INFRAESTRUCTURA LINEA 12 by REVISTA VECTOR DE LA INGENIERIA CIVIL

Infraestructura 2012

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INDICE CONTEXTO HISTÓRICO / 5 LA ASIGNACIÓN / 11 LOS ESTUDIOS / 13 EL PROYECTO / 17 LA CONSTRUCCIÓN / 19 LOS PROCEDIMIENTOSCONSTRUCTIVOS / 21 LA TUNELADORA / 25 LA INSTRUMENTACIÓN / 30 LA SUPERVISIÓN / 30 LOS TALLERES / 33 LAS VÍAS / 37 LOS CARROS / 41 LAS ESTACIONES Y SUS INSTALACIONES / 43 LA CERTIFICACIÓN / 45 INNOVACIONES / 47 GESTIÓN SOCIAL / 49 GESTIÓN AMBIENTAL / 53 GESTIÓN LABORAL / 56 PREMIOS Y DISTINCIONES / 57 TESTIMONIOS / 58

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Instituto Mexicano de la Construcción en Acero

Infraestructura, Año 1, Número 2, Octubre 2012, es una publicación editada por Comunicaciones La Labor, S. A. de C.V. Cozumel 63 – A, Col. Roma Norte, Delegación Cuauhtémoc, C.P. 06700, Tel. 5256 – 1978, www.revistavector.com.mx, daniel.anaya@revistavector.com.mx •Editor responsable: Daniel Anaya González. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2010- 012513091000-102, ISSN: (En trámite) Licitud de Título (En trámite), Licitud de Contenido (En trámite), ambos otorgados por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Permiso SEPOMEX No. IM09- 0754. Impresa Por Dimensiona S. A. de C. V., Francisco Álvarez de Icaza No. 9,Col.Obrera, C.P. 06800, Delegación Cuauhtémoc, México, D. F., Tel. 5761- 5440. Este número se terminó de imprimir el 30 de Octubre de 2012 con un tiraje de 8,000 ejemplares. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Editor.

El metro de la Ciudad de México.

urante la segunda mitad del siglo XX, la población de la Ciudad de México aumentó de manera considerable en comparación con la primera mitad. El aumento de pobladores y la expansión de una ciudad exigen la modernización y la optimización de los medios de transporte, al ser necesario facilitar la movilidad de los habitantes desde sus hogares hasta sus sitios de trabajo y a las zonas recreativas. En este sentido, la mejor opción han sido los transportes sobre rieles, pues ofrecen la oportunidad de ampliar sus zonas de cobertura a partir de las necesidades de crecimiento urbano. En 1958 el ingeniero Bernardo Quintana Arrioja presentó al entonces regente de la Ciudad de México, Ernesto P. Uruchurtu, un proyecto para la construcción de un transporte nuevo, capaz de transportar con velocidad a una vasta cantidad de usuarios. No obstante sus ventajas, el proyecto fue rechazado por considerarse que era demasiado costoso. Se presentó el proyecto nuevamente durante el gobierno de Gustavo Díaz Ordaz pero, una vez más, el costo de la obra constituyó el mayor obstáculo para su realización. Sin embargo, a través de negociaciones se consiguió un crédito del gobierno de Francia, que permitió comenzar con la construcción.

El 29 de abril de 1967 se publicó en el Diario Oficial de la Federación el decreto de creación del Sistema de Transporte Colectivo y el 19 de junio del mismo año se llevó a cabo la ceremonia de inauguración de las obras de construcción de la línea 1 del metro, en el cruce de las avenidas Chapultepec y Bucareli. El 4 de septiembre de 1969, el aún presidente Díaz Ordaz inauguró el primer tramo de la línea, que corría entre las estaciones Chapultepec y Zaragoza.

En 1977 se creó un instrumento regulador de la construcción de las líneas del metro, el Plan Maestro, en el cual se contemplaban cinco líneas nuevas y ampliaciones de las tres existentes en ese momento —la 1, que ya corría de Zaragoza a Observatorio; la 2, de Tacuba a Tasqueña; la 3, de Tlatelolco a Hospital General—. En 1985 se elaboró otro Plan Maestro, que señalaba la construcción de líneas hasta el año 2010 y que contemplaba quince líneas principales, ocho líneas de tren suburbano y una de tren ligero. En agosto de 1996 se dio a conocer el Plan Maestro del Metro y Trenes Ligeros, versión 1996, en el que se incluyeron tres horizontes de expansión del sistema para los años 2003, 2009 y 2020 —a cuya conclusión, el sistema totalizaría diecisiete líneas—, así como la construcción de diez líneas de tren ligero.

A cuarenta y cinco años de haber iniciado su construcción, es posible dividir la historia de la construcción del metro en seis etapas:

•• Primera etapa,

del 19 de junio de 1967 al 10 de junio de 1972, bajo la coordinación de Ángel Borja, responsable de la construcción de las tres primeras líneas. Cabe anotar que, durante la construcción de la estación Pino Suárez —línea 2—, se encontraron restos de una construcción prehispánica, lo cual modificó el trazo de la estación para incorporar el hallazgo. Asimismo, en otra sección se encontraron restos de un mamut.

