrollo y las conclusiones a las que se arribó? EFP: En la planeación del foro se consideraron varias líneas de reflexión en torno al tema central de planeación de infraestructura. El punto de partida fue un análisis de la manera en que se planean las obras de infraestructura en México. La expectativa era conocer diferentes modalidades y enfoques; buscamos especialistas en transporte, en energía, en agua para analizar los enfoques según el sector de la infraestructura de que se tratara. En una segunda mesa se hizo una especie de evaluación comparativa de la planeación en otros países del

mundo. Hubo participantes de Chile, Brasil, España y Portugal que comentaron los métodos que se siguen en sus respectivos países. También –como se destaca en el propio nombre del foro– nos interesó mucho el tema de la sostenibilidad. Invitamos a dos expertos extranjeros y dos mexicanos, quienes se refirieron a los métodos para analizar la sostenibilidad de los proyectos de infraestructura y a los conceptos de sostenibilidad en general. Se abordó igualmente el tema de la planeación a largo plazo, considerando que los proyectos de infraestructura son de largo aliento; su análisis, su planeación, su construcción, desarrollo y operación toma décadas. El ciclo de vida de un proyecto es de 40, 50 años, y para el ciclo de planeación y proyecto se puede hablar de una década o más. Considerando eso, y tomando en cuenta que los periodos de gobierno son breves en esa escala, nos interesaba saber si había alguna manera de considerar el largo plazo y la opinión social respecto a los proyectos de infraestructura, siendo que éstos impactan, para bien o para mal, a la sociedad. Buscamos oír la opinión de un director de un instituto municipal de planeación; en México hay ya algunas experiencias de institutos municipales que planean a largo plazo, más allá de que los presidentes municipales tienen tres años de mandato y por ello el plazo de sus gestiones es aun más breve; ciertos institutos municipales han tenido éxito, y otros no tanto. Supimos de la experiencia del Instituto Municipal de Planeación de San Luis Potosí, que ha sido exitosa; escuchamos la experiencia de un ex ministro de Hacienda de Guatemala, responsable de la creación de una agencia de planeación de infraestructura en ese país; también a dos ex diputados que han promovido en el Poder Legislativo la creación de un Instituto

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Debemos evolucionar hacia una planeación regional

Nacional de Planeación para llenar ese hueco de atención al largo plazo que tienen los gobiernos y establezca por ley el respeto a los proyectos de largo plazo. Finalmente, organizamos una mesa en la que pudiera mostrarse la planeación en la práctica, y lo dirigimos al transporte intermodal como una experiencia que se considera exitosa en México. Invitamos a un funcionario de una empresa ferroviaria privada, a un director de planeación de un puerto y a un profesional con experiencia en el desarrollo y operación de una terminal intermodal en nuestro país; ellos compartieron sus experiencias en cuanto a la manera en que el transporte intermodal se ha desarrollado en México. Ésas fueron las mesas y las expectativas. ¿Qué resultados obtuvimos? Respecto a la planeación, a la forma de planear en México y en otros países, la conclusión fue que no hay un método estándar. Cada país tiene diferentes enfoques, y en México mismo, según el sector de la infraestructura, los enfoques de planeación difieren; esto no significa que esté mal; cada infraestructura, cada sector o incluso cada país tiene sus peculiaridades, sus formas de analizar los proyectos. Lo importante son los resultados. Si se intenta algo en escala federal, deberían planearse proyectos estratégicos, más que sectores. En el caso de Guatemala, la idea que teníamos sobre cómo planeaban cambió un poco, porque la agencia de planeación que crearon no se enfocaba en proyectos con recursos públicos; era para asociaciones públicoprivadas, y los proyectos públicos seguían proyectándose a la usanza antigua, así que no se había evolucionado mucho en ese sentido.

IC: ¿Y en la mesa de logística? EFP: La conclusión más importante es que se ha conseguido una coordinación muy eficiente entre los ferrocarriles y los puertos, que son los modos de transporte multimodal por naturaleza. Una idea que surgió es que en el área de puertos debería pensarse en terminales multimodales satélites del puerto, fuera del recinto portuario, para hacer más eficiente la transferencia modal. IC: La planeación es uno de los pendientes más grandes de los países con un nivel de desarrollo como México. Tan sólo plantear el tema es complejo, pues los enfoques son múltiples –niveles de gobierno, tipo de infraestructura–, y también se da la planeación de las obras en sí. ¿Cómo integrar tantos factores para llegar a un resultado efectivo, eficaz? EFP: En México, la planeación de la infraestructura es eminentemente sectorial, es decir, se planean las carreteras al margen de los puertos, y a veces al margen de los ferrocarriles, ya no digamos de las obras hidráulicas, de las plantas de energía. Cada sector hace su propia

RACONTEUR.NET

IC: ¿Qué sucedió en el caso de la mesa sobre sostenibilidad?

EFP: Los conceptos de sostenibilidad están muy regulados por agencias multinacionales como la ONU, el BID, el Banco Mundial: han diseñado normas de sostenibilidad para calificar proyectos. Una conclusión interesante es que cada vez con mayor frecuencia, para financiar los proyectos, los organismos financieros –ya no digamos los bancos de fomento multinacionales, como el BID o el Banco Mundial, sino hasta los bancos privados– plantean la condición de que se cumpla una cierta calificación de sostenibilidad de acuerdo con los estándares de las agencias multinacionales.

Cada vez con mayor frecuencia se pone la condición de cumplir cierta calificación de sostenibilidad para financiar los proyectos.

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Debemos evolucionar hacia una planeación regional

planeación. Pienso que el primer paso debe ser evolucionar hacia la planeación regional, es decir, considerar de manera sistemática regiones con toda la infraestructura que éstas requieran: un sistema de infraestructura. Cuando hablamos de regiones pensamos en que pueden ser intermunicipales, o en algunos casos interestatales. Actualmente se está haciendo un experimento de planeación de ese tipo en el corredor del Istmo de Tehuantepec, que involucra territorialmente a dos estados pero su área de influencia los supera; probablemente cuatro o cinco estados tienen incidencia sobre el proyecto. IC: ¿La sectorización es un problema? EFP: Sectorizar la planeación es aislar la relación que hay entre las infraestructuras y dividirla en fronteras políticas. En términos de estados y de la federación, también es complicado, a veces no se puede hacer otra cosa. Los proyectos estratégicos –insisto– necesariamente tienen que planearse desde la parte más alta de la organización, desde el nivel federal. En el ámbito estatal se puede hacer planeación, pero creo yo que los estados –y ni se diga los municipios– deben hacer un esfuerzo de coordinación entre sí para potenciar los proyectos. Por ejemplo, carreteras de un estado que conectan con otro deberían tener su secuencia técnicamente semejante para potenciar el beneficio. Y está el uso del agua: el agua no respeta fronteras políticas, se comparte. En fin, se tiene que ir pensando en ese sentido. IC: ¿No sería necesario, o incluso imprescindible, legislar este tipo de relación entre los niveles y las áreas de planificación? EFP: Sería deseable, pero, hablando de estados y municipios, debería legislarse en el nivel de cada estado para que los municipios asuman una disciplina en la planeación de sus proyectos. Y en cada estado, en la ley de planeación, debería haber un apartado de coordinación estatal para proyectos que tienen repercusión más allá de su límite político. Sin duda, la legislación ayudaría mucho a la hora de coordinar este esfuerzo. IC: También lo pensaba respecto a la interacción y la sinergia que debe haber en las distintas áreas de la infraestructura. ¿No debería preverse que, antes de aprobarse un determinado proyecto, esté vinculado con otros sectores, niveles o ámbitos –o al menos analizada su relación con ellos? EFP: Indudablemente. Ahora está legislado que si se aprueba la inversión pública en un proyecto, debe cumplirse una serie de requisitos principalmente económicos y financieros, de beneficio-costo, si es rentable socialmente, etc. A mí me parece que en ese paquete de requisitos de aprobación de la inversión podría incluirse esta idea que usted comenta. No deberían solicitarse solamente requisitos de rentabilidad económica y financiera –que además son muy reducidos en su alcance, porque lo que buscan es resolver una necesidad exis-

tente, y no van más allá del área de influencia directa del proyecto en cuestión–, sino que podrían ampliarse y analizar su vinculación con otras infraestructuras, su impacto y la forma de potenciar su beneficio. Otro asunto que debe revisarse, pues no se le presta la atención necesaria, son los proyectos llamados estratégicos, cuyo beneficio no es inmediato. Hacienda justifica los proyectos por el beneficio que van a generar ya, puesto que existe una necesidad y la van a resolver. Pero hay proyectos que van a generar riqueza en el futuro, y hoy no existe la necesidad; con los criterios de la ley actual, tales proyectos no se aprueban. Suelo poner el ejemplo de que, si se hubieran aplicado estos criterios cuando se construyó el aeropuerto de Cancún, no se habría autorizado el proyecto y Cancún no existiría. La aeropista de Cancún se construyó sin demanda aérea; Cancún era un puerto de pescadores y el gobierno invirtió en una pista, en un hotel, y ordenó a Aeroméxico (era una empresa pública) establecer dos vuelos semanales con tres pasajeros en cada avión durante un año o dos años. En conclusión, hace falta que se incluyan criterios para proyectos de gran visión y largo alcance, la gran visión y el análisis de demanda futura que no se puede probar con números duros, pero cuya pertinencia sí se puede demostrar con hipótesis, con teoría sustentada en análisis económicos. IC: ¿Debería la Secretaría de Hacienda, en lugar de decidir qué se puede y qué no se puede hacer, ocuparse de conseguir los recursos para secretarías como las de Energía, Economía, Educación, etc., que determinen qué obras son necesarias? EFP: Lo que sucede hoy es consecuencia de la prevalencia de la economía de mercado. Los proyectos se han analizado con ese criterio, y así los ministerios y las secretarías de Hacienda, sobre todo en América Latina, han asumido un papel de planificadores y rectores de la inversión, en lugar de financiadores de aquellos proyectos que las secretarías especializadas en determinada materia identifiquen como necesarios. Esto tiene que modificarse. Históricamente, en las décadas de 1950 y 1960, en la época del “desarrollo estabilizador”, existía la Secretaría de la Presidencia, que era como un instituto de planeación. Esa oficina coordinaba a las dependencias para que todos los proyectos fueran integrales. Incluso se desarrollaron estudios y proyectos por cuencas hidrológicas, con un enfoque de desarrollo regional, con la coordinación de esa secretaría, que involucionó como Secretaría de Programación y Presupuesto, para pasar de una entidad planificadora a una presupuestadora. Deben recuperarse las funciones de la Secretaría de la Presidencia. IC: Debería modificarse el estado actual de la toma de decisiones. EFP: Sin duda. El Colegio de Ingenieros Civiles de México está promoviendo, junto con organizaciones civiles, la

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Debemos evolucionar hacia una planeación regional

idea de un Instituto de Planeación, que sería una especie de Secretaría de la Presidencia de aquel entonces. IC: Entonces, al abordarse el tema de la planeación de la infraestructura se considera el factor económico, el factor financiero; con el tiempo ha surgido también la cuestión ambiental. El social es otro aspecto que me parece debería ser igualmente importante y se aborda poco o de manera colateral. ¿Qué papel desempeña y debería desempeñar, en su opinión? EFP: El enfoque social debería ser el eje de la planeación de los proyectos, porque finalmente éstos ofrecerán un servicio a la sociedad, van a resolver una necesidad de la sociedad. Por otro lado, debido a su magnitud, los proyectos van a generar también disturbios, los cuales se tienen que administrar, mitigar. El papel de la sociedad debe ser el papel rector. Curiosamente, se legislan los proyectos en torno al tema ambiental, y no pasan si no se cumple con esa ley, pero no hay ninguna normativa que vigile su impacto social. IC: Estos problemas de origen social se dan muy frecuentemente. EFP: Porque hace falta que se estudien medidas de compensación social. Indudablemente habrá afectados, reales o percibidos por la sociedad. Y esos efectos –reales o percibidos– hay que resolverlos. La compensación debe proceder de los beneficios que se obtienen: del grupo beneficiado hacia el grupo afectado. El error que se ha cometido a lo largo del tiempo es que se piensa que la compensación es sólo económica, y no siempre es posible compensar únicamente con dinero. IC: Además, debería analizarse el tema de la compensación antes de comenzar la obra. EFP: Un ejemplo de una idea que yo tengo: la primera cancelación del proyecto del aeropuerto de Texcoco fue hecha por el presidente Fox, respondiendo a una oposición social; con el avalúo que se hizo, el metro cuadrado estaba bien pagado, porque el terreno era de uso agrícola, pero de muy bajo rendimiento porque es una zona salitrosa. El verdadero problema no fue ése, sino que los pobladores se sintieron marginados; ellos percibieron que el proyecto de un aeropuerto no les servía, y que con su único patrimonio, ese pedazo de tierra, alguien se iba a hacer millonario. Esa es la percepción un tanto generalizada en estos proyectos. IC: ¿Cuál sería su propuesta para resolver satisfactoriamente las demandas sociales en casos como ése? EFP: Mi idea es subir al barco del proyecto a los dueños de la tierra. No deber ser sólo: “dame tu tierra, yo te pago y hago mi negocio de una autopista o de un aeropuerto”. Por ejemplo, si a alguien le afectaran un kilómetro para derecho de vía (1 km × 60 m son 60,000 m² o 6 ha), se lo pagan a valor de avalúo. Pero además de eso también podrían pagarle dos centavos –calculaba eso yo en aquel IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

entonces– por cada vehículo que cruzaría en lo que era su terreno, lo cual le representaría unos 40,000 pesos mensuales por kilómetro al dueño de la tierra durante 30 años: una idea para que se abra la carretera lo más pronto posible. Ese tipo de compensaciones, que financieramente no afectan en nada al proyecto, es otra forma de negociar y de compensar a los afectados o a los que se sienten afectados. IC: Los comités técnicos del CICM tienen una participación importante en el 31 Congreso Nacional de Ingeniería Civil. ¿Qué tienen pensando plantear de manera puntual? EFP: Vamos a participar en dos temas que estuvimos pensando y que se trataron en el foro: el del instituto de planeación o agencia de planeación; la idea de coordinar los proyectos en escalas nacional, estatal y municipal, en torno a lo cual vamos a organizar una mesa de diálogo. Otro tema es el de la sostenibilidad; ya apuntaba usted que no está normado el impacto social de los proyectos, pero en el concepto de sostenibilidad se incluye el impacto social. Un eje de la sostenibilidad es el social Entrevista de Daniel N. Moser ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

INGENIERÍA ESTRUCTURAL

Mejoramiento de la resiliencia sísmica de puentes en zonas urbanas Los sistemas de cimentación de puentes y pasos elevados deben estar orientados a disminuir su vulnerabilidad símica a través de la reducción de las aceleraciones actuantes en el tablero del puente y de los desplazamientos de sus apoyos. Existen varias alternativas para alcanzar este fin, tales como las cimentaciones masivas, las celdas estructuradas y las pilas tangentes, entre otras. En este trabajo se presentan las ventajas de cimentaciones masivas en el aumento de la resiliencia sísmica de pasos elevados. JUAN MANUEL MAYORAL Ingeniero civil y doctor en Ingeniería. Ha participado en diversos proyectos estratégicos y en evaluaciones de riesgo, vulnerabilidad y resiliencia sísmica. Investigador del II UNAM. JOSÉ MAURICIO ALCARAZ Ingeniero civil con experiencia en modelado numérico de estructuras complejas. Forma parte del Laboratorio de Modelado Numérico Avanzado e Instrumentación del II UNAM.

