ENERGÍA / UNA MIRADA ALTERNATIVA A LA REFORMA ELÉCTRICA / VÍCTOR RODRÍGUEZ PADILLA

Norte

Tablero de concreto armado

Tramo de aproximación norte

Figura 4. El puente colapsado.

Las causas principales de la falla fueron errores de diseño, inestabilidad por desplazamiento lateral de una placa nodal, falta de redundancia estructural e inadecuadas tareas de inspección y mantenimiento. El saldo fueron 13 personas muertas y 145 heridas.

En la figura 6 se muestran los modelos del análisis por elementos finitos del nudo que causó el colapso general de la estructura, una comparativa entre el estado de cargas permanentes originales y las estimadas al momento del colapso (cargas concentradas por tareas de mantenimiento). Puede observarse en la figura que, desde el diseño original, la placa nodal se encontraba infradimensionada en su espesor. Las cargas en el momento del colapso se encontraban incrementadas respecto del diseño original debido a repavimentaciones previas y una carga extraordinaria de mantenimiento. En la figura 7 puede verse la deformación lateral de la placa nodal, detectada durante una inspección previa al colapso, y el insuficiente espesor de dicho elemento. El análisis mediante elementos finitos demuestra, claramente, la deformación lateral de la placa nodal comprimida, infradimensionada (véase figura 8).

Causas del colapso • La causa principal del colapso fue la inestabilidad por deformación lateral de una placa nodal debido al incorrecto diseño de su espesor.

Tramo de aproximación sur

Muelle 2 Muelle 4

Muelle 1 Muelle 3 Muelle 5 Muelle 6 Porción del tablero de concreto armado

325 metros

Terraplén de acceso sur

Figura 5. Sistema estructural principal del puente.

a Muelle 7 Muelle 8 Muelle 10 Muelle 12

Muelle 9 Muelle 11 Muelle 13

Terraplén de acceso norte

b

Figura 6. Modelos de elementos finitos del nudo colapsado: a) con cargas de originales de diseño; b) con cargas de mantenimiento al momento del colapso.

• Otros hechos ocurrieron durante la vida útil de servicio (repavimentación), y particularmente el día del colapso (cargas concentradas), que contribuyeron a la falla, pero la causa principal fue el inapropiado diseño del espesor de dicha placa nodal. • Falta de redundancia estructural. Falta de trayectoria alternativa o redistribución de cargas. • Falla en la revisión de ingeniería por parte de terceros. • Inadecuadas tareas de inspección y mantenimiento.

Inadecuada atención a las distorsiones o abombamientos de placas nodales durante las inspecciones. • Si bien no fueron causa del colapso, se detectaron muchas fisuras por fatiga durante los trabajos de inspección, previo al colapso.

En general, nudos y uniones son elementos de fractura crítica, independientemente de que sean zonas o uniones de compresión, por lo que deben ser especialmente inspeccionados durante la vida útil de un puente.

La redundancia estructural (caminos alternativos de cargas, elementos múltiples, hiperestaticidad) es un criterio esencial de diseño.

Conclusiones

Del análisis de estos y otros colapsos y fallas estructurales ocurridos a lo largo de la historia en el mundo pueden obtenerse algunas conclusiones generales. • Las causas de las fallas estructurales suelen poseer un motivo preponderante, pero en general no único; existen factores concomitantes que llevan, en su acción conjunta, a que una estructura falle, mientras que ante la ausencia de uno de ellos, probablemente la estructura no habría fallado. • Existen problemas de comunicación entre las partes que conforman el equipo de diseño, construcción y revisión, fundamentalmente en tareas cuyas responsabilidades no se encuentran concretamente determinadas o claras. • Sin un análisis estructural profundo habrá problemas en los métodos de montaje con acciones temporales,

y lo mismo en estructuras auxiliares de construcción (andamios, torres de montaje, apuntalamientos, etc.). • Se dan fallas en los planes de control de calidad y revisión por parte de terceros independientes. • Los errores en el diseño de detalles constructivos tienen una gran preponderancia en la confiabilidad estructural durante la vida de servicio de una estructura, e incluso durante su construcción. • La falta de redundancia estructural es un factor crucial y recurrente en los fallos y colapsos ocurridos. • Destacan los inadecuados o inexistentes procesos de inspección y mantenimiento.