•• Segunda etapa, del 7 de septiembre 1977 a finales de 1982. La segunda etapa comenzó con la fundación de la Comisión Técnica Ejecutiva del Metro, encargada de realizar ampliaciones de la red de transporte. A su vez, el 15 de enero de 1978 se creó la Comisión de Vialidad y Transporte Urbano del Distrito Federal, integrada por personal del Sistema de Transporte Colectivo, que tomó a su cargo todos los manejos relacionados con la creación y la administración del transporte capitalino. Dentro de esta etapa, en una primera fase se construyeron las ampliaciones de la línea 3: de Tlatelolco a La Raza, posteriormente de La Raza a Indios Verdes y de Hospital General a Zapata. Durante la segunda fase se construyeron las líneas 4 —de Martín Carrera a Santa Anita— y 5 —de Pantitlán a Politácnico—. La línea 4 se construyó como viaducto elevado debido a la menor cantidad de construcciones altas en la zona centro–oriente de la ciudad, lo cual disminuyó los costos en comparación con las líneas subterráneas. Por su parte, la línea 5 se construyó en tres tramos: el primero, de Pantitlán a Consulado, se inauguró el 19 de diciembre de 1981; el segundo, de Consulado a la Raza, inaugurado el 1º de junio de 1982; finalmente, de la Raza a Politécnico, inaugurado en agosto del mismo año.

•• Tercera etapa, de principios de 1983 a finales de 1985. Durante dicha etapa se ampliaron la línea 1 —de Zaragoza a Pantitlán—, la línea 2 —de Tacuba a Cuatro Caminos— y la línea 3 —de Zapata a Universidad—. Se construyeron también la línea 6 —de El Rosario a Instituto del Petróleo— y la línea 7, en tres fases: de Tacuba a Auditorio, de Auditorio a Tacubaya y de Tacubaya a Barranca del Muerto.

•• Cuarta etapa, de 1985 a 1987. En esta etapa se construyeron las ampliaciones de la línea 6 —de Instituto del Petróleo a Martín Carrera— y de la línea 7 —de Tacuba a El Rosario—. Además se inició la línea 9, de Pantitlán a Centro Médico en un principio y posteriormente hasta Tacubaya. En la construcción de la línea 9 se utilizó el túnel circular profundo y el túnel tipo cajón.

•• Quinta etapa, de 1988 a 1994. En dichos años se construyó la primera línea que rebasaba los límites de la capital y se internaba en el Estado de México: la línea A, que va de La Paz a Pantitlán, lo que la conecta con una de las principales estaciones de la red. En esta etapa se planeó también la línea 8: inicialmente correría de Indios Verdes a la colonia Ejército Constitucionalista, pasando por el Centro Histórico de la Ciudad de México. sin embargo, el daño que sufrirían las construcciones virreinales, los sitios arqueológicos y los edificios del siglo XIX llevó a que la ruta fuera modificada, lo que terminó por hacerla correr en el tramo entre Constitución de 1917 y Garibaldi.

•• Sexta etapa, de 1994 a 2000. En dicha etapa se construyó la línea B, segunda que se interna en el Estado de México y última que se hizo con base en el Plan Maestro, con distinta ruta a la indicada originalmente pero conservando la correspondencia con dos de las líneas sugeridas en el documento: la línea 1 y la línea A. Se construyó en dos fases: de Buenavista a Villa de Aragón y de Villa de Aragón a Ciudad Azteca.

En octubre de 2012 se tiene programada la inauguración de la línea 12 del metro la cual, aunque no estaba contemplada en el Plan Maestro de 1996, incorpora segmentos considerados para otras líneas, cubriendo un amplio arco entre el sureste y el suroeste del Distrito Federal.

Además de ser el transporte más concurrido e importante de la ciudad, el metro se distingue por ser uno de los más fáciles, prácticos, económicos y cómodos de utilizar por parte de los usuarios, debido a sus múltiples transbordos y a un código que distingue a cada línea con un número y un color diferentes. Por ello, el metro es el sistema de trenes más útil para quien busca desplazarse a través de la urbe, ya sea para dirigirse a su trabajo, a su escuela, a su hogar o, dada la ubicación estratégica de las estaciones, a los sitios de interés artístico, cultural y comercial que pueblan la Ciudad de México.

La línea 12 del metro. Antecedentes. La Ciudad de México ha experimentado una expansión muy veloz y un aumento de población considerable en las delegaciones localizadas hacia su parte sur. Sin embargo, el transporte en dicha zona resulta insuficiente y es cada vez más problemático ante la gran demanda de movilidad que registran delegaciones como Xochimilco y Milpa Alta, cuyos habitantes cuentan con muy pocas opciones para trasladarse al centro de la capital. Así, el transporte público por excelencia para las mencionadas delegaciones son las rutas de microbuses “que en muchas ocasiones no logran comunicarse con otros medios de traslado”, así como camiones “tanto concesionados como de la Red de Transporte de Pasajeros, RTP” y la única línea de tren ligero de la ciudad.

La necesidad de comunicar a los habitantes del sur de la Ciudad de México llevó a la construcción de la línea 2 del metro, que va de Tasqueña a Cuatro Caminos. La densidad de población en los sitios más alejados “en la que es considerada como la zona rural del Distrito Federal” aún no era lo suficientemente importante y la estación Tasqueña, en su momento, cubría con holgura las necesidades de la zona sur. No obstante, al paso de los años se ha convertido en una de las líneas más concurridas de la red.

A partir de la creciente necesidad de ampliar el número de líneas con que cuenta el metro y, al mismo tiempo, brindar a los usuarios puntos de interconexión o correspondencia “especialmente en las zonas sur y oriente de la capital”, en 1994 se inauguró la línea 8, que va de Constitución de 1917 a Garibaldi. La delegación Iztapalapa, que había aumentado su población en gran cantidad en los últimos decenios, incrementó de esta manera la oferta de transporte masivo eficaz para sus habitantes. A pesar de los esfuerzos realizados, la urbanización y el aumento de habitantes en el sur del Distrito Federal ha rebasado la capacidad del transporte público, lo cual provoca tráfico constante y el incremento en el tiempo de los traslados. Por si fuera poco, los problemas que experimenta el transporte público se han traducido en el aumento de los vehículos particulares, lo cual complica la ya de por sí problemática movilidad.