La resiliencia de sistemas suelo-estructura es la capacidad de éstos para funcionar adecuadamente durante y después de una situación de crisis extrema, como un evento sísmico severo o una inundación, y para que, en caso de presentase daño, sea factible su recuperación. En este artículo se describe una metodología integral para la evaluación de la resiliencia sísmica de puentes, considerando el tiempo de recuperación de la estructura, a través del estudio de un apoyo crítico de un paso elevado hipotético de 24 km de longitud, construido en los suelos tobáceos ubicados en el noreste de la Ciudad de México. Asimismo, esta metodología se aplica para evaluar la factibilidad técnica del mejoramiento masivo de cimentaciones con concreto de bajo costo. El ambiente sísmico se caracterizó mediante espectros de peligro uniforme, para eventos sísmicos normales y de subducción, asociados con distintos periodos de retorno (Tr = 125, 250, 475 y 2,475 años). Se generaron numéricamente curvas de fragilidad específicas para el sistema en estudio, suelo-cimentación-puente, tomando en cuenta ambientes sísmicos bidireccionales. Se consideró una cimentación convencional y una cimentación masiva, con el objetivo de establecer su utilidad en la mejora del desempeño de puentes durante y después de eventos símicos extremos. El daño se definió en términos de desplazamientos transversales y longitudinales inducidos por sismo, los cuales se asociaron con el agrietamiento de la columna y la pérdida potencial del soporte de las trabes centrales. El aumento en la resiliencia sísmica se estudió mediante la comparación de la probabilidad de alcanzar un cierto estado de daño para los dos tipos de cimentación y el incremento del índice de resiliencia. Introducción El diseño moderno de puentes y pasos elevados ubicados en zonas urbanas densamente pobladas con una

Apoyos de trabe central

TS uS2y

uSy TC uSy

uS3y TS

Columnas 1

Estructura S Columnas Zapata de cimentación

TC S S

uS3x

uSx

uS2x

Z Eje longitudinal l Y rsa X sve n a tr Eje

TC TC: Trabe central RS: Trabe de soporte us: Movimiento de la estructura en ambas direcciones x, y uf: Movimineto de la cimentación en ambas direcciones x, y uff: Movimiento del campo libre en ambas direcciones x, y uf1 =/ uf2 S: Sismo

Figura 1. Estructuración considerada sujeta a la interacción de ondas incidentes y las debidas a la vibración del puente.

alta sismicidad tales como la Ciudad de México requiere la evaluación integral de su resiliencia sísmica. La carga sísmica que actúa sobre un sistema suelo-cimentaciónestructura resulta de la interacción de las ondas incidentes del terremoto con las producidas por la oscilación de la estructura, que en algunos casos puede conducir a un

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Mejoramiento de la resiliencia sísmica de puentes en zonas urbanas

Columna Longitud de columna

Trabe se soporte Zapata de cimentación

Trabe de soporte Zapata de cimentación

Mejoramiento masivo

Longitud de pila

Pilas

Columna

Pilas

Dimensiones en metros sin escala

Eje de trabe

Pilas

24500 kPa

Zapata de cimentación

59000 kPa

Columnas y trabes

59000 kPa

Mejoramiento masivo

24500 kPa

Relleno de concreto

686 kPa

Columna

Superficie de suelo 4.60

Resistencia del concreto de los elementos estructurales (f’c)

0.50 Columna

Eje de pila

Relleno de concreto (f’c=686 kPa)

1.70 2.30 3.60

Eje de columna

Losa de concreto armado (f’c=24500 kPa)

0.25

Relleno de concreto (f’c=24500 kPa)

6.0 3.30 Dimensiones en metros

(a)

Pilas

(b)

Figura 2. Representación esquemática de las cimentaciones: a) convencional y b) masiva.

aumento de las ordenadas espectrales en la cimentación con respecto a las observadas en campo libre (véase figura 1). Los patrones de ondas incidentes pueden ser modificados por su interacción con las ondas generadas por la vibración de estructuras aledañas y generar desplazamientos excesivos en los apoyos de la superestructura, lo que conlleva la pérdida de soporte, daño a topes sísmicos y llaves de cortante, e incluso a las columnas. Los sistemas de cimentación de estas estructuras deben estar orientados a disminuir su vulnerabilidad sísmica a través de la reducción de las aceleraciones actuantes en el tablero del puente y de los desplazamientos de sus apoyos. Existen varias alternativas para alcanzar este fin, tales como las cimentaciones masivas de bajo costo (Mayoral et al., 2017), celdas estructuradas (Mayoral et al., 2011) y pilas tangentes (Mayoral et al., 2019),

entre otras. En este trabajo se presentan algunas de las ventajas de cimentaciones masivas en el aumento de la resiliencia sísmica de pasos elevados. Metodología Las ventajas de la cimentación masiva se evalúan en términos de la reducción de su vulnerabilidad sísmica y el aumento de resiliencia. Esta evaluación se compone de cuatro pasos principales: 1. Caracterización del ambiente sísmico, en el que se identifican las fuentes sismogénicas capaces de producir movimientos importantes en el suelo en la Ciudad de México, junto con modelos apropiados de recurrencia y relaciones de atenuación, para desarrollar espectros de peligro uniforme. En este caso, se consideraron eventos sísmicos normales y de sub-

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Mejoramiento de la resiliencia sísmica de puentes en zonas urbanas

5% amortiguamiento

Aceleración espectral, Sa(g)

0.25 0.2

TR=125 años TR=250 años TR=475 años TR=2475 años Eventos de subducción Eventos normales

0.15 0.1 0.05 0

0.7 0.6 Aceleración espectral, Sa(g)

0.3

0.5

5% amortiguamiento

TR=125 años TR=250 años TR=475 años TR=2475 años Eventos de subducción Eventos normales

0.4 0-3 0.2 0.1

0 1 2 3 4 5 Periodo, T(s) (a)

0 1 2 3 4 5 Periodo, T(s) (b)

Figura 3: a) Espectros de peligro uniforme para Tr = 125, 250, 475 y 2,475 años; b) espectros de respuesta en la superficie del suelo.

Aceleración espectral normalizada, S a (g)/PGA

5% amortiguamiento

Kocaeli Montenegro UmbrÍa Maule Honshu Oaxaca Michoacán Tehuacán Eurocode (suelo tipo A)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Periodo (s)

Figura 4. Espectros de respuesta para los movimientos de entrada seleccionados y espectro de diseño propuesto por el Eurocódigo para suelo tipo A.

ducción, con periodos de retorno variables, desde 150 hasta 2,475 años, incluyendo 250 años, que corresponde a la normatividad vigente para edificaciones. 2. Identificación de modos de falla, tales como el desplazamiento lateral excesivo del apoyo, que conduce a la pérdida del soporte de la cubierta superior, y daños estructurales en la columna. El daño estructural se caracterizó a través del desplazamiento relativo de la columna con respecto a su cimentación. 3. Derivación de curvas de fragilidad mediante modelado numérico. 4. Evaluación de la probabilidad de alcanzar o exceder algún estado de daño (menor, moderado, severo y completo) utilizando las curvas de fragilidad desarrolladas en el paso 3 y los resultados obtenidos del análisis de peligro sísmico realizado en el paso 1, el

cual debe tomar en cuenta la variación del parámetro de intensidad sísmica representativo (por ejemplo, aceleraciones máximas del terreno en campo libre) a lo largo del paso elevado. 5. Evaluación de la resiliencia sísmica determinando el tiempo de recuperación a través de un índice de restauración, que toma en cuenta la pérdida de funcionalidad después del evento extremo. Los tiempos de recuperación se obtienen mediante el índice de resiliencia, que se calcula a través de las ecuaciones presentadas en Mayoral et al. (2017). Caso de estudio Cimentación y superestructura En el apoyo estudiado se consideraron dos opciones de cimentación: a) una convencional de 3.6 × 4.6 m, conectada estructuralmente con pilas de concreto coladas in situ de 0.8 m de diámetro (véase figura 2a), y b) una cimentación masiva de bajo costo, formada por la adición de una lechada de concreto alrededor de la cimentación hasta una profundidad de 6 m, y pilas de 0.8 m de diámetro (véase figura 2b). La longitud de las pilas de cimentación es de 25 m y la altura de la columna es de 11.1 m. El puente está compuesto de una cubierta superior que descansa sobre trabes centrales y de apoyo. Las trabes de apoyo están estructuralmente ligadas a las columnas, las cuales, a su vez, están unidas monolíticamente a una zapata rectangular (véase figura 2). El perfil de suelo, de velocidad de ondas de cortante y las curvas de degradación del módulo de rigidez y amortiguamiento del suelo consideradas en los análisis se pueden consultar en Mayoral et al. (2017). Características del subsuelo Para caracterizar las condiciones geotécnicas del subsuelo donde se encuentra el apoyo estudiado, se llevó a cabo un ensayo de penetración estándar, SPT,

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Mejoramiento de la resiliencia sísmica de puentes en zonas urbanas

y la recuperación de muestras inalteradas. El nivel freático no se detectó hasta la máxima profundidad explorada. También, se realizó una prueba tipo cross-hole para medir la distribución de la velocidad de onda de cortante con la profundidad, llegando a la llamada formación Tarango. En la figura 3 se muestra el perfil de suelo, de velocidad de ondas de cortante, y las curvas de degradación del módulo de rigidez y amortiguamiento del suelo consideradas en los análisis (Mayoral et al., 2017).

Masa concentrada

Masa concentrada Elementos tipo viga

Elementos tipo viga Columna

Zapata de cimentación

Zapata de cimentación Cimentación masiva

Relleno de concreto

Elementos sólidos

Pilas

Elementos pila

Espectros de peligro uniforme Elementos pila y respuesta de sitio En la figura 3a se muestran los uf espectros de peligro uniforme utiuf lizados, los cuales se obtuvieron u f uf siguiendo la metodología preMovimiento de entrada Movimiento de entrada (a) (b) sentada en Mayoral et al. (2017) para cuatro periodos de retorno. Figura 5. Representación esquemática del apoyo analizado mediante modelos tridimensionales de En la figura 3b se resumen los elementos finitos para una cimentación a) convencional y b) masiva. espectros de sitio calculados para separación entre la trabe de apoyo y la central (véase ambas zonas sismogénicas. El análisis probabilístico figura 1), lo que reduce la probabilidad de colapso de la de respuesta de sitio se llevó a cabo en el dominio de la cubierta superior. Para este caso de estudio, se realizafrecuencia, utilizando la teoría de vibraciones aleatorias ron análisis desacoplados para cada dirección, con la (Mayoral et al., 2017). finalidad de evaluar la dirección más crítica de carga. El índice de daño, ID, se estableció con base en el desplaEstudio numérico zamiento lateral de la columna, normalizado por la altura Se llevó a cabo un estudio paramétrico utilizando modede la columna. Teniendo en cuenta los agrietamientos, los numéricos tridimensionales de elemento finito (Mayodefinidos a partir de una prueba de pushover, se estaral et al., 2017) del sistema suelo-cimentación-estructura blecieron cuatro estados de daño: menor, moderado, (véase figura 5) para caracterizar el daño en el apoyo, severo y completo. considerando escenarios sísmicos que varían de moderados a extremos. De acuerdo con el Eurocódigo EC8, las Derivación de las curvas de fragilidad condiciones del terreno corresponden al tipo de suelo A. En la figura 6 se presentan las curvas de fragilidad Se seleccionaron un total de ocho movimientos sísmicos desarrolladas (Mayoral et al., 2017). Al implementar la (véase figura 4), correspondientes a eventos normales cimentación masiva, la probabilidad de daño se reduce y de subducción, para cubrir un amplio intervalo de en promedio 80% para daño mínimo (considerando los aceleraciones espectrales, contenidos de frecuencia y diferentes periodos de retorno) y 60% para daño comduraciones. Los movimientos sísmicos seleccionados pleto. Como puede observarse, la fragilidad del sistema fueron normalizados respecto a su aceleración máxima aumenta en la dirección transversal. de terreno (PGA). x

Índice y estados de daño Los enfoques innovadores actuales demandan predicciones fehacientes de la respuesta en la estructura utilizando herramientas numéricas y analíticas avanzadas para llevar a cabo el análisis de interacción sísmica suelo-estructura. Esto incluye una estimación precisa de los desplazamientos de las trabes de apoyo, tanto transversales como horizontales, para asegurar que los movimientos relativos entre ellos no generarán una

Evaluación de la resiliencia y de los tiempos de recuperación Con base en las curvas de fragilidad obtenidas, se llevó a cabo la evaluación de la resiliencia sísmica y del tiempo de recuperación del apoyo crítico del puente analizado. Los tiempos de recuperación se obtienen mediante el índice de resiliencia, que se calculó con la expresión 1 (Karamlou y Bocchini, 2015; Dong y Frangopol, 2015; Venkittaraman y Banerjee, 2014):

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

0.8

0.6 0.4 0.2

100 Porcentaje de funcionalidad

Probabilidad de daño

Mejoramiento de la resiliencia sísmica de puentes en zonas urbanas

0.6 0.4 0.2

0 0 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 PGA ff, (g) PGA ff, (g) ID=índice de daño λ=desplazamiento lateral o transversal de la columna Hc=altura de columna (a) 1

0.8

Probabilidad de daño

0.6 0.4 0.2 0 0 10 100 Tiempo (días)

0.6 0.4 0.2 0

(b)

0 10 100 Tiempo (días)

Figura 6: a) curvas de fragilidad para la cimentación convencional (líneas continuas) y cimentación masiva (líneas discontinuas); b) curvas de funcionalidad esperada (Mayoral et al., 2017).

− (∫tt00 + th Q(t)dtQ ) th

(1)

donde R = índice de resiliencia t0 = momento de ocurrencia del evento extremo th = tiempo de recuperación Q (t) = funcionalidad, variable en el tiempo de la estructura o sistema Los detalles de la metodología pueden consultarse en Mayoral et al. (2017). Debido a la ausencia de curvas de recuperación locales, se emplearon las curvas de recuperación propuestas para puentes urbanos en HAZUS-MH (2004) y se presentan en la figura 7. Los niveles de funcionalidad calculados se presentan en la figura 6 para las direcciones transversal y longitudinal, junto con los correspondientes índices de resiliencia calculados, R, considerando cimentación convencional y masiva. Puede observarse que la resiliencia sísmica es mayor si se considera la cimentación masiva para un tiempo de recuperación de 497 días, en el que se logra la recuperación de funcionalidad total. Conclusiones La evaluación de resiliencia sísmica y de los tiempos de recuperación de infraestructura estratégica es una etapa obligatoria para reducir tanto pérdidas humanas como ma-

Menor

Moderado

Severo

Completo

80 60 40 20 0

10 100

Tiempo (días) Figura 7. Curvas de recuperación para puentes (HAZUSMH, 2004).

teriales durante y después de un sismo de gran magnitud, y para mejorar la capacidad de recuperación de una comunidad. En este artículo se presentó una metodología integral para evaluar la resiliencia sísmica de puentes urbanos, donde se identificó una mejora en el desempeño sísmico al implementar la cimentación masiva de bajo costo en el apoyo crítico de la estructura. Se observó una reducción en la probabilidad de afectación muy alta para daño mínimo (80%) y alta para daño completo (60%), considerando los diferentes periodos de retorno. Asimismo, se concluye que la cimentación masiva aumentó hasta en un 9% el índice de resiliencia del paso elevado. Se necesita información más precisa sobre los tiempos de recuperación de puentes ubicados en zonas urbanas densamente pobladas, como la Ciudad de México, después de eventos sísmicos con intensidades importantes, para caracterizar mejor las funciones de recuperación, disponibles en la bibliografía técnica internacional, considerando la fuerte dependencia del índice de resiliencia, R, con la distribución del tiempo de recuperación y prácticas de construcción locales Referencias Dong, Y., y D. M. Frangopol (2015). Risk and resilience assessment of bridges under mainshock and aftershocks incorporating uncertainties. Engineering Structures 83: 198-208. Karamlou, A., y P. Bocchini (2015). Computation of bridge seismic fragility by large-scale simulation for probabilistic resilience analysis. Earthquake Engineering and Structural Dynamics 2567. Mayoral, J. M., M. P. Romo y F. A. Flores (2011). Seismic response of bridges with cellular foundation built in soft clay. Pan-Am CGS Geotechnical Conference. Toronto. Mayoral, J. M., A. Badillo y M. Alcaraz (2017). Vulnerability and recovery time evaluation of an enhanced urban overpass foundation. Soil Dynamics and Earthquake Engineering 100: 1-15. Mayoral, J. M., M. Alcaraz, D. de la Rosa, N. Sarmiento, H. Lasses y M. P. Romo (2019). Seismic performance evaluation of a bridge crossed by a normal fault. VII ICEGE. International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering. Roma. National Institute of Building Science, NIBS (2004). HAZUS-MH: Technical manuals. Washington: Federal Emergency Management Agency y National Institute of Building Science. Venkittaraman, A., y S. Banerjee (2014). Enhancing resilience of highway bridges through seismic retrofit. Earthquake Engineering and Structural Dynamics 2392. ¿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. 621 julio de 2021

14 AÑOS EN MÉXICO

LÍDERES EN GRÚAS TORRE capacidad de hasta 90 T

Tel. [52] 55 3618 1111 www.groke.mx

LEGISLACIÓN

Hacia una nueva Ley de Obras Públicas federal Durante los últimos tres años, el Colegio de Ingenieros Civiles de México ha actuado decisivamente para dar cumplimiento al artículo 50 de la Ley de Profesiones, la “Ley Reglamentaria del Art. 5º Constitucional en Materia de Profesiones”, y avanzar en el paradigma mayor de nuestra profesión: coadyuvar cada vez más al desarrollo económico nacional, de manera socialmente justa y territorialmente equilibrada. Las obras públicas son un poderoso instrumento para lograrlo, edificando la infraestructura indispensable para la modernización del país. Se expone aquí el estado en que se encuentra la propuesta de nueva Ley de Obras Públicas presentada por el CICM. ROBERTO DUQUE RUIZ Vicepresidente de Normatividad y Desarrollo del Ejercicio Profesional y miembro emérito del CICM. Coordinador de la División de Ingeniería Internacional de la CFE. HÉCTOR GONZÁLEZ REZA Coordinador del Comité de Normatividad y Enlace Legislativo del CICM. Ex diputado federal.