Finalmente, el análisis de las causas de fallas estructurales deja enseñanzas invaluables que permiten la mejor comprensión del comportamiento de las estructuras; con ello se posibilita el desarrollo y las mejoras en los reglamentos relacionados con las tareas de diseño, construcción y mantenimiento de estructuras

Figura 7. Nudo colapsado previo al colapso.

Desplazamiento lateral

Placa de acero de refuerzo

Diagonal L9/U10W

Figura 8. Modelo de elementos finitos del nudo fallado. u El ingeniero estructural forense debe poseer ciertas características, principalmente ser experto en análisis estructural y en el comportamiento de los materiales, en especial en su mecánica de falla; un comportamiento ético para desempeñarse con objetividad e imparcialidad, y un comportamiento de investigación, para recolectar todo tipo de información técnica y realizar un análisis crítico que conlleve al objetivo principal de su labor, que es determinar la causa de falla de una estructura.

Referencias

Carper, K. L. (2001). Forensics engineering. Taylor Francis. National Transportation Safety Board (2008). Highway Accident Report

Collapse of I-35W Highway Bridge Minneapolis, Minnesota. August 1, 2007. Specter, M. M. (1987). Journal of Performance of Constructer Facilities (3) 1. ASCE.

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Una mirada alternativa a la reforma eléctrica

La empresa pública CFE funge como garante de que no falte electricidad en el país; no es parte de su mandato legal, pero el gobierno se lo exige en el día a día y la empresa asume con ánimo emprendedor, ha sido su responsabilidad histórica concomitante con su función nacional.

VÍCTOR

RODRÍGUEZ PADILLA

Doctor en Economía de la energía. Profesor de la UNAM. Miembro del Comité Ejecutivo del Programa Nacional Estratégico de Transición Energética del Conacyt. Premio de Investigación Económica Jesús Silva Herzog. Consultor de organismos internacionales. El proceso eléctrico comprende dos circuitos: el de los electrones y el del dinero. El primero consiste en generar la corriente, inyectarla en la red y hacerla llegar a los usuarios en las mejores condiciones de continuidad y confiabilidad, calidad y precio. El segundo radica en recolectar el pago de los usuarios y repartirlo entre todos aquellos que participaron en el proceso.

El circuito de los electrones funciona relativamente bien: no hay desabasto, la frecuencia y duración de los apagones tiende a la baja, la cobertura eléctrica ya casi llega al cien por ciento, la calidad de la electricidad es relativamente buena, la eficiencia se incrementa, el precio es asequible para los hogares y competitivo para las empresas. Se podría no estar de acuerdo. Siempre habrá un país con electricidad más barata –tal el caso de algunos estados del país vecino del norte– o más cara –la Unión Europea en la actualidad.

El circuito del dinero es lo que no funciona. Está bien para algunos, pero no para otros. El flujo sí está cumpliendo las expectativas de los agentes privados que participan en el proceso eléctrico; los productores independientes reciben pagos garantizados y actualizados por tipo de cambio e inflación que les permiten recuperar la inversión y obtener utilidades suficientes para no querer desprenderse del negocio. Las sociedades que venden electricidad a sus socios utilizan como base las tarifas oficiales con un módico descuento, lo cual les deja altos márgenes de beneficio con respecto al costo de generación y los servicios de red. Las compañías que participaron y ganaron en las subastas con ánimo de cumplir sus compromisos siguen construyendo u operando las centrales ya conectadas con independencia del futuro de los certificados de energía limpia. Las que se autoabastecen en forma local o remota cubren sus costos y saben que cuentan con la red si su generación deja de ser rentable.

Las finanzas de la CFE

A todos les va bien porque la empresa pública Comisión Federal de Electricidad (CFE) asegura que los electrones lleguen y a nadie le falte electricidad. Lo malo es que el dinero que le toca a la CFE no le alcanza para cubrir costos operativos, pagar el servicio de la deuda, financiar la expansión y garantizar el suministro, y como no le alcanza, su carátula financiera está cada vez más deteriorada. De continuar por esa senda insostenible, vendrá el colapso, con severa afectación para el sistema eléctrico nacional y el país entero. No es una cuestión de ineficiencia, sino de las reglas a las que está sometido el flujo de dinero, la mayoría definidas durante la reforma energética de 2013 y otras derivadas de las exigencias y necesidades de la hacienda pública.