Para desahogar un poco los problemas de salida que tienen las delegaciones Xochimilco y Milpa Alta, en la primera mitad de la década de 1990 se construyó el puente de Vaqueritos, lo que a su vez dio pie a la modernización del Periférico Sur en el tramo comprendido entre Cuemanco y Canal de Chalco. La puesta al día de la referida vialidad era necesaria, si se toma en cuenta que había sido trazada en 1964, desde Cuatro Caminos hasta Cuemanco, y que, en 1968, la construcción del Anillo Periférico permitió marcar el límite delegacional entre Tlalpan y Coyoacán “en su zona poniente”. Fuera de ello, las obras viales habían permanecido olvidadas en el sur.

En lo que respecta al transporte masivo de pasajeros, el único medio disponible, más allá de las rutas de autobuses RTP o de microbuses, es el Tren Ligero, que corre de Xochimilco a Tasqueña a través de la antigua ruta de tranvías. La línea fue terminada en 1988 y, a pesar de que es una buena opción en

cuanto a tiempo de traslado, resulta cada vez más difícil abordarlo por la cantidad de usuarios que se acumulan en las distintas estaciones y, sobre todo, en sus terminales. Como medio para complementarlo y, al mismo tiempo, ofrecer una alternativa a los autobuses, se ha pensado en construir otra ruta de tren ligero que circule por Canal de Chalco y Canal de Garay. Sin embargo, dicho proyecto no ha podido llevarse a cabo. Otra de las opciones propuestas para resolver el problema de transporte al sur y al oriente de la ciudad es la construcción de nuevas líneas de metrobús, que de algún modo llenen los huecos existentes en los distintos sistemas existentes y que se articulen con ellos mismos “por ejemplo, con la línea 2, que mínimamente se interna en la delegación Tláhuac”. Al momento, se tienen contemplados sendos proyectos para construir la línea 5, de Puente Negro a San Lázaro, con una posible

ampliación hasta Vaqueritos, y la línea 6, de la Alameda Oriente a Vaqueritos. Si bien es innegable que dicho proyecto constituiría una solución importante, vale decir que solo ayudaría a la delegación Xochimilco, mientras que los problemas de transporte permanecerían en Milpa Alta y en Tláhuac. La construcción de la línea 12 del metro es la respuesta a los problemas de las tres delegaciones mencionadas: al llegar a Tláhuac, brindará un medio de transporte eficiente a cerca de 450,000 usuarios. Al mismo tiempo, los habitantes de Milpa Alta y de Xochimilco podrán movilizarse hacia Tulyehualco para desde ahí dirigirse al metro. Por si fuera poco, es factible que se propicie un reordenamiento de las rutas de microbuses y camiones hacia las estaciones de la línea 12, lo cual desahogará también las avenidas que confluyen en la glorieta de Vaqueritos que es, hasta ahora, la salida más importante de la zona sur.

Propuesta ganadora

n junio de 2008, el proyecto presentado por el Consorcio Línea 12 del Metro, formado por el Grupo ICA, el Grupo Carso y Alstom ganó la licitación pública internacional emitida por el gobierno del Distrito Federal para asignar la realización de dicha obra. Por primera vez en la historia de la construcción del metro de la Ciudad de México, se otorgó en contrato la construcción de una de sus líneas mediante un proyecto integral a precio alzado y tiempo determinado, el cual incluyó los estudios y análisis necesarios, los anteproyectos, los proyectos ejecutivos, las instalaciones fijas, las pruebas, la marcha en vacío, la puesta en servicio y la capacitación de personal, entre otros requerimientos del organismo operador, el Sistema de Transporte Colectivo. Es interesante señalar que no pocos candidatos potenciales declinaron participar en la licitación ante el estricto grado de cumplimiento exigido y el valor de las multas diarias aplicables en caso de retrasos, así como por el grado de complejidad de la obra.

Propuesta mejorada

La primera idea de construir la línea 12 del metro se basaba en la construcción de un cajón subterráneo confinado por muros Milán y estaciones subterráneas a lo largo del trazo esta solución generaba un impacto al entorno urbano que obligaba a las autoridades a enfrentarse a riesgos de orden social, ambiental y de movilidad . El Consorcio bajo el liderazgo de ICA y bajo la supervisión de especialistas tanto del gobierno como de grupos técnicos de la iniciativa privada transformaron esta idea original con nuevas propuestas de diseño basadas en los criterios sustentables actuales que permitieran entre otras cosas reducir la incertidumbre sobre los tiempos de entrega, optimizar los impactos globales, aprovechar eficientemente los recursos técnicos, materiales y económicos. La clave del éxito de esta propuesta residió en la combinación de esfuerzos enfocados al desarrollo de nuevos métodos y tecnologías bajo el control de todos los involucrados en la gestión de este mega proyecto.

Nuevo modelo de contrato

Para la construcción de la línea 12, el gobierno adoptó el esquema de proyecto integral, dentro del cual una sola empresa se hace cargo de todo el ciclo del proyecto, que abarca los estudios, desarrollo de la ingeniería, la construcción y la puesta en operación. Este esquema de contratación fue una experiencia de aprendizaje para todos los actores del proyecto, incluyendo los funcionarios de gobierno y los encargado de la supervisión. Según la modalidad de proyecto integral, el contratista, apoyado en la ingeniería básica, debe llevar a cabo tanto el proyecto ejecutivo como la construcción de la obra hasta su puesta en servicio. En el caso del nuevo metro capitalino, el desempeño del contratista, además, estuvo sujeto al escrutinio de una empresa certificadora extranjera —ILF Consulting Engineers—, encargada de avalar que la obra cumpliera con estándares internacionales de seguridad y operación. Por otra parte, con el fin de validar los criterios de diseño que habrían de aplicarse en el proyecto, se integró un grupo de expertos del Instituto de Ingeniería de la UNAM —en la parte civil— y del IPN —en el área electromecánica—.