El invocado artículo 50 de la ley establece en su segundo inciso como uno de los propósitos de los colegios de profesionistas el siguiente: “Promover la expedición de leyes, reglamentos y sus reformas, relativas al ejercicio profesional”. Esas reformas, por supuesto, deben cumplir con lo que mandata el inciso previo al referido, en el sentido de que los colegios deberán realizar la “vigilancia del ejercicio profesional con objeto de que éste se realice dentro del más alto plano legal y moral”. Así, bajo esas dos sólidas premisas, el 37 Consejo Directivo del CICM determinó en 2018 iniciar una revisión exhaustiva de una de las leyes más emblemáticas vinculadas a la ingeniería civil, como lo es la Ley de Obras Públicas, y Servicios Relacionados con las Mismas (LOPSRM), vigente desde el año 2000. Su área de aplicación es precisamente la infraestructura, renglón fundamental para lograr mejores niveles de bienestar, seguridad y desarrollo para la población, objetivo primario de todo gobierno. Este análisis se hizo con el trabajo fino y exhaustivo del Comité de Normatividad y Enlace Legislativo, integrado por más de una veintena de muy distinguidos colegas, con décadas de experiencia en obras de infraestructura y también en el cumplimiento del marco jurídico aplicable a esa obras, pudiendo así examinar la pertinencia de las normas respectivas. Desde la creación de este cuerpo en 2005, se discutieron y redactaron diferentes propuestas de manera interna, y también activamente en el ámbito externo en combinación con otras instituciones colegiadas. Más recientemente, en coordinación con la Vicepresidencia de Normatividad y

Desarrollo del Ejercicio Profesional, se avanzó en ese propósito y para ello se contactó a las secretarías de Hacienda, de Comunicaciones y Transportes, y de la Función Pública; con la Cámara de Empresas de Consultoría; la Cámara Nacional de la Industria de la Construcción y el Colegio de Arquitectos de México. También se realizaron eventualmente encuentros con representantes de las dos cámaras legislativas federales, destacadamente con la Comisión de Infraestructura de la cámara baja, que encabezó nueve foros regionales en 2018 y 2019 con participación del CICM, orientados a formular un proyecto de reformas legislativas. Así, en los años recientes y abrevando de las experiencias descritas, el CICM convocó a algunos jurisconsultos destacados o ex legisladores con miras a la preparación de un proyecto formal de ley que contuviese las múltiples reformas consensuadas con las instituciones convergentes. Para emprender estas tareas consideramos algunos antecedentes históricos, como la primera legislación general en el mundo que incluía temas de edificación, como lo fue el Código de Hammurabi (ca. 1700 antes de nuestra era), que recogía en lo general principios de la conocida ley del Talión. El enfoque moderno de las leyes en el siglo XXI tiene preeminencia en las garantías individuales, los derechos humanos, la preservación del medio ambiente, la seguridad pública, la forma de gobierno y el desarrollo económico-social equilibrado. En el caso de la infraestructura en nuestro país, la Ley de Obras Públicas es reglamentaria del artículo 134 de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos y tutela

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Hacia una nueva Ley de Obras Públicas federal

el interés del Estado en esta materia. Las tres versiones anteriores se han enfocado destacadamente en la forma de contratación, los trámites y las sanciones por posibles irregularidades. Hoy se requiere una ley que además privilegie la búsqueda de un concepto superior, integrado por la calidad, la seguridad y la sustentabilidad de las obras, objetivo permanente de la ingeniería mexicana. Así, luego de innumerables sesiones y discusiones temáticas del contenido de la LOPSRM, el CICM convocó a un despacho especializado en formulación de leyes y en procesos parlamentarios para convertir una iniciativa legislativa en ley. A través de este mecanismo, se editó la versión final del proyecto de nueva Ley de Obras Públicas con 138 artículos y 8 transitorios; fue entregada en ceremonia especial por los presidentes saliente y entrante del CICM al presidente de la Comisión de Infraestructura de la Cámara de Diputados –seleccionada como cámara de origen, de acuerdo con la práctica parlamentaria– y al Senado como cámara revisora. Tal evento ocurrió el 6 de abril de 2020. Es la primera vez en la historia del CICM que se formula y se entrega formalmente al Congreso de la Unión un proyecto detallado de ley impresa, cuya portada aparece en la figura 1. La versión con el texto completo está a disposición de la membresía en la página web del colegio.

Numerosos encuentros y búsqueda de consensos legislativos se dieron al interior de la cámara baja, y con la intervención de otras comisiones legislativas se logró la aprobación parcial por el pleno de la cámara el día 8 de abril del presente año. En el documento aprobado quedó excluido un precepto que importa mucho para el cuerpo de este texto: la gerencia de proyecto. Reformas ya aprobadas por la Cámara de Diputados Varias de las reformas aprobadas a la vigente LOPSRM en abril pasado por el pleno cameral son coincidentes con el proyecto del CICM descrito en el apartado anterior. Estas reformas pasaron el mismo mes al Senado en su calidad de cámara revisora; se espera que sean aprobadas, con o sin modificaciones, durante el segundo periodo extraordinario de sesiones del año en curso, que iniciará el primer día del próximo septiembre. A continuación regresará a San Lázaro para nuevas modificaciones, o en su caso para su promulgación final. La minuta y el dictamen con el que los diputados turnaron el proyecto al Senado señalan los principales temas resultado de los foros y las reuniones de trabajo, de los cuales se desprenden las reformas propuestas, y sus propósitos. Entre ellos destacan:

Especialista en mejoramiento de suelos COLUMNAS DE MÓDULO CONTROLADO (CMC) COLUMNAS DE GRAVA VIBROCOMPACTACIÓN COMPACTACIÓN DINÁMICA DRENES VERTICALES CONSOLIDACIÓN POR VACÍO “MENARD VACUUM” SUSTITUCIÓN DINÁMICA SOIL MIXING

Nave Industrial - CMCs bajo zapatas y bajo losa sobre suelo

www.menard.com.mx

Hacia una nueva Ley de Obras Públicas federal

1. Garantizar que los proyectos ejecutivos, antes de la contratación de obras de infraestructura, incluyan todos los componentes requeridos previos, en especial estudios de ingeniería básica, derechos de vía, condiciones sociales y ambientales, entre otros. 2. Actualizar y fortalecer el Registro Único de Contratistas (RUC) en las diversas dependencias, integrando un subsistema de contratistas clasificados por especialidad y experiencia, y alineados con el desarrollo sustentable. 3. Implementar las mejores prácticas internacionales y aprovechar las tecnologías de la información para mejorar los procedimientos en la planeación, contratación, ejecución, supervisión y seguimiento de las obras. 4. Otorgar anticipos en porcentajes conforme a la complejidad y requerimientos de las obras a realizar. 5. Elevar la calidad de las obras públicas estableciendo corresponsabilidad entre la empresa supervisora y los residentes de obra, y dando atribuciones a la Auditoría Superior de la Federación. 6. Actualizar disposiciones homologando medidas con motivo de la desindexación del salario mínimo, tomando como referencia la unidad de medida y actualización (UMA). Con estas premisas y planteamientos, los 13 artículos de la LOPSRM que se modificaron o cambiaron su enunciado son: Art. 10 Bis. Las dependencias promoverán la incorporación de las mejores prácticas internacionales

Portada del documento que contiene el proyecto de ley formulado por el CICM y entregado a la Cámara de Diputados.

y avances tecnológicos para la planeación, licitación, contratación, ejecución, supervisión y seguimiento de las obras públicas y los servicios relacionados con las mismas. Art. 24. Para licitar, adjudicar y contratar obras públicas, las dependencias y entidades deberán contar con los estudios y proyectos, permisos ambientales, derechos de propiedad, inmuebles y bienes necesarios, especificaciones de construcción, normas de calidad y el programa de ejecución totalmente terminados (con las mismas excepciones que la ley vigente). Art. 27 Bis, primer párrafo. Los testigos sociales participarán en obras cuyo monto rebase el equivalente a quince millones de unidades de medida y actualización diaria vigente, y en aquellos casos que determine la Secretaría de la Función Pública atendiendo al impacto que tenga la contratación en los programas sustantivos de la dependencia o entidad. Art. 31. La convocatoria deberá contener la indicación de lugar, fecha, horario, costo y forma de pago en que los interesados podrán obtener las bases. El costo se determinará por el monto de obra o servicio, y los interesados podrán consultar las bases previo a su pago […] mencionarán los anticipos que se otorgarán, y la fecha, lugar y hora para la firma del contrato, la presentación de garantías y la entrega de anticipos. Art. 32. El ingreso recaudado por la venta de las bases será para uso de la dependencia o entidad convocante. Artículo 36. La dependencia revisará la especialidad, experiencia, cumplimiento de contratos, capacidad y constancia documental de su inscripción en el Registro Único de Contratistas y en el de la dependencia o entidad cuando así corresponda. Art. 39. El fallo contendrá fecha, lugar y hora para la firma del contrato, la presentación de garantías y la entrega de anticipos. Art. 50. Las dependencias entregarán hasta un 30% de anticipo. Art. 53. Cuando la supervisión sea realizada por terceras personas, la supervisora será corresponsable, con el residente designado por la dependencia o entidad, en verificar la correcta ejecución de los trabajos de acuerdo con las especificaciones del contrato y la calidad de los materiales. Art. 66. Los trabajos se garantizarán hasta un plazo de veinticuatro meses conforme a la complejidad y características de la obra, y los contratistas deberán constituir una fianza por el equivalente hasta del veinte por ciento del monto total ejercido, y presentar una carta de crédito irrevocable hasta por el diez por ciento de dicho monto, o aportar el diez por ciento en recursos líquidos a un fideicomiso constituido para ello, cuyos recursos y rendimientos se retirarán transcurridos veinticuatro meses desde la recepción de la obra. Art. 74 Bis. Las personas físicas y morales interesadas en participar en los procedimientos de contratación

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Hacia una nueva Ley de Obras Públicas federal

deberán inscribirse en el Registro Único de Contratistas y, cuando así se requiera, en el registro de cada dependencia o entidad. La información proporcionada se deberá mantener actualizada conforme a los lineamientos que establezca la secretaría y dependencia o entidad […] En el sistema integral existirán secciones o subsistemas por dependencia o entidad a fin de clasificar: especialidad, experiencia, cumplimiento de contratos y capacidad de los contratistas. Art. 76. La Secretaría de la Función Pública y la Auditoría Superior de la Federación podrán verificar la calidad de los trabajos […] en los términos que establece la Ley de Infraestructura de la Calidad. Art. 77. Las infracciones a las disposiciones de esta ley serán sancionadas con multa equivalente a la cantidad de cincuenta hasta mil veces la unidad de medida y actualización vigente elevada al mes. Nueva propuesta al Senado: Gerencia de proyecto Las 13 reformas a la LOPSRM que fueron aprobadas recientemente (detalladas en los apartados previos) son muy convenientes y coinciden con preocupaciones permanentes de diversos comités técnicos del CICM, así como de la Comisión de Infraestructura de la Cámara de Diputados y de dependencias del gobierno federal

vinculadas a la construcción de la infraestructura. Son bienvenidas esas reformas turnadas al Senado por el pleno de la Cámara de Diputados. Sin embargo, en esas reformas quedaron excluidos varios conceptos relevantes, incluyendo temas de planeación, taxonomía de contratos y solución de controversias. Por ahora, consideramos impostergable insistir, por varias razones, en un concepto que importa mucho al CICM: la gerencia de proyecto, que es un conjunto de herramientas procedimentales destinadas a mantener en el más alto nivel de prioridad la calidad de las obras públicas y privadas, así como el control de otros dos parámetros clave como lo son el tiempo y el costo de ejecución. Lo anterior es aun más importante cuando se trata de las obras de infraestructura que realiza el poder público con fondos del erario, cuya calidad y seguridad deben ser óptimas, en especial porque su falla funcional puede poner en peligro la salud e incluso la vida de los usuarios, en su mayoría ciudadanos que con sus impuestos financian en gran medida el costo de esa infraestructura. El gobierno tiene, así, un compromiso ético con la sociedad; un virtual contrato social, parafraseando a J. J. Rousseau. La gerencia de proyecto, cuyos objetivos y alcances están detalladamente explicados en el Art. 23 del

Hacia una nueva Ley de Obras Públicas federal

proyecto legislativo del CICM referido en el primer apartado de este texto, debe ser obligatorio para las obras públicas que realicen las siguientes instancias: las dependencias y entidades de la administración pública federal; los poderes Legislativo y Judicial de la federación; los organismos constitucionales autónomos de la federación. También, como lo menciona el texto, las entidades federativas, los municipios y las alcaldías en el caso de la Ciudad de México, así como los entes públicos de esos ámbitos de competencia, cuando se apliquen recursos federales, parcial o totalmente, con base en convenios formales. El propósito, que es una de las virtudes de la gerencia de proyecto, es otorgar la más elevada prioridad a un factor integrante del triángulo clave de la ejecución contractual de obras de infraestructura: calidad-tiempocosto. Por ética, y por honrar la misión por excelencia de la ingeniería civil, así como por respetar el valor supremo que es la vida humana, nos inclinamos a privilegiar obsesivamente la calidad. El tiempo y costo son variables de la ecuación, y la constante debe ser la calidad. Los británicos expresan: “quality is queen”. Ése es el valor por fomentar en la edificación pública y privada en la que intervengan ingenieros civiles. Hay que retomar y reformular la idea del siglo XX: “Lo construido en México está bien construido”. Es la respuesta de profesionales formados en este país que tenemos una convicción muy clara: pertenecemos a una profesión cuya vocación básica es servir a la sociedad con las mejores y más modernas prácticas nacionales e internacionales, para lograr construcciones con los mayores estándares de calidad y seguridad. Lo hemos hecho, pero no en todos los casos. Hagámoslo en adelante de manera rigurosa y generalizada. Esta herramienta, que en México se ha utilizado formalmente desde hace unas tres décadas de manera progresiva, debe aplicarse por especialistas en gerencia de proyecto debidamente certificados por colegios de profesionales vinculados con la construcción. Tal es el caso de nuestro colegio, que además ofrece excelentes cursos de capacitación en la materia a través de su Centro de Actualización Profesional e Innovación Tecnológica. Con todo lo anterior lograremos además, y destacadamente, cumplir a pie juntillas con lo que estipula el Código de Ética del CICM, documento de gran contenido axiológico que responde a lo que la comunidad espera de nosotros: actuar con la tecnología actualizada en una mano y con la ética y las mejores prácticas ingenieriles en diseño y edificación en la otra. Por ello, el Consejo Directivo del CICM está considerando propiciar la obligatoriedad de incluir en las escuelas de ingeniería civil del Valle de México, al final de los exámenes profesionales, un breve protocolo para que los nuevos ingenieros expresen solemnemente su compromiso de cumplir en su práctica profesional con el Código de Ética del CICM, a la manera en que los médicos, mutatis mutandis, pronuncian el Juramento de Hipócrates. Ya lo