Por un lado, la CFE tiene que poner de su bolsa la bagatela de 50 mil millones de pesos para completar los subsidios en las tarifas domésticas y agrícolas. El monto lo define el gobierno, el legislador aprueba y queda contemplado en el Presupuesto de Egresos de la Federación; sin embargo, la aprobación anual siempre se queda corta y se le entregan recursos por debajo del costo real del subsidio. Los poderes públicos le quedan a deber creyendo que la empresa pública es robusta y resiliente, lo cual es cierto, pero todo tiene un límite.

Por otro lado, la CFE tiene que asumir los subsidios implícitos en las tarifas de porteo, respaldo, regulación de voltaje y otros servicios auxiliares de los que gozan las compañías eléctricas privadas que utilizan la red. Tales subsidios no son universales ni homogéneos: algunas empresas reciben más que otras y están las que no gozan de beneficio alguno. Esas diferencias se explican por cambios normativos y regulatorios a lo largo de los años; son subsidios que vienen de pasadas administraciones para impulsar las energías limpias en el marco de la lucha contra el calentamiento global, pero

MATTHEW HENRY / MEXICOBUSINESS.NEWS

Cuesta mantener ese parque de generación en operación o reserva. Es injusto que la CFE no reciba pago por ese bien público que es la seguridad energética.

también para favorecer el desarrollo de una industria eléctrica privada, con bastante éxito porque las sociedades de autoabastecimiento proliferaron, aprovecharon esos subsidios para ofrecer una reducción en las tarifas y la CFE comenzó a vaciarse de sus mejores clientes. Ese trasvase rompió el balance entre ingresos y egresos de la empresa pública y los déficits se acumulan.

Adicionalmente, la CFE tiene que honrar los 34 contratos con los productores independientes que pasadas administraciones utilizaron para expandir el sistema eléctrico nacional con inversión privada. Hoy son una pesada carga, por las condiciones que fueron pactadas. La reforma energética omitió su entrada automática en el despacho económico de carga y las centrales de generadores independientes no siempre son habilitadas para despachar debido a la sobreoferta de generación fósil y renovable intermitente. Y al no ser despachadas no generan dinero. De cualquier forma, se les pagará porque los pagos por capacidad son obligatorios y la CFE tiene que pagar de sus recursos o endeudarse para cumplir.

Las centrales construidas en el marco de las subastas previstas en la Ley de la Industria Eléctrica también afectan las finanzas de la CFE. En sólo tres años, Suministro Básico ya ha pagado 6,159 millones de pesos (mdp) a los generadores privados de las subastas, monto que representa el 46.4% de la inversión, y todavía restan muchos años por seguir pagando. En principio, la empresa pública adquiere energía barata –de entre 21 y 46 dólares por MWh–, pero se trata, por lo general, de electricidad en bruto que debe ser respaldada y acondicionada para que llegue a los usuarios cumpliendo los estándares de calidad establecidos. No habría mayor problema si los costos reales fueran transferidos a los usuarios, pero no es el caso debido a candados legales, deficiencias regulatorias y política social.

La sobreoferta de generación es un problema de gran magnitud y relevancia. Esa ineficiencia del modelo de mercado no sólo priva de ingresos a la CFE: la obliga a erogar 223,000 mdp en flujo de efectivo, porque el volumen que no se le despacha debe ser comprado en energía y capacidad a los generadores privados para honrar el contrato legado de largo plazo que la reforma energética estableció entre CFE Suministro Básico y CFE Generación. El parque de centrales públicas está semiparalizado por falta de despacho y eso produce pérdidas, porque los costos reales de cada central no se recuperan. Ese parque es un conjunto heterogéneo de tecnologías de base y de punta, diversas en edad, potencia y eficiencia, que se encuentran distribuidas a lo largo y ancho del país aprovechando distintas fuentes de energía; es de gran utilidad para brindar respaldo, satisfacer los picos de demanda y resolver situaciones de crisis como la que golpeó al país en febrero por la disminución del suministro de gas natural proveniente de Texas.

Cuesta mantener ese parque de generación en operación o reserva. Es injusto que la CFE no reciba pago por ese bien público que es la seguridad energética. La empresa pública funge como garante de que no falte electricidad en el país; no es parte de su mandato legal, pero el gobierno se lo exige en el día a día y la empresa asume con ánimo emprendedor, ha sido su responsabilidad histórica concomitante con su función nacional. Las reglas no escritas del juego también cuestan.

Para otros es diferente. La ley no obliga a las centrales privadas a generar; tienen total libertad para operar en función de sus intereses; encienden o apa-