LA ASIGNACIÓN

LOS ESTUDIOS

n el rubro de estudios se llevó a cabo la evaluación del impacto urbano de la obra, la identificación de los flujos de desplazamiento de personas y la atención a la posible presencia de vestigios arqueológicos. Experimentadas empresas mexicanas estuvieron a cargo de la realización de los estudios de impacto ambiental, geológicos y de geotecnia, de mecánica de suelo, de afectaciones y devibración y ruidos.

Entrevista 1.- ¿ Podría describirnos cuál fue específicamente su participación en la construcción de la línea 12 del Metro? Responsable de la fabricación, transporte y montaje de todos, los elementos prefabricados tramo elevado L-12 del metro.

2.- En esta actividad ¿actuaron las empresas de manera coordinada?¿por qué y cómo se logró esto? Se logró formar un equipo coordinado al cambiar el proyecto de un sistema tradicional con estructura metálica a un sistema prefabricado.

4.- ¿Cómo se llegó a la solución que se aplicó y cuáles fueron sus ventajas? Para el transporte de las trabes se dividieron en dos piezas que en el lugar de la obra se unieron, permitiendo eficientar el transporte y montaje de las trabes.

5.- ¿Quiénes fueron los ingenieros que estuvieron directamente a cargo de los trabajos? Por parte de ICA PRET el Director Arq. Raúl Galindo Herrera y el Ing. Luis Aguiñiga de parte de Ingeniería ICA el Ing. Roberto Ayala.

6.- ¿Cuál es la importancia de los trabajos que se llevaron a cabo? Fue un proyecto donde con el uso del prefabricado se logró el programa establecido, con la calidad requerida, reduciendo en forma importante los tiempos en relación al sistema tradicional.

7.- ¿Qué otras obras están realizando conjuntamente en la actualidad? Actualmente trabajamos en la Autopista Urbana Sur de la Cd. De México

9.- ¿Cuál es su opinión acerca del uso de la tecnología del preesfuerzo en nuestro país? Es una tecnología que ha demostrado que su uso a futuro tiene mucha potencial ya que reduce los tiempos de construcción, libra grandes claros y durante el proceso de construcción se reduce en forma considerable las molestias a la población, sin afectar en forma importante las vialidades.

3.- ¿Cuáles fueron las dificultades técnicas más grandes que se enfrentaron para llevar a cabo con éxito su actividad? El reto más importante fue el transportar trabes y diseñar una nueva mesa de presfuerzo para hacer temporal la planta de prefabricados, otro reto fue lograr una ingeniería eficiente para el suelo de la Cd. De México.

8.-¿Y de manera independiente? En el proyecto Autopista Río de los Remedios

10.- ¿Desea comentar algo más? Fue una gran experiencia trabajar en la L12 del metro utilizando los prefabricados.

Los retos Entre los retos a los que se enfrentó la construcción de la línea 12, destacaron: construir y desarrollar el proyecto en tiempo y forma; reunir los recursos humanos, técnicos y financieros necesarios para la ejecución de las obras; lograr acuerdos entre las autoridades y la ciudadanía; por último, cumplir con el programa integral para realizar el proyecto ejecutivo simultáneamente con la construcción. Otro reto importante fue el de poder aprovechar experiencias previas de aplicación de conceptos geotécnicos al diseño de estructuras subterráneas, una cuestión fundamental, dada la importancia que tiene el subsuelo para las soluciones de transporte.

La planeación

Cuando se abordó el proyecto de línea 12, de inmediato se procedió a integrar grupos de ingenieros encargados de atender todos los aspectos del diseño y la construcción relevantes para un proyecto integral de este tipo. En particular, fue de importancia crítica conjugar ingenieros de buen nivel con experiencia en metro.

Con el fin de responder a los retos planteados por la visión integral elegida para abordar el proyecto, estos expertos utilizaron herramientas y tecnologías de vanguardia cuidadosamente seleccionadas, como las herramientas de modelado virtual vinculadas con software de planeación de obras —utilizadas principalmente durante la construcción de las estaciones subterráneas—, mismas que permitieron establecer una correlación entre el diseño y los procesos constructivos que, a su vez, generó información de gran valor para las sesiones de viabilidad de la propia construcción y de toma de decisiones.

Las nuevas tecnologías utilizadas aportaron procesos más ágiles, tanto a la ingeniería como a la construcción del túnel de la línea 12; mejoraron, además, la especialización, no solo de los ingenieros de ICA, sino también de la supervisión y del propio cliente, y dotaron al proyecto, durante su construcción, de elementos de seguridad que seguirán siendo útiles en su fase de operación.

Por otra parte, el volumen de los recursos económicos requeridos para alimentar un proyecto de esta magnitud, donde lo flujos de efectivo son de cientos de millones de pesos semanales, también impuso la necesidad de llevar

a cabo una planeación estratégica desde el punto de vista financiero y de gestión.

Otra característica muy interesante de este proyecto es que todo el acero utilizado en la realización de la obra fue de producción nacional.