u Varias de las reformas aprobadas a la vigente LOPSRM en abril pasado por el pleno cameral son coincidentes con el proyecto del CICM descrito en el apartado anterior. Estas reformas pasaron el mismo mes al Senado en su calidad de cámara revisora; se espera que sean aprobadas, con o sin modificaciones, durante el segundo periodo extraordinario de sesiones del año en curso, que iniciará el primer día del próximo septiembre. A continuación regresará a San Lázaro para nuevas modificaciones, o en su caso para su promulgación final. hacen algunas escuelas y facultades de Ingeniería civil; proponemos que sea en todas. Conclusiones El Colegio de Ingenieros Civiles de México, a 75 años de su fundación, ha hecho un esfuerzo inédito en el sentido de entregar al Poder Legislativo un avanzado proyecto de nueva Ley de Obras Públicas, bajo la premisa de impulsar nuestra profesión a prácticas propias del siglo XXI, en el cual la única constante es el cambio: vertiginosos avances en el campo de la infraestructura y en la creación del activo fijo nacional. Ocurre tanto en las prácticas de diseño con la presencia creciente de tecnologías digitales, inteligencia artificial y automatización selectiva, cuando el caso lo amerita, e igualmente en procedimientos constructivos, en la puesta en servicio y en la crucial etapa de operación y mantenimiento. Esto último es tan relevante, que deberíamos sumar a los alcances de la gerencia de proyecto tanto el aseguramiento de calidad de las obras públicas durante la etapa constructiva, como la formulación del Manual de Mantenimiento estricto, obligatorio y verificable para las obras públicas que señale el reglamento de la ley. En la misma dirección, pero en otro ámbito legislativo, el CICM debería pugnar por que el Presupuesto de Egresos de la Federación escrupulosamente considere, de manera multianual, los fondos necesarios para el mantenimiento y conservación de la infraestructura nacional. Seremos así un país ingenierilmente más moderno, más seguro y más resiliente. Y con ello la sociedad y la opinión pública tendrán una cada vez mejor imagen de la ingeniería civil, y también de nuestro colegio. Estamos en una coyuntura favorable para proponer al Senado de la República estas adendas legislativas, pues, como ya se explicó, está actuando como cámara revisora de las reformas ya aprobadas previamente por los diputados el pasado mes de abril, cambios contenidos en 13 artículos derivados en gran medida del proyecto de nueva Ley de Obras Públicas que propuso en 2020 nuestro cuerpo colegiado ¿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. 621 julio de 2021

INGENIERÍA SÍSMICA TEMA DE PORTADA

Rehabilitació de infraestructura e La “Guía técnica de rehabilitación sísmica de la infraestructura física educativa de México” es producto de la experiencia mexicana en evaluación y rehabilitación sísmica de edificios, así como de la revisión de las experiencias de otros países. Aunque fue elaborada para las autoridades educativas, puede ser utilizada en todo tipo de edificaciones existentes, como viviendas o edificios de uso comercial, en cualquier lugar del país. Además, es aplicable en programas de tipo preventivo y para la revisión de la seguridad estructural. SERGIO M. ALCOCER MARTÍNEZ DE CASTRO Ingeniero civil y doctor en Ingeniería. Miembro del Comité Asesor en Seguridad Estructural del DF y presidente del Comité Científico Asesor en Sismos y Resiliencia de la CDMX. GABRIELA QUIROGA GARCÍA Licenciada en Urbanismo con maestría en Gestión pública para la buena administración. Coordinadora técnica en el Inifed. GIANELLA A. VALENCIA RONQUILLO Ingeniera civil con maestría en Ingeniería. RUBÉN BAUTISTA MONROY Ingeniero civil. Becario del II. Coautor de la serie “Evaluación postsísmica de la infraestructura física educativa de México".

Después de la ocurrencia de un sismo, se inspeccionan los edificios para determinar, en un primer momento, si son aptos para ser usados o no (evaluación de nivel 1). En una segunda etapa, días o semanas después, se revisan aquellos edificios que, luego de la evaluación nivel 1, resultaron en duda o señalados como no aptos para ser usados, con el objetivo de establecer, de manera aproximada, su capacidad estructural (evaluación de nivel 2). Es frecuente que, como resultado de la evaluación, se recomiende una evaluación más profunda con objeto de definir los esquemas y técnicas de rehabilitación, ya sea que el edificio haya experimentado daño estructural o no (nivel 3). Los trabajos de esta evaluación nivel 3, denominada también evaluación profunda, requieren la aplicación de requisitos normativos y de mejores prácticas con la finalidad de lograr que la edificación rehabilitada tenga el desempeño esperado. Debe realizarse por un ingeniero estructural e implica un levantamiento minucioso del daño estructural y no estructural, incluyendo contenidos, la evaluación cuantitativa de la capacidad de la estructura dañada, el análisis de distintas estrategias y técnicas de rehabilitación, así como el diseño en detalle de las técnicas seleccionadas. Frecuentemente, el trabajo implica el diseño del apuntalamiento o arriostramiento mientras se diseña la rehabilitación. La evaluación profunda se ejecuta en la fase de reconstrucción del ciclo de gestión integral de riesgos y desastres. Para implantar esta metodología, el Instituto Nacional de la Infraestructura Física Educativa (Inifed), en liquidación, con la colaboración del Instituto de Ingeniería de la UNAM, desarrolló una serie de documentos sobre evaluación y rehabilitación de la infraestructura física educa-

tiva después de sismos. Entre ellos destaca una “Guía técnica de rehabilitación sísmica de la infraestructura física educativa de México”, en la que se presentan los requisitos para la evaluación y rehabilitación, aplicable a una evaluación de nivel 3. La guía técnica es producto de la experiencia mexicana en evaluación y rehabilitación sísmica de edificios, así como de la revisión de las experiencias de otros países, como Estados Unidos y Japón. Su aplicación es obligatoria en las escuelas públicas y privadas y es complementaria de las especificaciones de la Norma Mexicana para la Seguridad de la Infraestructura Física Educativa (NMX-R-079-SCFI-2015), del reglamento de construcciones local y de sus normas técnicas complementarias (NTC). En caso de que las normas técnicas complementarias locales sean anteriores a 2017, o bien, cuando sus requisitos sean menos estrictos que los establecidos en la normatividad de la Ciudad de México, se deberá utilizar la versión 2017 de las Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal. No obstante que el documento fue elaborado para las autoridades educativas, la guía puede ser utilizada en todo tipo de edificaciones existentes, como viviendas o edificios de uso comercial, en cualquier lugar del país. Además, es aplicable en programas de tipo preventivo y para la revisión de la seguridad estructural. Está dirigida a proyectistas, constructores, directores, corresponsables y propietarios, responsables de evaluar, analizar, diseñar, construir, revisar y supervisar el proceso de rehabilitación de un edificio escolar (o de cualquier edificación), así como de mantener y operar el inmueble en adecuadas condiciones.

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Rehabilitación estructural de infraestructura educativa de México

n estructural ducativa de México Consta de nueve capítulos, un apéndice y tres secciones con notaColumna Refuerzo Columna ción, definiciones y glosario. La orgaRefuerzo existente longitudinal existente longitudinal nización es consistente con el proceso de evaluación, análisis, diseño y ejecuGrapas Estribos Estribos ción de un proyecto de rehabilitación. de varias de varias La guía está ilustrada profusamente piezas con Encamisado piezas con Encamisado ganchos a con fotografías, croquis y dibujos, ganchos a 135 grados 135 grados con objeto de aclarar los conceptos presentados. Este artículo se ilustra con algunas figuras representativas de las encontradas en la guía. Elaboración propia. El documento es de acceso libre y gratuito en las siguientes direcciones: Figura 1. Perspectiva de columnas encamisadas según posibles configuraciones • www.gob.mx/inifed/documentos/ de acero: estribos de varias piezas (izquierda) y estribos sobrepuestos (derecha). evaluacion-postsismica-y-rehabili tacion-sismica-de-la-infe Además, se establece un criterio para decidir cuándo re• https://www.resilienciasismica.unam.mx/docs/Evaluahabilitar un edificio existente y se mencionan los distintos cion_Guia_TecnicaDIGITAL130221.pdf métodos y estrategias para llevar a cabo la rehabilitación. Rehabilitación, comportamiento y principales tipos de daños La guía técnica describe los principales modos de comportamiento y tipos de daño de edificios escolares en México. Se explican los sistemas estructurales característicos en las escuelas de México, así como los daños por golpeteo entre edificios adyacentes y por irregularidades; de igual manera, se enlistan los modos de comportamiento y tipo de daño más comunes en los elementos estructurales: vigas, columnas, uniones viga-columna, muros, losas y cimentaciones. Se explica el modo de comportamiento deseable ante sismos asociado al estado límite de falla. Cuenta con figuras e imágenes ilustrativas de los modos de falla con ejemplos de escuelas dañadas y se resumen los modos de comportamiento que se han observado con mayor frecuencia en los prototipos de escuelas del Comité Administrador del Programa Federal de Construcción de Escuelas (CAPFCE) y del Inifed. Asimismo, presenta los requisitos por satisfacer durante la rehabilitación. Se enlistan los documentos –y sus características– que deberán incluirse en un proyecto ejecutivo y se especifican los criterios de evaluación y de diseño estructural durante el proceso de rehabilitación.

Evaluación, análisis y diseño En los primeros capítulos se enumeran las distintas cargas y sus combinaciones que deberán satisfacerse durante el proceso de rehabilitación, así como los factores de resistencia que habrán de usarse para el diseño y evaluación de elementos y componentes estructurales en el diseño de la rehabilitación. La rehabilitación se diseñará para que cumpla con los requisitos de los estados límite de falla y de servicio, así como de durabilidad. Con objeto de evaluar la seguridad estructural del edificio, incluida su cimentación, se describen las tres etapas del proceso: a) investigación de las características y condición de la estructura, b) evaluación que permita determinar las causas del daño, deterioro y deficiencias, así como los criterios para la selección de las soluciones de rehabilitación, y c) desarrollo de las estrategias de rehabilitación apropiadas. Se presentan las bases para evaluar la condición del edificio existente, las cuales incluyen la configuración del edificio, la extensión y ubicación del daño y deterioro, la determinación de propiedades de los materiales, la identificación de la condición de los elementos estructurales, la caracterización del sitio e información geotécnica, entre otras.

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Rehabilitación estructural de infraestructura educativa de México

tensado adicional, compuestos de polímeros reforzados con fibras (CPRF) y diafragmas. hsol

ba /2

ls b ts

Solera

Ángulo

Elaboración propia.

Figura 2. Elevación de una columna encamisada con ángulos y solera.

Se establecen los requisitos generales a considerar en los métodos de análisis, se delimitan los criterios para medir los periodos de vibración, la revisión de los estados límite de servicio, los criterios de aceptación para la estructura rehabilitada y las pruebas de carga permitida. Se definen los parámetros de diseño para elementos nuevos y existentes, así como la revisión para los estados límite de falla y de servicio. Se establece como objetivo de diseño que la rehabilitación de elementos, componentes y sistemas estructurales conduzca a un sistema capaz de resistir las cargas de diseño mediante la compartición y transmisión de carga entre elementos existentes y la rehabilitación. Asimismo, se incluyen los requisitos para el diseño del refuerzo en la interfaz para asegurar la adherencia de los materiales de rehabilitación con los elementos existentes; éstos incluyen, entre otros, el tipo de aplicación, adhesión, estabilidad volumétrica, movimientos térmicos, durabilidad, resistencia a la corrosión, métodos de instalación, requisitos de curado y condiciones ambientales. También se mencionan las consideraciones de diseño y detallado que se deben satisfacer, así como los materiales de rehabilitación, entre ellos, concreto, acero de refuerzo, mampostería, estructuras presforzadas y postensadas, anclas y conectores postinstalados, la geometría de la reparación, la rehabilitación usando pos-

Técnicas de rehabilitación y durabilidad Una gran parte del documento (capítulo 6) está destinada a presentar las técnicas de rehabilitación más comunes para ser aplicadas en edificios existentes. Para cada una se indica la deficiencia estructural que se puede corregir y se describe en qué consiste la técnica, en lo general, y sus variaciones, cuando corresponda. Se incluyen requisitos de análisis, diseño, construcción, supervisión y aseguramiento de la calidad. Cuando se requiere, se señalan los requisitos de las NTC en cuyo cumplimiento debe prestarse especial atención. De igual forma, se indican los requisitos que no se pueden cumplir, dado que no son aplicables a la rehabilitación de edificios existentes. Este documento reúne, por primera vez en México, un conjunto coherente e integral de requisitos de análisis, diseño, construcción, supervisión y aseguramiento de la calidad de técnicas de rehabilitación. Las técnicas descritas son: • Reparación local de elementos estructurales. Destaca la reparación de elementos de concreto con desprendimiento de recubrimiento o desconchamiento, la reparación de daños ligeros en muros de mampostería mediante reemplazo de piezas aplastadas o desconchadas, la reparación local de agrietamiento en muros de tabique con aplanado, la reparación de muros con problemas de salitre, reparación de daños ligeros en losas, la restitución del aplanado en losa, así como la reparación de daños ligeros y moderados en losas planas. • Reparación de grietas mediante fluidos, que consiste en inyectar una resina sintética a base de resina epóxica en las grietas causadas por sismos cuando el grado de deterioro del elemento es bajo y no se tienen desprendimientos de concreto significativos. • Reemplazo de elementos estructurales dañados, como son losas en volado con problemas de flecha o agrietamiento excesivo y la colocación de largueros adicionales o sustitución de largueros dañados. • Conexión entre elementos existentes y materiales o elementos nuevos que asegure la adecuada transAncho del abanico

Placa de FRP

Ancla Concreto existente Elaboración propia con base en Zhang y Smith (2011).

Figura 3. Conector de CPRF.

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Rehabilitación estructural de infraestructura educativa de México

sísmicas a través de incrementar la resistencia a fuerza cortante, aumentar la capacidad de deformación inelástica y la rigidez, así como incrementar la capacidad a flexocompresión del muro cuando se añaden castillos en los extremos para anclar la malla. • Adición de muros de concreto. Los Ancla recta edificios que se pueden rehabilitar aplicando esta técnica son aquellos Ancla a 90 grados Miembro encamisado Viga existente con una insuficiente rigidez o resiscompletamente tencia lateral, los que poseen pisos Elaboración propia con base en Del Rey (2017). suaves o flexibles, los que tienen muros de concreto que deben ser Figura 4. Ejemplo de uso de conectores de CPRF. reforzados y los inmuebles con asimetrías en la distribución de elementos resistentes misión de fuerzas. Las técnicas de rehabilitación y que pueden exhibir vibraciones de torsión. que requieren la colocación de anclas o conectores • Adición de contraventeos de acero. Esta técnica pueen estructuras de concreto son: encamisados de de ser aplicada para mejorar el desempeño sísmico concreto, de acero y de compuestos de polímeros de edificios con columnas cuyo comportamiento está reforzados con fibra; adición de muros de concreto y controlado por fuerza cortante y cuya falla puede de contraventeos metálicos, sustitución o adición de afectar el desempeño sísmico de todo el edificio, muros diafragma de mampostería. edificios a base de marcos resistentes a momento • Encamisados de vigas, columnas o nudos con concon insuficiente resistencia o rigidez lateral, o bien, en creto reforzado, que consiste en añadir una capa edificios con pisos débiles, usualmente en la planta de concreto o mortero alrededor de los elementos baja. En la figura 5 se ilustra una elevación de contraexistentes. El encamisado puede ser total, si rodea al venteos conectados a la estructura existente mediante elemento en todas sus caras, o parcial, si cubre a dos marcos metálicos perimetrales y concreto de baja o tres caras contiguas. En la figura 1 se aprecian posicontracción. bles configuraciones de acero transversal en columnas • Adición de contraventeos metálicos a base de caencamisadas. bles postensados, que es una técnica que permite • Encamisados de vigas, columnas o nudos con acero; consisten en el recubrimiento del elemento estructural con piezas de acero, las cuales pueden ser placas Nivel AZ Estructura existente delgadas o armaduras hechas de soleras y ángulos Conectores en el soldados entre sí. La camisa de acero puede extenmarco de concreto derse en toda la longitud del elemento (encamisado Conectores en el completo) o sólo en una zona de éste, normalmente marco metálico Nivel 2 donde se esperan deformaciones inelásticas (encaConcreto de baja contracción en el misado local). En la figura 2 se presenta una columna marco conexión encamisada con ángulos y soleras. Contraventeo • Encamisados de vigas, columnas, nudos y muros con CPRF. Consiste en el recubrimiento del elemento estrucMarco metálico Nivel 1 interior tural con capas de fibras que se adhieren por medio de resina epóxica. Dichas fibras trabajan de forma unidireccional, razón por la cual su orientación depende de la característica estructural (resistencia, confinamiento) que se busca mejorar. El encamisado puede ser total o parcial. Las fibras deben conectarse con el elemento Nivel PB existente; una solución es mediante conectores hechos con CPRF (véase figura 3). En la figura 4 se presenta un ejemplo de uso de conectores de CPRF. • Encamisado de muros de mampostería. Es una técElaboración propia. nica que puede ser utilizada en muros con cualquier grado de daño, como reparación, o en muros sin Figura 5. Elevación de contraventeos conectados a la esdaño previo, como reforzamiento. Tiene como objetivo tructura existente mediante marcos metálicos perimetrales y mejorar el comportamiento de los muros ante cargas marcos de concreto de baja contracción. Armado existente

Losa existente

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Rehabilitación estructural de infraestructura educativa de México

Columna

Ampliación de las zapatas

Contratrabe nueva para rigidizar el cajón 1A

1BZapata aislada

Contratrabes 1A

Contratrabes a) Zapata aislada a zapata corrida Columna Zapata corrida

Ampliación de las zapatas

Zapata corrida

Columna

1C B 1 2B

c) Zapatas corridas en dos direcciones a cajón de cimentación

2C Contratrabes

b) Zapatas corridas en una dirección a zapatas corridas en ambas direcciones Elaboración propia con base en Cuevas (2019).

