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

Ampliación de las zapatas Columna

Contratrabe nueva para rigidizar el cajón

Zapata aislada1A1C1B Contratrabes Columna

Contratrabes a) Zapata aislada a zapata corrida

Ampliación de las zapatas

2A2C2B

Zapata corrida Columna Zapata corrida

2B2A2C Contratrabes 1A

1C1B

2B2C2A

c) Zapatas corridas en dos direcciones a cajón de cimentación

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

DEL 22 AL 25 DE NOVIEMBRE

7 CONFERENCIAS PLENARIAS 32 CONFERENCIAS CONCURRENTES

VISITAS TÉCNICAS

CURSOS ENCUENTRO ACADÉMICO

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.

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 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”.

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.

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-