Problemas y soluciones múltiples

En el curso de la construcción, llegó un momento en que llevar a cabo el plan significó abrir múltiples frentes, cada uno con soluciones de ingeniería distintas: mientras que por un lado se producían elementos prefabricados para las obras de superficie, por otro lado se levantaban muros–pantalla para hacer un cajón y, entre tanto, la máquina tuneladora se ensamblaba en Estados Unidos, Francia, China, Corea y otros países, y todo se preparaba para llevar a cabo el túnel mecanizado. A lo largo de todo el trazo del túnel se emplearon más de diez programas de ingeniería altamente especializados, determinantes para la toma de decisiones relativas al avance de la máquina tuneladora, a los cruces bajo o sobre otras estructuras —ya que dicho software permite predecir su comportamiento a largo plazo—, a la conexión del túnel con dovelas con las estaciones y al cálculo de la cantidad de acero de refuerzo necesario para cada uno de los cuatro diferentes tipos de dovelas que se utilizaron para cruzar las diversas zonas de la ciudad.

En lo que respecta a las soluciones constructivas aplicadas, para trabajar en las zonas más sensibles de la línea se decidió utilizar una tuneladora con frente de escudo de presión balanceada —EPB, siglas en inglés de earth preassure balance—. A la par, en la construcción de las estaciones subterráneas se aplicó un innovador esquema estético, funcional y estructural denominado top–down. La elección de ambas soluciones respondió a un mismo objetivo: reducir riesgos en zonas densamente pobladas.

EL PROYECTO

omo resultado del modelo contractual basado en el desarrollo de un proyecto integral, ICA desarrolló, conjuntamente con sus socios, la ingeniería, procuración, construcción y puesta en operación de toda la nueva línea. A la postre, se utilizaron todas las formas de construcción aplicadas en la historia de la red del metro de la Ciudad de México y se involucró la totalidad de las disciplinas de la ingeniería en la implementación de los sistemas electromecánicos de la línea, así como en la construcción de su trazo e instalaciones. Los poco más de veinte kilómetros de longitud de la línea 12 pueden dividirse en cinco situaciones constructivas generales:

a. Tramo superficial

Sección de la vía que va del extremo oriental de la línea hasta la calle Luis Delgado. Dentro de este tramo quedan comprendidos los talleres y depósitos de la terminal, con sus naves de depósito y mantenimiento, junto con edificaciones menores —subestaciones, casetas de pilotaje, servicios generales, puestos de maniobras—, un tramo de línea en zona suelo virgen y las estaciones superficiales Tláhuac y Tlaltenco. Su longitud es de 2,288 metros, incluyendo la transición del tramo superficial al elevado.

b. Tramo elevado

Intregado por las nueve estaciones que van de Zapotitlán a Pueblo Culhuacán, sus respectivos intertramos y parte del recorrido entre Pueblo Culhuacán y Atlalilco, tramo donde se da la transición de elevado a subterráneo. Su longitud es de 11,258 metros.

c. Tramo en cajón subterráneo

Comprende las estaciones Atlalilco y Mexicaltzingo, así como su intertramo. Su longitud es de 2,901 metros y va de la calle José María Morelos hasta la calle de Centeno.

d. Túnel profundo

Sección de la línea que corre entre la calle de Centeno en la delegación Iztapalapa y la calle de Cádiz, en Álvaro Obregón. Abarca seis estaciones.

e. Tramo en túnel convencional

Comprende el área de maniobras de la estación Mixcoac, que será terminal provisional y transbordo con la línea 7, así como el depósito de trenes del mismo nombre. Su longitud es de 915 metros.

LA CONSTRUCCIÓN

l tomar en cuenta, fundamentalmente, las características del suelo y el grado de desarrollo urbano de las vialidades por donde se desplaza la línea, se aplicaron diversas soluciones estructurales, como las que se verán a continuación.

a. Tramo superficial Naves de depósito y mantenimiento —naves tipo industrial—

Fueron utilizados cajones de cimentación longitudinales compensados, que se comportan como contra–trabes y que reciben dados de concreto reforzado en los que se apoya la estructura metálica que reciben cubiertas ligeras de largueros y láminas metálicas, y catenaria por cada poste de fijación.

Instalaciones menores

Su estructuración se realizó con cimentaciones de cajones compensados y/o losas corridas y superestructuras de marcos de columnas y trabes de concreto reforzado y losas perimetralmente apoyadas del mismo material. En los lugares en los que se ubican equipos de alta tensión fueron construidos muros de concreto reforzado.

Tramo superficial en zona de lago virgen Se fabricaron cajones compensados de concreto reforzado para apoyo del sistema de vías, alojadas en excavaciones someras a nivel superficial en terreno previamente mejorado, formadas por una losa corrida o de fondo y dos muros laterales de contención.

Estaciones superficiales en zona de lago virgen

Su cimentación se logró con cajones longitudinales compensados de concreto hidráulico, que soportan la estructura formada por columnas y trabes metálicas y losas de concreto hidráulico.