Figura 6. Opciones de modificación de la cimentación superficial de un edificio en proceso de rehabilitación.

incrementar la resistencia global de la estructura ante cargas laterales como las inducidas por sismo y aumentar la rigidez lateral global de la estructura y, consecuentemente, disminuir las demandas de desplazamiento lateral. Consiste en suministrar suficiente tensión a los cables para incrementar la rigidez y la resistencia lateral del edificio. • Sustitución o adición de muros diafragma de mampostería. Es una técnica con la cual se logra incrementar la rigidez lateral del marco de concreto o de acero, aumentar la resistencia lateral global de la estructura, evitar la falla por cortante de columnas existentes con dimensiones y cuantías de refuerzo insuficientes y reducir daños estructurales y no estructurales al limitarse las distorsiones laterales. Esta técnica consiste en la sustitución de muros de mampostería de relleno dañados o débiles y en la adición de muros diafragma, construidos en contacto en toda la altura de las columnas laterales y en toda la longitud de la viga superior. • Separación y recorte de pretiles para rehabilitar edificios a base de marcos resistentes a momento de concreto o de acero, con pretiles. Consiste en la separación de muros cortos bajo la ventana (pretiles) que están en contacto con las columnas de un marco, de concreto o de acero, o bien que están separados de ellas menos de la distancia requerida según los requisitos de las NTC-Sismo. • Sistemas de protección pasiva. Técnica que consiste en la colocación de disipadores de energía sísmica, como sistema secundario, con objeto de reducir la respuesta sísmica del edificio. • Rehabilitación de la cimentación. En esta sección se describen las distintas opciones disponibles para

rehabilitar los elementos estructurales de la cimentación, así como para recimentar o renivelar un edificio existente. En la figura 6 se presentan opciones de modificación de la cimentación superficial de un edificio en proceso de rehabilitación. El documento además cuenta con un capítulo destinado al diseño por durabilidad, en el que se mencionan los diferentes métodos para asegurar que los materiales empleados en la rehabilitación y los elementos rehabilitados tengan la durabilidad necesaria para resistir el medio ambiente. Los métodos incluidos son: recubrimiento, tratamiento de grietas, protección del refuerzo contra la corrosión y tratamiento de la superficie y revestimientos. Construcción y aseguramiento de la calidad En adición a las consideraciones de construcción de cada técnica, en el documento se destina un capítulo a describir las responsabilidades y obligaciones del constructor en el proceso de rehabilitación, incluido el proyecto ejecutivo. Además, se señalan los requisitos para el apuntalamiento y arriostramiento temporal a lo largo de todo el proceso de rehabilitación. Asimismo, se presentan los aspectos a supervisar durante el proceso de rehabilitación, así como la frecuencia de las revisiones. Se describen las pruebas de materiales y se explican las bases para elaborar e implantar un plan de aseguramiento de la calidad de la construcción. Se indican las responsabilidades del proyectista, del corresponsable, el supervisor, los laboratorios de control de calidad de los materiales, el director en el aseguramiento de la calidad y el constructor. Reflexión final El esfuerzo conjunto del Inifed y el Instituto de Ingeniería ha dado como resultado una guía técnica, revisada por especialistas del país en el tema, que permitirá la implantación de programas de alcance nacional o regional para incrementar la seguridad de escuelas, así como para aumentar la resiliencia de nuestras comunidades. Se extiende un respetuoso exhorto a aquellos interesados en consultar y aplicar la guía. Como se señaló, las técnicas, y por ende las recomendaciones, son aplicables a todo tipo de estructura. Las sugerencias para mejorarla serán bienvenidas Agradecimientos Los autores agradecen a: 1) Inifed: Jorge Jiménez Alcaraz, director general; Tonatiuh Balanzario Salazar†, asesor; Ildefonso González Morales, director de Infraestructura. 2) Banobras: Carlos Mier y Terán Ordiales, director general adjunto; Roberto Abraham Vargas Molina, director de Proyectos de Transporte; Rafael Espinosa García, gerente de Proyectos de Transporte 2. 3) II UNAM: David Murià Vila, investigador; Jorge L. Abarca Juárez, Germán A. Bogoya Bernate, Víctor D. Cruz Eligio, Yaneivy Martínez Padrón, Bernardo Moctezuma Gómez y Diana C. Ramírez Quintero, becarios; Mercedes Gallardo Gutiérrez, asesora. ¿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. 621 julio de 2021

DEL 22 AL 25 DE NOVIEMBRE

32 CONFERENCIAS CONCURRENTES

7 CONFERENCIAS PLENARIAS

CURSOS

VISITAS TÉCNICAS

ENCUENTRO ACADÉMICO

https://congresocicm.com/

INGENIERÍA PORTUARIA

Mantenimiento de las estructuras marítimas de atraque De entre las obras que comprende la infraestructura marítima portuaria, este artículo se enfoca en las estructuras de atraque, por su función estratégica en la transferencia de carga del modo de transporte marítimo a otro modo del transporte terrestre. CELSO MORALES MUÑOZ Coordinador del Subcomité de Puertos del Comité de Infraestructura del Transporte del CICM.

La infraestructura marítima portuaria está enfocada en atender necesidades de intercambio comercial –en general de todos los productos que requieran transporte– y de pasajeros, tanto nacional como internacional, a través de cuerpos de agua. Desde el punto de vista técnico, las estructuras de atraque requieren la consideración de solicitaciones por el atraque de buques, la sustentación de la carga y los equipos de manipulación de ésta, así como el hecho de soportar las condiciones oceanográficas, los efectos sísmicos de la región y su existencia en el medio ambiente marino con criterios de seguridad, durabilidad y resiliencia. Tomando en cuenta las solicitaciones mencionadas, los muelles se diseñan con metodología y avances tecnológicos actualizados y adaptados por la ingeniería mexicana, usando elementos prefabricados, materiales de alta calidad y resistencia y métodos constructivos que permiten su construcción en presencia del agua; sin embargo, su mantenimiento requiere actividades en la zona de actividad marina superficial y sumergida, en condiciones de escasa visibilidad y comunicación, por lo que es recomendable la reglamentación de diseño con mejores resistencias tanto del concreto como del acero que aumenten la durabilidad y resiliencia de las estructuras y trabajos de mantenimiento menos frecuentes.

los bienes y la prestación de los servicios respectivos. En su artículo 40, inciso III, determina que corresponde a los administradores portuarios construir, mantener y administrar la infraestructura portuaria de uso común. En el título de concesión de las API y en el contrato de cesión parcial de derechos de los concesionarios se establece que la administración deberá mantener operables las vialidades e instalaciones de uso común, por lo que aplicará un programa de mantenimiento de acuerdo con los diagnósticos de necesidades. Asimismo, será responsable de mantener en óptimas condiciones de operación el señalamiento marítimo y las marcas oficiales que, en coordinación con la capitanía y pilotos, se establezcan, a fin de garantizar la seguridad de las embarcaciones a la entrada y salida del puerto las 24 horas día. Los particulares que tengan contrato de cesión parcial de derechos serán responsables del mantenimiento de las instalaciones cesionadas, por lo que habrán de contar con un programa de mantenimiento que garantice la conservación de las instalaciones en el estado necesario para la prestación de los servicios en condiciones de seguridad y eficiencia. Los primeros 30 días del año, el programa de mantenimiento será presentado a la administración para su conocimiento. El objeto de estos lineamientos generales es contar con una guía para las actividades de inspección y mantenimiento de los muelles, y dar a conocer los elementos que intervienen y los posibles daños y fallas que se pueden presentar de no hacerse el mantenimiento necesario. El tema es muy extenso y requiere estudios y análisis de campo y gabinete para cada caso particular. Como ejemplo de un análisis detallado de muestreo, mediciones y recomendaciones, se puede revisar el estudio elaborado por Instituto Mexicano del Transporte “Evaluación de estructuras de concreto reforzado en México, muelles”.

Administración portuaria De acuerdo con el artículo 38 de la Ley de Puertos y su Reglamento, las administraciones portuarias integrales (API) tienen la encomienda en su totalidad de la planeación, programación, desarrollo y demás actos relativos a los bienes y servicios de un puerto, mediante la concesión para el uso, aprovechamiento y explotación de

Mantenimiento de muelles El mantenimiento es parte esencial de la vida útil de cualquier obra. Un proyecto es funcional siempre y cuando sus propiedades físicas y mecánicas cumplan los requerimientos con los que fue formulado inicialmente. Si el proyecto no se encuentra en un estado aceptable, deja de ser funcional y –sobre todo– seguro.

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Mantenimiento de las estructuras marítimas de atraque

El propósito del mantenimiento de infraestructura portuaria es tomar acciones a fin de mantener la operatividad de la estructura, tomando como referencia las normas internacionales. Los mantenimientos deben ser periódicos o permanentes y se dividen en preventivos y correctivos. Mantenimiento preventivo El mantenimiento preventivo se refiere a una actividad programada de inspecciones a todo equipo o instalación, para poder realizar reparaciones, ajustes, análisis, limpieza, lubricación, calibración, que deben llevarse a cabo en forma periódica y establecida mediante un plan reglamentado. Este mantenimiento permite detectar fallos repetitivos, disminuir los puntos muertos por paradas programadas, aumentar la vida útil de la estructura y equipos, disminuir costos de reparaciones, detectar puntos débiles en la instalación y establecer parámetros de funcionamiento con amplias ventajas de crecimiento a corto y largo plazo. Actualmente, con la automatización y los avances tecnológicos, se puede hacer una caracterización mediante el monitoreo de un equipo, maquinaria, instalación o infraestructura, y, con base en experiencias empíricas, obtener gráficas de comportamiento para poder realizar la planeación del mantenimiento. Mantenimiento correctivo El mantenimiento correctivo está orientado al diagnóstico y reparación de la infraestructura cuando se presenta en ella un problema o evento esporádico, recurrente o una suma de ellos. Se trata de un mantenimiento realizado sin plan de acciones, mediante actividades de reparación. Es resultado de fallas, deficiencias o eventos no esperados, como accidentes o siniestros. El apremio en la ejecución de un mantenimiento correctivo o de emergencia implica la interferencia con la operatividad; se presenta ante el comité de operación del puerto para su consideración en la suspensión de la operación de acuerdo con los trabajos a realizar. Nuevas construcciones En el levantamiento y evaluación del estado de los muelles, es importante dar seguimiento a nuevas construcciones, ya que esto permite constatar la aplicación correcta de las normas de construcción requeridas, recomendadas y realizadas como confirmación del diseño. Toda esta información es resultado de la recolección de datos en torno a lo ejecutado durante el proceso de construcción y permitirá hacer un listado de deficiencias o mejoras del diseño inicial. Revisiones rutinarias Las inspecciones rutinarias en las estructuras portuarias hacen posible tener una evaluación de las necesidades operativas para establecer un correcto mantenimiento de la infraestructura portuaria a lo largo de su vida útil. Los parámetros se clasifican en tres niveles de acuciosidad:

a. Nivel I (inspección 100% visual) b. Nivel II (prueba para revisión estructural) c. Nivel III (focalización de grupos de inspección especializados o sectorizados) Las inspecciones para diseño y reparación de estructuras o muelles se realizan siguiendo un proceso rutinario de levantamiento de datos de manera visual y estadística, tanto superficial como bajo el agua o la parte sumergida del muelle. Como parte de este enfoque se seleccionan los mejores métodos para reparar la infraestructura y mantener la seguridad y funcionalidad esperadas. Variables y criterios para el mantenimiento en muelles La comprensión y previsión de las variables que afectan y podrían representar graves deterioros estructurales en los muelles siempre ha sido de gran interés para las instituciones que tienen a su cargo el diseño, la edificación, el mantenimiento y la reparación de dichas estructuras. Las principales variables de riesgo se comentan en los siguientes apartados. Régimen de oleaje Para el diseño de una infraestructura portuaria y para su futura evaluación durante la operación, es importante tener en cuenta el impacto estructural al que se ve sometida por la incidencia repetitiva de las olas; con tal fin, deben tomarse en cuenta datos de altura, periodo, dirección y frecuencia del oleaje, con periodicidad anual, estacional y mensual, incluyendo datos de tormenta. Corrientes marinas Las corrientes marinas pueden tener valores diferentes a lo largo del tirante de profundidad, y ser estratificadas debido a la concentración de sedimentos y salinidad; su presencia en el sitio del muelle puede dar origen al fenómeno de la socavación o a la erosión. Se denomina socavación a la excavación causada por el flujo de agua, que arrastra sedimentos granulares sueltos y deja huecos en la parte de la cimentación de las estructuras, lo que pone en riesgo su estabilidad. En el caso de muelles que requieren un talud de protección debajo, el reflujo del agua y la reflexión del oleaje pueden provocar la filtración de los sedimentos finos a través de las piedras de mayor tamaño, lo cual provoca degradación de los elementos de la coraza y falla del talud. Mareas astronómicas y de tormenta Para un correcto plan de mantenimiento de muelles, ha de tenerse en cuenta el tipo de marea astronómica normal y sus niveles máximos y mínimos, así como los niveles extraordinarios inducidos por las tormentas. Con estos valores serán determinados los tramos expuestos alternadamente al agua y al aire, como una exposición maligna a los componentes que hacen reacciones químicas cau-

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Mantenimiento de las estructuras marítimas de atraque

desprendimiento de cáscaras de concreto y disminución de la sección del acero. Entre las posibles causas se encuentran: a) deficiente diseño estructural, b) sobrecarga de trabajo en las solicitaciones durante la operación, y c) baja calidad en la ejecución y en los materiales aplicados. En virtud de la relevancia de este fenómeno fisicoquímico y de la extensión del análisis requerido, puede revisarse el estudio "Evaluación de estructuras de concreto reforzado en México, muelles", ya citado.

santes de corrosión sobre los elementos estructurales. Los niveles máximos de pleamares y extraordinarios son útiles para identificar el alcance superior de la parte alta de la superestructura y prever su desgaste y protección. Descripción de los problemas Las afectaciones más habituales a las estructuras o los componentes de un muelle se desarrollan en el concreto de pilotes, losas, trabes transversales y longitudinales, cabezales, pantallas frontales y posteriores, bitas y aditamentos de las defensas. El concreto puede sufrir afectaciones, alteraciones o daños que modifican su estructura interna y comportamiento. Algunos pueden estar presentes desde su elaboración, otros haberse contraído durante cierta etapa de su vida útil y otros más pueden ser consecuencia de accidentes e imprevistos.

Durabilidad del concreto hidráulico El concreto está sujeto a la abrasión y a diversos procesos o acciones químicas y biológicas de deterioro. Su durabilidad depende de los siguientes factores: relación agua/ cemento, geometría, recubrimientos, resistencia, acero de refuerzo, agregados, aditivos, procesos constructivos, control de calidad y deficiencias en el curado. Si su resistencia y durabilidad es rebasada por estos factores, se presentarán deformaciones y fallas estructurales que podrían dar lugar a fisuras superficiales o profundas, las que a su vez pueden causar porosidad que, en conjunto con temperatura y humedad, acelerarían el deterioro del concreto y del acero de refuerzo debido a la corrosión.

Efecto de la corrosión El problema de la corrosión en las estructuras de concreto es uno de los más frecuentes y de mayor relevancia en las estructuras marítimas, debido a que los elementos estructurales, como los pilotes y la superestructura del muelle, se encuentran sumergidos; o los que sobresalen del nivel medio del mar son mojados alternadamente por las pleamares normales, e incluso son alcanzados por las pleamares de sicigias o de tormentas, a lo cual se suma el oleaje incidente. Al estar expuestos los muelles al contacto con el agua de mar, lo están también a la infiltración del agua, que contiene sustancias disueltas como el cloro y los sulfatos, los cuales, al reaccionar químicamente, producen la corrosión del concreto y el acero. Inicialmente se empiezan a notar manchas en las caras expuestas, que pueden derivar en fisuras y propiciar

Causas de agrietamiento Uno de los primeros indicadores de afectaciones en la estructura es la presencia de grietas. Su ubicación dará indicios de su causa. En las secciones estructurales, al estar éstas sometidas a esfuerzos excesivos por falta de adherencia, por compresión, cortante, flexión o torsión del acero con el concreto, las grietas se localizarán en la parte superior longitudinal, vertical, inclinada, etc.; pueden presentarse en forma aislada o combinada. 1.25-2.00 hT 7 6

Estructura

1. Terreno natural 2. Talud de dragado

3. Manto de protección 4. Filtro

5. Relleno general 6. Relleno de coronación

7. Plataforma 8. Pilotes

Figura 1. Perfil de muelle tipo.

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Mantenimiento de las estructuras marítimas de atraque

Otro de los factores de deterioro de un muelle son los movimientos excesivos, provocados por la incidencia de sismos; debido a que nuestro país es de alta sismicidad, es muy importante considerar este factor en el diseño de todo tipo de estructuras, de acuerdo con la regionalización de intensidad sísmica. Procesos de inspección La inspección de los muelles mexicanos está determinada por sus condiciones de operación; la responsabilidad es del concesionario, esto es, de la API, que a su vez la cede parcialmente a los operadores privados. La API solicita al operador su programa de mantenimiento anual, y en caso de emergencia puede proceder a hacerlo directamente para asegurar la operatividad del puerto. En el caso de muelles cesionados, la cesionaria debe reunir toda la información existente en su propio expediente y la que se halla en poder de la gerencia técnica de la API, incluyendo planos y proyecto de la construcción del muelle, especificaciones de construcción, estudios de geotecnia y mecánica de suelos, bitácora de obra, memorias de diseño y cálculo, procedimiento constructivo, reparaciones efectuadas, registros de accidentes ocurridos y fotografías. Asimismo, debe reunirse información de las personas que operan las instalaciones, para saber si se han ejecutado mantenimientos en periodos anteriores, conocer la frecuencia de las operaciones portuarias, saber de accidentes ocurridos durante los atraques, operación de carga y descarga de la mercancía, entre otros. Una vez realizada la recopilación de datos, revisados los antecedentes y analizada la información de la estructura, deberá hacerse el planteamiento de la inspección general del muelle en su conjunto, así como de cada uno de sus elementos. Dicha inspección se llevará a cabo conforme a las manifestaciones de deficiencias reportadas y encontradas visualmente; habrá de hacerse el planteamiento de una metodología para la inspección con base en la recopilación de datos y el análisis de la normatividad internacional sobre el tema. Recursos para una inspección La evaluación primaria o visual se inicia con un informe cualitativo de la infraestructura portuaria, que se registra en una plantilla y se integra en una base de datos, previa designación de una simbología para identificar cada elemento; debe contemplar las condiciones normales de la estructura portuaria al momento de la evaluación, materiales, componentes, daños, estado de mantenimiento y operatividad. La idea es elaborar un método consistente y práctico de inspección visual que permita determinar el estado real del muelle tomando en cuenta sus condiciones locales ambientales y de carga. La inspección visual debe abarcar la cubierta del muelle y su parte inferior; se elabora una bitácora fotográfica de daños y se inspeccionan pilotes, vigas trans-

versales y longitudinales, cabezales, losa de la cubierta, bitas y defensas. Se verifica el posicionamiento con GPS, debidamente georreferenciado con los bancos del Inegi y los planos existentes. Para realizar adecuadamente la inspección, es necesario contar con el siguiente equipo: cámara fotográfica submarina, nivel de mano, medidor, fisurómetros, tabla de mareas del área de oceanografía de la UNAM o de la Semar, embarcación pequeña para tener acceso a la parte baja del muelle, en su caso equipo de buceo con radiocomunicación y lámpara, pacómetros y esclerómetros. Para la inspección debajo del muelle, deben tomarse en cuenta las tablas de mareas. La inspección submarina será realizada por buzos, preferentemente ingenieros familiarizados con el proyecto; si esto no es posible, deberá darse a las personas designadas una explicación exhaustiva de los antecedentes del proyecto y del objetivo de la inspección; se les proporcionarán cámaras submarinas para el registro fotográfico y equipo de medición. Las inspecciones submarinas detalladas para verificar el talud bajo el muelle o el estado de la parte de los pilotes sumergidos requerirán procedimientos con equipo especializado como ecosonda multihaz o vehículos operados remotamente (remotely operated vehicle, ROV). De acuerdo con los datos obtenidos en las inspecciones y en las bases de datos iniciales, puede llevarse a cabo una inspección especial, que se enfoca en analizar detalladamente las causas de los daños en los elementos componentes de la estructura portuaria. Estas inspecciones deben realizarse cuando haya incertidumbre respecto al estado actual de dicha estructura, al haber sido sometida a cargas excesivas producto de eventos extremos como sismos, cargas accidentales por el equipo o la embarcación, incremento de cargas debido a cambios en la explotación de los muelles, desprendimientos de cáscaras de concreto o presencia de flechas notorias y excesivas en los claros estructurales. En el caso del mantenimiento programado, se procederá a realizar la investigación más detallada para cuantificar el daño: mediciones de las grietas, espesores de recubrimientos del concreto, muestreos de corazones de concreto y acero y ensayos de laboratorio con el fin de valorar la toma de decisiones para el proyecto de reparación y verificar el cumplimiento del proyecto original y posibles desviaciones. Hecho esto, se planificarán los requerimientos técnicos para la preparación de los trabajos de campo en condiciones de seguridad del personal y el equipo. En la fase de propuestas de trabajos de mantenimiento, deberá considerarse si es necesario escalar los criterios y condiciones de diseño, con el fin de actualizar la memoria de diseño y cálculo e informar a las autoridades correspondientes ¿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. 621 julio de 2021

TRÁNSITO Y TRANSPORTE

Trolebús elevado El Plan Estratégico de la Ciudad de México tiene entre sus principales objetivos disminuir las emisiones de gases contaminantes y de efecto invernadero, aumentar la productividad a través de la creación de un sistema integrado de movilidad que aumente la accesibilidad para la población y garantizar condiciones de viaje dignas y seguras para todos, por lo cual se ha propuesto ampliar y mejorar dichos servicios. Tal es el caso de la alcaldía Iztapalapa, donde se definió la implementación de un sistema de transporte masivo de pasajeros eficiente que incluye la conectividad con otros sistemas de transporte. La historia del trolebús en la Ciudad de México inicia el 19 de abril de 1947, con la creación de la empresa Transportes Eléctricos del Distrito Federal. Cuatro años después, el 9 de marzo de 1951, se realizó el primer recorrido, con una ruta que iniciaba en la calzada de Tlalpan y terminaba en Tacuba, cruzando por las colonias Obrera, Roma, Condesa y otras que eran de las más pobladas de la ciudad. En comparación con otros medios de transporte masivo, el trolebús tiene ciertas ventajas, como el uso de motores eléctricos que son menos contaminantes, más silenciosos y funcionan de manera más efectiva en las zonas escarpadas o montañosas; además, con la introducción al mercado de diseños híbridos, ya no están necesariamente atados a los cables aéreos. El Plan Estratégico de la Ciudad de México tiene entre sus principales objetivos disminuir las emisiones de

Construcción de pilas de cimentación con perforadoras hidráulicas y grúas estructurales para colocación de acero de refuerzo y concreto.

gases contaminantes y de efecto invernadero, aumentar la productividad a través de la creación de un sistema integrado de movilidad que aumente la accesibilidad para la población y garantizar condiciones de viaje dignas y seguras para todos, por lo cual se ha propuesto ampliar y mejorar dichos servicios. Tal es el caso de la alcaldía Iztapalapa, donde se definió la implementación de un sistema de transporte masivo de pasajeros eficiente que incluye la conectividad con otros sistemas de transporte. La zona oriente del Valle de México muestra unas cifras de crecimiento poblacional superiores a la tasa promedio para la ciudad capital; se distingue por la gran cantidad de viajes que no cuentan con una oferta de transporte masivo, y por esta razón se estudiaron las diversas opciones para satisfacer la demanda –metro, metrobús y trolebús– y se consideró que la más adecuada, por costo y tiempo de ejecución, sería un transporte eléctrico como el trolebús. En América Latina el único sistema similar es el Expresso Tiradentes, ubicado en la ciudad de São Paulo en Brasil, cuya construcción empezó en 1997 e inició operaciones en 2007. Está integrado por autobuses articulados híbridos a lo largo de una ruta de aproximadamente 32 kilómetros. El trolebús elevado que circulará por el Eje 8 representa el esfuerzo de la actual administración por promover la electromovilidad; dará beneficio al menos a 140 mil pasajeros por día y con su operación se estima que se reducirá el 4% de los viajes en vehículos particulares en la zona. Proyecto geométrico El proyecto integral consiste en lo siguiente: proyecto ejecutivo y construcción de una línea elevada para el Sistema de Transportes Eléctricos (trolebús) en el tramo comprendido entre la estación del metro Constitución de 1917, de la línea 8, y la estación UACM del propio trolebús. La longitud de los ejes del proyecto es de 7.2 km, con un área de 94,595.97 m²; la sección transversal de la vialidad elevada está compuesta de dos carriles de

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Trolebús elevado

Una vez construida la cimentación superficial hasta el dado que incluye el anclaje embebido en el concreto, se procede al montaje de las columnas de acero estructural.

circulación de 3.60 m de ancho cada uno, una banqueta de 1.00 m en cada sentido y sobre ella un parapeto metálico, para un total de 9.20 metros. El corredor comprende la construcción de 10 estaciones, dos terminales y ocho estaciones intermedias. El eje de trazo del corredor se localiza al centro de la sección actual de la calzada Ermita Iztapalapa, con el propósito de evitar afectaciones a las colindancias. Se consideró que el diseño estructural debía ser resuelto con dos diferentes sistemas de apoyos, buscando que la sección transversal de la vialidad siga manteniendo la misma dimensión, sin disminuir número y capacidad de carriles. El proyecto integral consiste en: • Estudios y análisis • Anteproyectos • Proyecto ejecutivo completo • Construcción de obra civil Estudios previos Esta fase comprende los estudios de topografía, geotecnia, movilidad, instalaciones municipales, arqueología, impacto ambiental, impacto social e impacto urbano, levantamiento de afectaciones y anteproyectos. El estudio de movilidad se desarrolló para analizar el corredor vial en el que se ubicará el trolebús, los corredores viales existentes, los alimentadores del corredor principal, las captaciones por el transporte de superficie, proyecciones, cantidad de usuarios que se podrán captar

en la zona y en la región así como los inducidos a los centros de transporte en captación de punta. Esta información sirvió para dimensionar los paraderos de autobuses en las terminales de la obra mediante bahías de ascenso y descenso y los paraderos de baja captación en las estaciones a lo largo de la línea. El estudio debió considerar también los aforos de transportes y peatonales ubicando estaciones maestras para monitorear los orígenes y destinos, determinar las horas de máxima demanda y poder especificar análisis detallados sobre la capacidad y nivel de servicio. Para el estudio de riesgo se determinaron aquéllos asociados al proyecto, incluyendo la parte social y los temas económico, financiero, técnicos, comerciales, operativos, de mantenimiento y regulatorios describiendo el tipo de riesgo, los efectos, las medidas de mitigación, la probabilidad de que ocurran y su impacto. Se elaboró una matriz de riesgos general del proyecto y por cada estación para identificar los principales problemas en cada zona y aplicar las medidas preventivas y correctivas, en su caso, para su solución expedita. El estudio de impacto social se realizó para implementar las acciones orientadas a garantizar la sostenibilidad del proyecto y el respeto a los derechos humanos durante su vida útil. Incluye la identificación y caracterización del área de influencia del proyecto y de las comunidades y pueblos, predicción y valoración de los impactos sociales positivos y negativos derivados del proyecto, y las medidas de prevención y los planes de gestión social. Geotecnia y mecánica de suelos El objetivo de estos estudios es conocer los tipos de materiales, así como las características y propiedades del suelo donde se desplantó la estructura, con objeto de definir el tipo de cimentación óptimo. Inicialmente se llevó a cabo una campaña de exploración geotécnica que consistió en realizar sondeos de piezocono y mixtos, pozos a cielo abierto y sondeos in situ para obtener las propiedades mecánicas de los suelos con ficómetro y piezómetro de Menard. Adicionalmente, para obtener información a 80 m de profundidad, se realizaron dos mediciones de resistividad eléctrica. De la campaña de exploración se concluye que a lo largo del trazo del proyecto existen tres zonas importantes: una compuesta por depósitos lacustres cuyos espesores varían de 60 a 120 m, otra zona de roca que corresponde a los depósitos geológicos de la Sierra de Santa Catarina y la tercera, las áreas de transición entre arcillas lacustres y roca. Con los resultados del estudio geológico, la interpretación de los sondeos y los resultados de laboratorio, se realizó una zonificación con mayor detalle a lo largo del trazo del trolebús, y se concluyó la conveniencia de subdividir el perfil en siete zonas geotécnicas, para cada una de las cuales se definió un modelo geotécnico particular. El hundimiento en la zona tiene una velocidad de entre 5 y 12 cm/año, de acuerdo con Auvinet et al. (2019).