21 Debido al hundimiento regional que se presenta en el suelo de la Ciudad de México, todas las trabes del tramo elevado son simplemente apoyadas. Es importante señalar, además, que las características geotécnicas del suelo en este tramo varían desde arcillas vírgenes de más de ochenta metros de profundidad hasta suelo firme, cruzando transiciones muy abruptas en cinco ocasiones, por lo que se requirió estudiar y proyectar individualmente cada uno de los 423 apoyos requeridos en este tramo. De acuerdo con lo anterior se resolvió diseñar la estructura del viaducto elevado con tres procedimientos, mismos que se explican a continuación.

i. Estructuración

con elementos de concreto prefabricados. Este tramo está resuelto con elementos prefabricados de concreto: zapatas, columnas y cabezales en una sola pieza y trabes “W” formadas por dos piezas, o trabes “U”. La cimentación consiste en una celda estructurada —vaso invertido—, formada por dos secciones de muros Milán en forma de canal —en “C” recta— de concreto reforzado de 60 centímetros de espesor —muros Milán o ataguías tablestacas coladas en sitio— que forman un cajón rígido mediante la conexión de una pieza prefabricada denominada en obra como “ciempiés”, que es un pilote con preparaciones de acero de refuerzo a traslapar con el armado de los muros Milán. La tapa de este vaso invertido se logra con la zapata que, conjuntamente con la columna y el capitel, es fabricada previamente. Mediante un segundo colado se ligan los armados del vaso invertido y la zapata prefabricada para formar un conjunto estructural vaso, zapata, columna y capitel, donde se reciben las trabes —también prefabricadas— como simplemente apoyadas. Los claros tipo son de 25 a 30 metros. Las columnas son de sección de 2.20 por 3.20 metros, aligeradas. La subestructura, compuesta por zapata, columna y cabezal, se fabrica como un solo elemento pretensado. Las trabes “W” están formadas por dos trabes de sección “U” prefabricadas, que se unen en el sitio armando y colando el bulbo superior de la nervadura central y postensando los cables localizados en el cabezal de las trabes. La resistencia del concreto para los elementos prefabricados es de f ’c=600 kg/cm2 y para la celda estructurada es de f ’c = 250 kg/cm2.

ii. Estructuración

con subestructura de elementos de concreto colados en sitio y trabes metálicas. Otra solución para el tramo elevado estuvo integrada por cimentación, columna y cabezal de concreto reforzado colados en sitio, mientras que la superestructura está formada por una sección compuesta de trabes metálicas y tabletas de concreto prefabricadas, con un firme de compresión de 7 a 22 centímetros de espesor. Los claros promedio son de 30 metros de tangente y 25 metros de curvas, mientras que en estaciones son de 22 metros. Dependiendo de la zonificación geotécnica en la que se encuentre desplantada la estructura, la cimentación presenta tres soluciones:

1) Cimentación a base de cajón compensado de concreto desplantado a una profundidad promedio de 5.70 metros con pilotes de fricción de sección 40 x 40 centímetros y longitud variable de 8 a 35 metros. 2) Zapata aislada de concreto octagonal con una profundidad de desplante promedio de 3.40 metros y pilas de sección circular de 80 o 90 centímetros de diámetro, apoyadas sobre un estrato rocoso. 3) Zapata aislada de concreto desplantada en roca.

LOS PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS

b. Tramo elevado

iii.

Estructuración de tramo elevado con marcos metálicos. En el tramo comprendido entre las estaciones San Lorenzo y Calle 11, la estructura de apoyo consiste en marcos metálicos —dos columnas y una trabe—, debido a la altura considerable que, en su punto máximo, alcanza 13.75 metros libres de columna. Los claros promedio son de 25 metros en tramo y 22 en estación. Esta solución se empleó debido a los requerimientos por sismo, ya que las columnas con alturas mayores a 10 metros son esbeltas. La cimentación es también de cajones compensados de concreto reforzado, corridos de columna a columna apoyados en pilotes. El resto de la superestructura es igual: trabes metálicas formando sección compuesta con las tabletas prefabricadas.

c. Tramo en cajón subterráneo

Tramo subterráneo en cajón somero en zona de lago Cajón compensado formado por muros Milán conectados con losas de fondo y superior, dependiendo de la profundidad del cajón. El cajón puede estar cubierto con relleno o ser la superficie de rodamiento de vehículos o peatones. Los muros Milán —ataguía tablestaca— tienen la función de estructura de contención durante la excavación a cielo abierto y, después, la de recibir las losas de fondo y superior. La losa superior se prefabricó o se coló en sitio. Este procedimiento se aplicó para construir parte del tramo Pueblo Culhuacán–Atlalilco, la estación Atlalilco y parte del tramo Atlalilco–Mexicaltzingo.

Tramo subterráneo en cajón somero en zona de lomas

Debido a la presencia de boleos en el suelo, se requirió la construcción de pilas secantes o distanciadas — dependiendo de las características del suelo— para formar la estructura de contención durante la excavación. Como en el caso de la construcción de las estaciones profundas, las pilas se empotraron debajo de la losa de fondo. Una vez construidas las pilas, se excavó a cielo abierto hasta el nivel de desplante de la losa superior y se procedió a construir este elemento. Posteriormente, se terminó de vaciar el cajón mediante el procedimiento de subexcavación, colándose la losa interior y, finalmente, los muros, que conjuntamente con pilas y losas integran el cajón estructural.

Tramo en túnel profundo

En el caso de túnel profundo se aplicaron fundamentalmente tres procedimientos constructivos: construcción de estaciones a 20 metros de profundidad, construcción del túnel mediante una tuneladora de escudo EPB y excavación de túnel mediante el método austriaco.

Construcción de las estaciones La necesidad de respetar un techo de un diámetro del túnel —10 metros— en la excavación del mismo, obligó a que las estaciones se construyeran a una profundidad de hasta 20 metros. Al tomar en cuenta las características del suelo, las estaciones se construyeron a base de muros Milán o pilas secantes, que sirven de contención durante las excavaciones. Estas tablestacas fueron empotradas hasta cinco metros debajo de la losa de fondo y forman, total o parcialmente, los muros estructurales.

Una vez colocados los muros tablestaca se procedió a excavar cada estación a cielo abierto: desde el cuerpo de la estación hasta el nivel de desplante de la losa del mezzanine, la cual se construyó enseguida, colándola en sitio o utilizando tabletas de concreto prefabricado. Hecho esto, se continuó con la excavación de la estación mediante el procedimiento de subexcavación debajo de la losa del mezzanine, hasta llegar al desplante de la fosa de fondo, para después construir dicho elemento, con lo cual queda formado el cajón estructural de la estación.