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Trolebús elevado

Cimentación A lo largo del trazo cambia el tipo y la condición del suelo, y por ende el tipo de elemento de la estructura para su cimentación; es por ello que se determinó recurrir a diferentes soluciones. Para el viaducto, se concluyó que la cimentación óptima en la zona lacustre era un cajón trabajando por capacidad de carga con pilotes trabajando por fricción para controlar los asentamientos a largo plazo. Se utilizaron pilotes de concreto de 40 × 40 cm con longitudes desde 10.75 m hasta 20.75 m, además de una zona donde se reforzó el terreno con inclusiones de 60 cm de diámetro de concreto hidráulico y relleno fluido con profundidades variables de 27 a 56 metros. Para la zona de transición arcilla-roca se determinó que la mejor opción eran pilas de cimentación coladas en el lugar empotradas en roca, y para la zona de roca se optó por zapatas, también desplantadas en roca. Las pilas de cimentación de concreto armado coladas en el lugar son de 1.00 de diámetro, a profundidades de 13 a 35 m, con zapatas de concreto armado para apoyar las columnas. Para la terminal Constitución de 1917 y las estaciones Deportivo Santa Cruz y Santa Cruz Meyehualco, desplantadas sobre suelos blandos, se utilizaron pilotes de concreto de 40 × 40 cm con longitudes desde 13.75 m hasta 20.75 m, y cajones de cimentación de 120 × 9 × 3 metros. Para las estaciones DIF Iztapalapa, Cecyt N° 7, Minas, Plaza Ermita, Torres, Penitenciaría y la terminal provisional UACM, desplantadas sobre suelos firmes, se utilizaron pilas de cimentación de concreto armado

coladas en el lugar, de 1.00 de diámetro y profundidad de 35 m, con zapatas de concreto armado para apoyar las columnas. En resumen, los principales elementos de los que se conforma la cimentación del proyecto son: • 1,474 pilotes de cimentación de 40 × 40 cm • 806 inclusiones de concreto y relleno fluido de 60 cm de diámetro • 1,225 pilas de cimentación de 1.00 m de diámetro • 178 cajones de cimentación en el viaducto • 10 cajones de 120 m de longitud para estaciones • 202 zapatas Proyecto estructural Considerando que la mayor parte del terreno donde se aloja el proyecto está formado por suelos blandos altamente compresibles, y que la alternativa es un viaducto elevado con una rasante calculada para librar un gálibo libre de 5.50 m, con una separación entre apoyos de 25.00 m, se determinó que lo más adecuado sería la estructura metálica formada por elementos de acero A 572 grado 50. En el sentido longitudinal, la estructura se forma por una zona de marcos, otra zona con un solo apoyo al centro de la sección y las estaciones, cuyas características principales son las siguientes: Zona de marcos. Apoyos 1 al 87e, cadenamientos del 0+000 al 1+396: • Columnas, 1: 75 piezas de sección cruciforme de 1.07×1.37×7.00 m • Cabezales: 87 piezas de sección 1.37×1.37×18.30 m • Trabes: 5,818 m de sección “I” de 1.20 m de peralte

Para la construcción de la losa de la superestructura se buscó una solución de cimbra que afectara lo mínimo posible las áreas de vialidad.

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Trolebús elevado

Zona de apoyos individuales. Apoyos 89 al 275, cadenamientos 1+526 al 7+120: • Columnas, 1: 203 piezas de sección cruciforme de 1.52×1.52×4.45 m • Cabezales: 203 piezas de sección 1.67×1.50×5.50 m • Trabes: 9,866 m de sección “I” de 1.50 m de peralte En resumen, los volúmenes totales de estructura metálica, incluyendo estaciones, son: • Viaducto: 14,000 t • Estaciones: 3,300 t • Regresivo UACM: 768 t • Rampa UACM: 340 t • Total: 18,408 t Metodología BIM El modelado de información para la construcción (BIM, por Building Information Modeling) es un proceso que comienza con la creación de un modelo 3D inteligente y permite la administración de documentos, la coordinación y la simulación durante todo el ciclo de vida del proyecto (planificación, diseño, construcción, operación y mantenimiento). BIM se utiliza para diseñar y documentar diseños de construcción e infraestructura. El modelo puede utilizarse para el análisis, a fin de explorar opciones de diseño y crear visualizaciones que ayuden a las partes interesadas a comprender cómo se verá el proyecto antes de construirlo. Uno de los requerimientos solicitados en los términos de referencia fue que el proyecto fuera modelado mediante la metodología BIM, por lo que desde el inicio se recaba toda la información relacionada para poder realizar el modelo en 3D previo a la construcción; se lleva a cabo un proceso de dibujos CAD a modelos inteligentes, que apoyan la toma de decisiones para dimensionamiento y ubicación de interferencias. El cliente define y solicita el tipo de detalle con que se va a realizar el modelado 3D LOD (level of development o nivel de desarrollo a implementar en el modelo 3D). El modelo consta de varias ingenierías, dependiendo del tipo de proyecto: topografía, obras inducidas, estructura, arquitectura, instalaciones (eléctricas, hidráulicas, sanitarias y especiales) y electromecánica, las cuales se desarrollan por separado para poder determinar las interferencias mediante el cruce de información y demás elementos del entorno, como los elementos estructurales que se crucen con obras inducidas (agua potable, drenaje, etcétera). Mediante el uso de drones es posible obtener información fotográfica y de video, que se utiliza para el avance y la detección de problemática, así como la nube de puntos, que es un escaneo tridimensional. Con esta tecnología se obtiene información del entorno y se puede colocar el modelo 3D de manera virtual, de manera que se obtiene información de alturas, detección de interferencias y análisis del entorno urbano, y se resuelven problemas antes de la construcción, por ejemplo: inter-

El modelado BIM se inicia con un proceso de dibujos CAD a modelos inteligentes, de gran utilidad para la toma de decisiones en el dimensionamiento y ubicación de interferencias.

ferencias del modelado electromecánico con el cableado de alta tensión. Al utilizar los sistemas de clasificación internacionales (Uniformat, Masterformat) se puede clasificar de manera correcta cada elemento del proyecto. Otro beneficio es la cuantificación de materiales que se utilizarán para construir, con lo que también se logra reducir el desperdicio, calendarizar los procesos y determinar su desarrollo en tiempo y forma. Para la supervisión del avance de manera virtual mediante el proyecto modelado, se utilizan plataformas de colaboración en la nube; así todos los implicados en el proyecto (ingenieros, proyectista, supervisor, cliente, modeladores) pueden acceder en tiempo real al modelo y asignar tareas mediante el uso de RFI (transmisiones e incidencias). Luego de estos procesos, se realizan en el modelo 3D los cambios originados en la obra, y se procede a una entrega as built (planos de obra terminada) LOD 500, el cual posee toda la información gráfica y es fiel a lo ejecutado en la realidad, ya que contiene dimensiones, materiales, unidades, espesores, etc., es decir, todos los datos necesarios para el mantenimiento y conservación de la obra, fichas técnicas, información comercial y revisiones Referencias Auvinet, G., É. Méndez y M. Juárez (2019). Hundimiento regional en el Valle de México. Geotecnia 252: 21-24. México: Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica. Información proporcionada por la Secretaría de Obras y Servicios de la Ciudad de México. ¿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. 621 julio de 2021

OBRAS CENTENARIAS

Puentes en México, un breve recuento hasta el siglo XIX La construcción de caminos para comunicar el extenso territorio de México está marcada por los numerosos acontecimientos históricos, políticos, económicos y sociales que han determinado el rumbo de las políticas para atender las necesidades de cada sociedad que ha florecido en su territorio: la evolución de las técnicas y los materiales de construcción se reflejan en las diversas estructuras construidas a lo largo de su historia.

PUEBLAANTIGUA.COM

En Mesoamérica existió una amplia red de caminos cuyos principales ejemplos en el hoy territorio mexicano son las vías artificiales de Tepeji del Río y Xochicalco en el Altiplano. El impresionante centro ceremonial de Becán en Campeche es un modelo de la utilización de puentes en Mesoamérica, que combinan su utilidad propia de comunicación con las necesidades de fortificación. En Yaxchilán era conocida una inusual terraza elevada al lado del río y un muelle; durante mucho tiempo se teorizó que estas estructuras eran los restos de un puente construido por los mayas en el siglo VII

Puente de San Francisco o Puente de Bubas, el más antiguo del que se tenga noticia en Puebla.

para cruzar el Usumacinta: una estructura de más de 100 metros de largo con tres vanos que se extendía desde una plataforma en la gran plaza de Yaxchilán hasta la zona agrícola, el puente más largo del mundo hasta la construcción en 1377 del puente italiano Trezzo sull'Adda. La estructura fue reconstruida virtualmente en computadora con técnicas de arqueoingeniería por James A. O’Kon. Los resultados de esta hipótesis fueron presentados en las páginas de la revista National Geographic en 1995. Tenochtitlan estaba estructurada como una ciudad central con una división geométrica que obedecía a un orden jerárquico. Sus calzadas y canales tenían un papel destacado en el orden social, mientras los puentes y acequias proporcionaron el elemento vinculador de la estructura urbana. Un ejemplo destacadísimo es el acueducto de Chapultepec, que según las relaciones se concluyó en 1466; se hallaba “distante como dos millas de la ciudad, eran dos canales paralelos de piedra y argamasa, altas casi dos varas y anchas dos pasos, que corrían por una calzada formada sobre el lago y llegaban hasta la entrada de la ciudad, desde donde se repartía el agua a diversas fuentes, especialmente a las de los reales palacios. Aunque eran dos los acueductos, no corría el agua sino por uno, y entretanto limpiaban el otro para que siempre fuese el agua limpia”. Por diversas relaciones de Bernal Díaz del Castillo es posible saber de la uniformidad y funcionalidad que le brindaban a la gran Tenochtitlan sus puentes y acueductos, pero la conquista española hizo que la fisonomía del espacio se transformara paulatinamente. Durante la época de la conquista, los puentes fueron factor determinante de los triunfos y derrotas militares.

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

En 1523 Cortés inició la construcción de la ruta entre México y Tampico, y más tarde el virrey de Mendoza mandaría construir caminos hacia Michoacán, Oaxaca, Taxco y Acapulco, levantando puentes a su paso. Para el siglo XVII, en el territorio de la Nueva España se contaba ya con una vasta red de caminos, y a lo largo de ellos se levantaban diversos puentes. Hacia finales del siglo XVIII, se podían enumerar en la capital de la Nueva España los puentes de Santo Domingo, Amaya, Jesús María, el de Vigas y de Santa Mónica. En el resto del territorio, destacan los puentes en Puebla, Querétaro, Guanajuato y Guadalajara. El más antiguo de que se tenga noticia en Puebla es el de San Francisco, que unía el centro de la ciudad con el barrio El Alto. Constaba de tres arcos, el mayor de los cuales era el de en medio con 4.20 m; el largo del puente con sus entradas medía 25.20 m y el ancho 8.40 metros. Otras estructuras destacadas de Puebla son el puente de Analco, el acueducto del Carmen, que pasaba sobre el río San Francisco y del que sólo quedan ruinas, y diversos acueductos más. Una de las construcciones más notables de la época colonial es el acueducto que une Otumba con Zempoala, la obra monumental llevada a cabo por Francisco de Tembleque en Hidalgo. El acueducto salva cuatro tramos deprimidos que requirieron arcos: el primer tramo cruza la hacienda Tecajete con 54 arcos y la hacienda de Arcos con otros 14; el segundo se conoce como de Amiltepec, y requirió erigir 13 arcos; el tercero es de sólo un arco y se ubica cerca de Acelotla; el cuarto es el más importante con sus 68 arcos; cruza la barranca cercana al pueblo de Tepeyahualco, donde corre el río Papalote. La distancia es aproximadamente de 34 km y 250 m de desnivel. La altura máxima entre la cumbre del acueducto en el tramo Tepeyahualco y el fondo del cauce del río Papalote es de 38.7 m; en ese arco se ubican las dos columnas más altas con 33.9 m, cuyo claro es de 17.4 m; en cambio, en los arcos laterales el claro se reduce a 11.7 metros. En Querétaro destacan los puentes de Patehé, el de la Garita del Pueblito y el Puente Grande. En el Estado de México, sobresalen el acueducto de El Sitio y cerca de él el de Los Remedios, ejemplo de la arquitectura del México colonial por la utilización de la cantera local en su caño, aunque como obra hidráulica fue un fracaso; medía 500 m de longitud y estaba sostenido por 50 arcos de medio punto. En Guanajuato, en 1773 se inauguró el puente de San Juan Nepomuceno o del Rastro; en 1775 se terminaron las obras de un puente sobre la cañada del Púquero; en 1763 se hizo el puente de Nuestra Señora de Guadalupe y en 1774 se reedificó el puente de Nava. Un ejemplo de los puentes en este estado es el de Acámbaro sobre el río Lerma; aun hoy se pueden observar restos de un arco de lo que fue su estructura base. En Morelos, en la hacienda de Chiconcuac, se levantó un acueducto de mampostería de piedra de más

WIKIPEDIA.ORG

Puentes en México, un breve recuento

El acueducto del Padre Tembleque, una obra monumental ubicada en Hidalgo.

de un kilómetro de largo, compuesto de 120 arcos de medio punto con casi 5 m de alto. En Oaxaca se construyó un sólido acueducto de cantera que corre por casi 10 km desde el cerro de San Felipe hasta la ciudad de Oaxaca, salvando profundos barrancos. En Morelia, es notable el acueducto erigido por fray Antonio de San Miguel Iglesias en 1785, con una extensión de 1,680 m y 250 arcos de cantera labrada. En Guerrero se sabe del acueducto edificado por José de la Borda en la Hacienda de San Juan y de otro en la Hacienda del Chorrillo. En Jalisco hay una larga lista de puentes: el Puente Grande consta de 27 arcos, rematados en ambos extremos por obeliscos compuestos de tres cuerpos superpuestos de base cuadrangular; el de San Juan de Dios está compuesto de tres arcos cimentados en peñas muy sólidas, hechos de mampostería de piedra; se cuentan también el puente de Medrano, el de Amezola, el del Molino, el de las Damas y el de Calderón. El papel destacado del camino a Veracruz El camino México-Veracruz fue considerado desde la Colonia un proyecto estratégico, a grado tal que en 1756 se instituyó un impuesto para asegurar los fondos para su construcción. Hacia 1805 ya se habían tendido los puentes que cruzarían los ríos Paso de Ovejas y Plan del Río, y comenzaban los trabajos del puente sobre el río La Antigua, que representaba una obra monumental por erigirse en zonas de baja altitud y de clima muy caluroso. La historia que envuelve a este puente, nombrado inicialmente Puente del Rey y luego Puente Nacional, ayuda a comprender el periodo de transición del trazado de los caminos coloniales al mundo industrializado del siglo XIX. Su construcción se inició a principios de 1803 y se prolongó hasta finales de 1811.

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Puentes en México, un breve recuento

Un siglo convulso y el paso al progreso Los largos periodos de guerra que azotaron a México durante el siglo XIX también repercutieron en el número de construcciones que dejaron de hacerse. La Guerra de Independencia, las repetidas guerras civiles y el conflicto de Texas provocaron una depresión económica que afectó las posibilidades de construcción y limitó la configuración de los caminos. Pese a ello, en Celaya los esfuerzos de Francisco Tresguerras hicieron posible la construcción del puente sobre el río La Laja; a mediados del siglo, el camino México-Veracruz contaba ya con varios puentes, pero de acuerdo con el informe de obras públicas, sólo el de Texmelucan y el de México merecían ese nombre, pues los restantes, que se contaban por decenas, eran considerados alcantarillas. En el camino de Amozoc a Veracruz, por Orizaba, ya se habían erigido los puentes de La Soledad y de Las Ánimas. De Puebla a Perote destacan cuatro puentes: los que libran las barrancas de Amaluca y de San Lorenzo, y los de Alzaseca y San Sebastián. De México a San Blas, vía Querétaro y Guadalajara, se cuentan 36 puentes, entre ellos el de San Joaquín, de Tepeji y el Grande de Tula. Durante la época porfiriana se dio un notable impulso a las estructuras metálicas que facilitarían el paso de las máquinas de la moderna era industrial, y la introducción del ferrocarril y sus puentes de hierro significó un cambio en los caminos nacionales y marcó el salto a la estructura metálica. Aunque por algún tiempo los puentes siguieron construyéndose de mampostería, surgieron nuevos proyectos: en 1865 la Secretaría de Fomento contrató a una empresa estadounidense para construir un puente totalmente metálico en Salamanca, por ejemplo, pero la obra más destacada de la ingeniería civil de la época fue el Puente de Metlac, como parte de las obras del ferrocarril de Veracruz. El largo periodo porfiriano abrió paso a la construcción de una extensa red ferroviaria que completó más de 19 mil kilómetros de vías; poco se realizó en materia de caminos, que no sobrepasaron los mil kilómetros, pues el objetivo principal era alimentar las estaciones de los ferrocarriles y, en menor cuantía, comunicar zonas que carecían de medio de transporte

WIKIPEDIA.ORG

Se erigió a unos 50 km de Veracruz y a 58 km de Xalapa, en el paraje conocido como La Ventilla. Fue diseñado por el ingeniero militar Diego García Conde, junto con otros puentes proyectados para los ríos Copale, Atliyac y San Juan, y se construyó bajo la dirección del arquitecto José Antonio Rincón Calcáneo y su hermano Manuel Joaquín. El sitio donde se desplantó el puente es el de menor anchura en el trayecto del río al mar (107 m de un máximo de 200), y acorta una distancia de 25.14 km para ir de Veracruz a Xalapa sin pasar por La Antigua. Tiene una longitud total de 302.17 m incluyendo sus dos glorietas circulares de 33.43 m de diámetro en cada extremo. Tiene 10.3 m de ancho y aproximadamente 14.48 m de alto desde el nivel del agua hasta la superficie superior del pasamanos. Se compone de dos partes: la propia del puente, con 192.25 m sobre las aguas del río, al que atraviesa con siete arcos de mampostería: un gran arco central de medio punto con 18.59 metros de ancho, flanqueado por seis arcos gemelos de medio punto rebajado de 12.53 m cada uno, tres de cada lado. La segunda parte es la calzada que lo une a la orilla del lado norte: presenta una desviación curva de 103.65 m por el suroeste hasta alinearse con el norte; bajo ella hay un arco de 10 m que sirve como alcantarilla para el desagüe del torrente que baja de la barranca del cerro San Fernando. Para su cimentación se excavaron bajo las aguas unos 5 m hasta alcanzar roca firme, y los arranques en las orillas están protegidos por un murallón de piedra de 16.71 m de longitud y en escarpa. Además, una banqueta de mampostería de 1.21 m de espesor está sumergida encadenando las pilastras en un conjunto para otorgar a la estructura resistencia y estabilidad. Las puntas de los tajamares que rompen la corriente (del lado oeste) se reforzaron con planchas de cobre de media pulgada de espesor.

Puente del Rey o Puente Nacional en Veracruz, inaugurado a finales de 1811.

Elaborado por Helios Comunicación con base en las siguientes fuentes: José Enrique Ortiz Lanz y Jorge F. Hernández, Puentes de México. Arte e historia, México, Grupo Tolteca, 1998. Luis López A., Evaluación técnica y económica de la reparación y conservación del puente Huatepango en el estado de Hidalgo, tesis de maestría en Administración de la construcción, Pachuca, Instituto Tecnológico de la Construcción, 2007. Mario J. Gaspar, El Puente Nacional, Portal del Egresado de la Facultad de Ciencias de la Comunicación, Veracruz, abril de 2016. panamaposse.com/yaxchilan ¿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. 621 julio de 2021

ALREDEDOR DEL MUNDO

Carreteras y cosecha de energía Muchos están siendo los esfuerzos tecnológicos para capturar parte de la energía que se produce en las carreteras y por los automóviles circulando sobre ellas, y son numerosas las fuentes aprovechables de energía: solar térmica y fotovoltaica, mecánica (cinética, por fricción superficial, vibración aprovechada desde el vehículo o sobre la carretera), electromagnética por inducción o termoeléctrica por gradientes de temperatura. La Asociación Mundial de la Carretera convocó recientemente a presentar proyectos para evaluar la viabilidad de carreteras de energía positiva, analizando qué tecnologías serían más eficaces para este fin y cómo podrían implantarse en entornos reales. Las carreteras de energía positiva son aquellas capaces de producir más energía de forma limpia (procedente de fuentes renovables o de la recuperación de energía procedente del tráfico) de la que se consume durante su construcción y operación. En distintos puntos del planeta se desarrollan proyectos e iniciativas al respecto que han tenido distintos grados de éxito. En 2009, en Reino Unido, una empresa instaló en el estacionamiento de un supermercado rampas que aprovechaban la energía cinética producida por los vehículos al pasar por encima; la energía se transmitía a un motor para alimentar las cajas registradoras del supermercado. La primera carretera solar del mundo se halla en Tourouvre-au-Perche, una pequeña localidad de Normandía (Francia). Cuenta con 2,800 metros cuadrados de paneles solares cubiertos de resina con láminas de silicio para soportar el peso de los vehículos; 20 m² de estos paneles solares proporcionan energía suficiente para abastecer una casa, y un kilómetro puede alimentar la iluminación pública de una localidad de 5 mil habitantes. La empresa promotora de este proyecto ha instalado otras carreteras solares en Narbona (Francia) y en la frontera entre Alabama y Georgia, EUA. Holanda cuenta con un carril para bicicletas con células fotovoltaicas integradas en el concreto; la luz solar que irradia sobre la vía es absorbida por las células solares y convertida en electricidad. Ésta se puede utilizar para la iluminación de la carretera, los semáforos y las señales de tráfico. Otras iniciativas están basadas en el pionero proyecto REC (Roads as Energetics Crops), cuyo sustento es la instalación de generadores piezoeléctricos en las vías.

Iluminación vial

Señales de tránsito

Radiación solar Efecto fotovoltaico Cableado Sensores piezoeléctricos Carga de tráfico (estrés/presión) Manejo de energía Bomba Almacenamiento de energía Energía geotérmica Uso de la energía

Carga de tráfico Gradiente de termperatura Termoelectricidad

Generador de energía tuberíapavimento

cait.rutgers.edu

Las vías y los vehículos que circulan por ellas pueden ser fuentes de energía en diversas formas.

Caminos cinéticos La piezoelectricidad, que podría definirse como electricidad a partir de presión, es la generación de polarización eléctrica de un material como respuesta a una tensión mecánica. La recuperación de energía a través de elementos piezoeléctricos incorporados en el asfalto de vías urbanas y carreteras puede representar un hito en el desarrollo de nuevas infraestructuras de transporte y gestión de la movilidad. Todo vehículo que transita sobre carreteras y firmes semirrígidos genera deformaciones instantáneas en el pavimento que actúan de forma negativa en la durabilidad de éste. En situaciones de tráfico lento, sobre todo en entornos urbanos, la vibración continuada que ejerce el vehículo sobre la carretera supone una cantidad de energía no aprovechada. La energía producida por esas deformaciones y vibraciones podría recuperarse empleando materiales piezoeléctricos, los cuales recogerían la energía transmitida por el vehículo al firme y la transformarían en corriente eléctrica.

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Proyectos basados en piezoelectricidad En el año 2010, una empresa emergente desarrolló un sistema de pequeños generadores piezoeléctricos diseñados para ser incorporados bajo el asfalto. Cada vez que un vehículo pasa por encima de la almohadilla, la compresión natural de la unidad se convierte en electricidad, que se almacena en una batería para su uso inmediato (como encender las luces o las cámaras de seguridad cerca de la carretera) o canalizado a la red eléctrica nacional. Además, se descubrió que también resultaba posible extraer datos de los mismos camiones que generaban la energía, pues al medir la distancia entre las almohadillas y el tiempo que tarda un camión en viajar entre ellas, se podía calcular dinámicamente el peso y la velocidad del camión. Si un camión es demasiado pesado, los datos se envían de forma inalámbrica a la policía o a la agencia de carreteras, y todo es un bucle autónomo: los camiones generan la energía que alimenta el sistema de seguimiento que los detiene. La demanda para identificar (a través de los generadores) camiones con sobrepeso satisface una necesidad real de las empresas a cargo de las carreteras, que a menudo son los propios gobiernos o éstos en asociación con empresas privadas, que por esa causa gastan más de lo esperado en mantenimiento. Esta misma tecnología se utilizó en el estado de California, donde el gobierno financia un experimento para convertir la vibración de la carretera en energía. Se invirtieron unos 2.3 millones de dólares en dos proyectos cuya base son los generadores piezoeléctricos.

LYBRA.COM

Se contribuiría así en gran medida a la conservación de las carreteras, y –aun más importante– se podría generar energía eléctrica aprovechando dichas deformaciones, que harían de las carreteras infraestructuras no sólo de transporte sino de obtención de energía. Los materiales cerámicos piezoeléctricos tienen limitaciones, como su baja estabilidad mecánica al ser sometidos a tensiones y la pérdida de eficiencia por altas pérdidas dieléctricas y procesos de despolarización, pero la más importante es que tienen un alto contenido de plomo (por encima del 65% en peso). Aunque por ahora la energía que se obtiene es de baja intensidad, se vislumSus ventajas, sin embargo, son bra un desarrollo para su aprovechamiento a gran escala. grandes: su producción a bajo costo en diferentes formas y la facilidad de ajustar sus propiedades mediante modificaciones a su composición. El proyecto REC aborda el desarrollo de materiales cerámicos piezoeléctricos encapsulados en estructuras metálicas que permiten superar algunas de sus limitaciones para aprovechar la energía vibracional en la carretera.

ONIO.COM

Carreteras y cosecha de energía

Lybra, hecho de acero, cubierto por una capa de neumáticos de segunda mano.

En primer lugar, en un tramo de 60 metros de carretera cerca del campus de la Universidad de California, Merced, al norte de Fresno, se “sembró” el pavimento con generadores piezoeléctricos de 2 centímetros de ancho. El otro proyecto utiliza dispositivos similares para generar energía para uso fuera de la carretera; se habla de capturar suficiente energía para abastecer a 5 mil hogares. Si el experimento tiene éxito, los funcionarios del estado de California afirmaron que el sistema se ampliaría a otras carreteras. Mediante la recuperación de energía que habría ido a la basura, tales sistemas cuentan como fuentes de energía renovables bajo la política de energía verde del estado. Un problema destacado es que instalar dispositivos generadores y mantenerlos funcionando aumentaría los costos de mantenimiento de las carreteras. El verdadero punto de equilibrio económico resulta difícil de estimar. En Italia, el proyecto Underground Power desarrolló un nuevo material denominado Lybra, formado por trozos similares al caucho de los neumáticos, capaces de soportar importantes pesos, que se coloca a manera de

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Carreteras y cosecha de energía

topes en la zonas donde los vehículos desaceleran, como semáforos, glorietas o señales de Alto y Ceda el paso. El sistema permite convertir la energía cinética que disipa un vehículo cuando frena en electricidad, y transmitirla a una red eléctrica. Lybra está hecho de acero, cubierto por una capa de neumáticos de segunda mano. La estructura es modular y se puede montar un número variable de módulos, dependiendo de las necesidades energéticas. Cada módulo es de 1 metro de ancho, 3 metros de largo con un espesor de 10 cm. Por lo general se fija algunos centímetros bajo tierra, con el fin de reducir el riesgo de accidentes. El proceso es el mismo utilizado en el frenado regenerativo empleado en vehículos eléctricos o trenes. La única diferencia es que en esta tecnología la energía no se almacena en el vehículo sino fuera de él. La fase experimental comenzó en 2013 en la ciudad de Concorezzo y en el estacionamiento de un centro comercial cerca de Milán. Esta última instalación producía 100 MWh al año, gracias al paso de casi 8 mil vehículos. Posibles usos de la energía recuperada La energía que se recupera, independientemente del proceso utilizado para hacerlo, puede ser utilizada de diversas formas, dependiendo de la cantidad, pero, más importante aun, de la calidad de esa energía: alumbrado, señalización y elementos circundantes a la carretera; alimentación de automóvil eléctrico (durante su movimiento o acumulando en puntos de recarga); transporte de energía hasta acumuladores; elementos circundantes en zonas urbanas, como ascensores o escaleras mecánicas; alimentación de dispositivos sensores embebidos y autónomos para alimentar radares, detectar daños del material, densidad del tráfico, activar localizaciones GPS, redes inteligentes; traslación de tecnologías a transporte terrestre por rieles. En esencia, la mayor rentabilidad de estos sistemas –por ahora– es una lámina de captura de energía de baja intensidad. Sin embargo, se vislumbra un desarrollo importante de tecnologías orientadas al aprovechamiento a gran escala de la energía de las carreteras y los vehículos circulando por ellas, e incluso en las ciudades inteligentes, mediante la integración de sensores autónomos inalámbricos alimentados a través de transductores piezoeléctricos Elaborado por Helios Comunicación con base en las siguientes fuentes: energycue.it/lybra-speed-bump-generates-energy/8899/ mfa.gov.il/mfa/innovativeisrael/pages/harnessing_power_on_highwaysfeb_2011.aspx Pérez, A., et al. (2015) Captación de energía en la carretera mediante transductores piezoeléctricos. Asfalto y Pavimentación 18: 21-28. spectrum.ieee.org/cars-that-think/transportation/infrastructure/good-vibra tions-california-to-test-road-vibrations-as-a-power-source tecnocarreteras.es tomorrow.city/a/recuperando-la-energia-del-trafico-asi-son-las-carreterasde-energia-positiva ¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a ic@heliosmx.org

Una historia de unificación

The Last Kingdom Netflix Serie ambientada en el siglo IX en los territorios de la actual Gran Bretaña, donde se asentaban diversos reinos independientes. Fuerzas vikingas se han impuesto en algunos reinos y otros son atacados constantemente por ellas. El reino de Wessex ha quedado solo bajo el dominio del rey Alfredo el Grande. Al mismo tiempo, Uhtred, huérfano de un noble sajón, es secuestrado por los normandos y criado como uno de ellos; así, es obligado a elegir entre el reino de sus ancestros y el pueblo por el que fue criado y al que le es leal. Seguirá un camino peligroso entre ambas partes si quiere tener un papel en el nacimiento de una nueva nación. The Last Kingdom es una adaptación de la serie de novelas históricas de Bernard Cornwell conocida como The Saxon Stories. Consta de cinco temporadas con 26 episodios

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Septiembre 2 al 4 Simposio Nacional de Ingeniería Estructural Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, A. C. En línea www.smie.org.mx/snie-2021

Septiembre 7 al 9 XXVIII Congreso Internacional Ambiental / The Green Expo Global Resources Environmental & Energy Network Ciudad de México www.thegreenexpo.com.mx Septiembre 29 a octubre 2 XXIII Reunión Nacional de Ingeniería de Vías Terrestres “Ingeniería para el desarrollo y sistemas de movilidad” Evento híbrido Oaxaca, México www.amivtac.org Octubre 13 al 15 Expo CIHAC Centro Impulsor de la Construcción y la Habitación Ciudad de México www.cihac.com.mx Noviembre 23 al 26 31 Congreso Nacional de Ingeniería Civil Colegio de Ingenieros Civiles de México, A. C. Ciudad de México congresonacionaldeingenieriacivil.mx

Santiago Posteguillo Planeta, 2011 El primer libro de esta nueva trilogía de Posteguillo abarca 35 años de la historia de Roma, desde la caída de Nerón hasta la llegada al trono del emperador Trajano, aunque esencialmente se enfoca en el tiempo del emperador Domiciano y el progresivo ascenso al poder de Marco Ulpio Trajano a través de Nerva, quien lo adoptó e hizo que el Senado lo nombrara Optimus Princeps. La otra línea narrativa sigue las batallas en Germania y en Oriente por las fronteras, la gran guerra por la conquista de Jerusalén, primero con Vespasiano y después con Tito. Trajano se nos muestra como una persona recta, fiel a sus principios y al Imperio Romano a pesar de ser hispano y de haber conseguido la ciudadanía romana pocos años antes. El libro incluye mapas de batallas, cronología de las dinastías y muchos datos históricos

2021

AGENDA

ULTURA

Los asesinos del emperador

2022

Febrero 2 al 5 XXIII Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica, A. C. Querétaro, México smis.org.mx/cnis2022 Marzo 3 y 4 5° Simposio Internacional de Cimentaciones Profundas Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A. C. Ciudad de México www.smig.org.mx

IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 621 julio de 2021

Ingeniería Civil IC 621 julio 2021

Articles inside

LIBRO LOS ASESINOS DEL EMPERADOR / SANTIAGO POSTEGUILLO

TRÁNSITO Y TRANSPORTE / TROLEBÚS ELEVADO

ALREDEDOR DEL MUNDO / CARRETERAS Y COSECHA DE ENERGÍA

LEGISLACIÓN / HACIA UNA NUEVA LEY DE OBRAS PÚBLICAS FEDERAL / ROBERTO DUQUE RUIZ Y HÉCTOR GONZÁLEZ REZA

CULTURA / SERIE THE LAST KINGDOM / NETFLIX

TEMA DE PORTADA: INGENIERÍA SÍSMICA / REHABILITACIÓN ESTRUCTURAL DE INFRAESTRUCTURA EDUCATIVA DE MÉXICO / SERGIO

DIÁLOGO / DEBEMOS EVOLUCIONAR HACIA UNA PLANEACIÓN REGIONAL / ESTE

INGENIERÍA PORTUARIA / MANTENIMIENTO DE LAS ESTRUCTURAS MARÍTIMAS DE ATRAQUE / CELSO

OBRAS CENTENARIAS / PUENTES EN MÉXICO, UN BREVE RECUEN TO HASTA EL SIGLO XIX