Construcción de túnel con tuneladora de escudo EPB

En el tramo comprendido entre el Cerro de la Estrella e Insurgentes, el subsuelo está formado por sustratos que varían, desde una capa de suelo arcilloso deformable de 25 metros de profundidad —en la zona de lago, en los límites con el Cerro de la Estrella—, hasta una zona de transición con suelos limo–arcillosos firmes al poniente de Insurgentes. Para construir el tramo de línea que va de la calle de Centeno hasta la calle de Cádiz se decidió utilizar una tuneladora con frente de escudo de presión balanceada de 10.10 metros de diámetro de excavación, para alojar un túnel revestido con dovelas prefabricadas de concreto de 9.11 metros de diámetro interior.

La tuneladora está integrada por un disco rotatorio para excavación, que va al frente, y el ademe provisional, integrado por un cilindro metálico donde se dispone de los mecanismos necesario para armar la estructura a base de dovelas prefabricadas dentro del propio cilindro, empujar el escudo, excavar y rezagar el material producto de la excavación. A este conjunto le sigue una cauda de mecanismos para terminar los rezagos del material de la excavación. El empuje para avance del escudo se logra mediante gatos hidráulicos que se apoyan en el anillo de concreto que se arma dentro del cilindro metálico. Para evitar la deformación del suelo y darle una mayor rigidez a la estructura, inmediatamente después de que pasa el escudo se inyecta lechada de mortero —con aditivos para el aceleramiento y el control de fraguado— en el espacio que queda entre el anillo formado por las dovelas y el suelo excavado. El procedimiento requiere que las estaciones ya estén excavadas y estructuradas lo suficiente como para que la tuneladora cruce dentro de ellas, lo que hace necesario mejorar el suelo a la llegada y

23 salida de la estación para así darle una resistencia tal que evite que falle al demoler los muros tablestaca que sirvieron de contención durante las excavaciones de la estación.Construcción de túnel con método austriaco

Al poniente de la estación Mixcoac se ubicaron la zona de maniobras y el depósito de trenes en un terreno de suelos muy firmes, en los que se pueden construir túneles con métodos convencionales. Una variante de estos procedimientos es el método austriaco, que consiste en excavar y cubrir de inmediato la superficie con una capa de concreto lanzado para evitar que el suelo altere sus características y se deforme, con lo que se consigue un suelo capaz de auto–soportarse. En el caso de esta sección del túnel de la línea 12, la obra se realizó en tres fases: bóveda, zona de zapatas y cubeta.

La construcción de la bóveda es la etapa que presenta mayores riesgos y, por tanto, debe procederse con sumo cuidado, observando permanentemente las características del suelo que va apareciendo para decidir la longitud de la etapa a excavar. El procedimiento inicia al excavar dos tercios laterales y en seguida el tercio central. De inmediato se coloca el armado y luego se lanza una capa de concreto. De acuerdo con las características del suelo se determina la longitud de la etapa — que, en este caso, varió desde 45 centímetros en suelos arenosos hasta tres metros en suelos altamente compactos— y también se define si se requiere colocar anclas, incorporar fibra de acero al concreto lanzado, colocar armado o colocar ademes a base de lámina y marcos metálicos e inyecciones. En la segunda fase se excavó en primer lugar el núcleo central y las zonas laterales después, para luego construir de inmediato, con concreto lanzado armado, las zapatas que recibirían la bóveda. Finalmente se excavó el arco inferior y se construyó una losa cóncava a base de concreto armado, con la cual se cerró la sección “circular” estructural del túnel.

a construcción de la línea 12 del metro señala la primera vez que en México se emplea un escudo EPB —earth pressure balance—, diseñado específicamente para las condiciones de excavación de la propia línea. Tan solo el proceso de diseño se llevó un año entero: las piezas se construyeron en catorce países distintos y se ensambló en el sitio de la construcción.

El diseño se hizo en ICA y el modelo de ensamblaje se documentó y fue objeto de reconocimientos en todo el mundo. El ensamblaje abarca cinco mil sistemas de operación: rotación, potencia, impulso, control guiado, hidráulicos, eléctricos, media tensión, baja tensión y transportación de materiales, entre otros. Técnicos mexicanos y extranjeros tomaron parte en la construcción de la tuneladora de diez metros de diámetro y mil toneladas de peso. Esta, empleada para el Sistema de Transporte Colectivo, es la primera tuneladora de su tipo en México y la segunda más grande del mundo. El túnel de dovelas

De los veintiocho kilómetros de la línea 12 del metro, veinticuatro son de servicio de línea, para los que se optó por un túnel de dovelas. Un túnel de este tipo ofrece ventajas sobre una excavación convencional porque, por ejemplo, no es necesario abrir la totalidad de las calles por donde pasará la obra; por el contrario, solamente hace falta esto cuando se requiere hacer las lumbreras. De otra manera, la excavadora trabaja bajo tierra sin que el público que emplea las vialidades se entere. Con el empleo de esta técnica se consigue que el impacto social de obras de gran magnitud sea menor, al disminuir las perturbaciones sufridas por la actividad de la comunidad donde se lleva a cabo.

El funcionamiento

La tuneladora emplea un sistema conocido como “siete más uno”, al estar compuesto por siete dovelas y una clave, que conforman los anillos de un metro y medio de ancho y cuarenta centímetros de espesor1. Las piezas se fabricaron en Alemania, en una planta especial con moldes hechos al propósito. 1

El escudo es totalmente automatizado: el sistema de guiado del mismo pide el tipo de dovela y el orden en que se deben ir colocando. Con un brazo erector, el escudo toma las dovelas, que ya han sido llevadas hasta el pie del mismo por unos carros especiales —los “doveleros”— y las coloca de acuerdo con la posición indicada en el trazo, que puede ser recto, en curva vertical o en curva horizontal. Este brazo erector funciona con ventosas: se coloca sobre la dovela, la sujeta aplicando vacío y la transporta a su sitio. Para posibilitar esta maniobra, las dovelas se fabrican con láser, con el fin de que la cara interna —esto es, la que queda a la vista cuando se circula por el metro— sea completamente lisa. Dicho de otra forma, el escudo va excavando y construyendo el túnel al mismo tiempo, dejando el espacio suficiente para colocar los anillos a la vez que va rezagando el material excavado en las lumbreras, sitio por el cual también se introducen las dovelas al sitio de la obra.

Cuando se excava, el suelo tiende a ceder, lo que puede dar como resultado que la tuneladora quede literalmente atrapada, lo que lógicamente impide que prosiga con su labor. Con el fin de evitar esto, la cabeza de corte de la máquina deberá ser más grande que el resto del cuerpo del escudo. A su vez, para el espacio que queda entre la cabeza de corte y la cara exterior del túnel, la máquina cuenta con un sistema que inyecta una mezcla —que se denomina “de componente”— para rellenar. De no hacer esto, el espacio se cierra, provocando asentamientos en la calle. Este relleno contribuye igualmente a que la presión del suelo se distribuya de manera uniforme sobre el anillo. El anillo es universal, esto es, que solo hay una manera posible de armarlo. Pero, de acuerdo con el trazo del túnel, hay catorce posiciones distintas para colocarlo: por ejemplo, las dovelas se rotaban dependiendo de si el túnel debía dar una vuelta o había que cambiar la pendiente del mismo. A estos fines, el escudo efectuaba una reprogramación para encontrar la colocación idónea de las dovelas o para modificarla según fuera la pendiente deseada. Este procedimiento permitió armar un túnel de siete kilómetros de longitud.

Si bien el anillo es universal, la composición de las dovelas no es igual, debido principalmente a que las condiciones por las que atravesó la tuneladora fueron considerablemente distintas. El tramo de Mexicaltzingo a Insurgentes, por ejemplo, se subdividió en cinco zonas denominadas “homogéneas”, y para cada una de ellas se utilizó un armado diferente con respecto a la cantidad de acero en la composición de las dovelas. La zona uno, Mexicaltzingo, requirió un armado mucho mayor — debido a lo blando del suelo y al alto contenido de agua en el mismo— que la zona cinco, Insurgentes, donde el suelo es mucho más firme, donde se empleó apenas el mínimo de acero requerido por los reglamentos.

Las dovelas son los “gajos” en los que se divide la circunferencia del túnel. Clave se le llama a la dovela central, y es el último segmento en ser colocado. Un anillo de túnel adquiere estabilidad solo hasta que la clave es colocada en su sitio.

no de los factores tomados en cuenta a la hora de pensar en el tipo de túneles que se empleará fue el ritmo de extracción de agua del subsuelo en ciertas zonas, como es el caso de Mexicaltzingo. Esta zona se encuentra en Iztapalapa, delegación densamente poblada y con un volumen muy grande de extracción de agua, lo que crea condiciones muy desfavorables para el túnel, entre las que se encuentra el aumento del peso del suelo, lo que crea un incremento en las cargas verticales, cosa que no sucedería de no existir extracción del vital líquido. A esto había que sumarle la sismicidad de la Ciudad de México que, ya se sabe, es alta. En este sentido, el túnel de dovelas ofrece ventajas en ambas situaciones debido a su estructura: al contar con juntas a distancias determinadas, su comportamiento en relación con los elementos mecánicos o fuerzas que actúan sobre él no es el mismo que si se tratara de una estructura rígida. De hecho, al contar con cierto grado de flexibilidad, podría decirse que el túnel puede moverse con el suelo, cosa que no sucedería si se tratara de una estructura rígida que, al verse sometida a ciertas fuerzas, puede presentar ruptura de algunos de sus elementos.

No es la primera vez que se utiliza la tecnología de las dovelas para la construcción de una obra de la magnitud de la línea 12 del metro. Ya entre 1985 y 1990, durante la construcción de la línea 7 del metro, se utilizaron dovelas, si bien no se empleó una tuneladora de escudo porque aún no llegaba a México esa tecnología. En la construcción del túnel de la línea 12, el proceso fue, a diferencia del de la línea 7, casi totalmente automatizado ya que, aun cuando se requiere personal para la construcción de las dovelas, el mismo no hace falta para la construcción del túnel.

LA TUNELADORA

Soler & Palau una empresa con pensamiento global

os trabajos para la ejecución del sistema de ventilación mayor de la línea 12 del metro de la ciudad de México, fueron realizados por la empresa Soler & Palau, ubicada en la ciudad de Puebla, Soler & Palau México cuenta ya con 30 años en el mercado Mexicano, En los últimos años Soler & Palau, gracias a la confianza de sus clientes y al talento de sus empleados, se ha convertido en un líder global en el suministro de sistemas de ventilación eficientes energéticamente. Actualmente cuenta con más de 33,000 m2 incluyendo su centro de distribución con certificación LEED. Su actividad siempre se ha basado en el reforzamiento continuo del compromiso con los clientes, trabajando conjuntamente en la solución de sus problemas, anticipándose a sus necesidades y manteniendo un alto grado de fiabilidad en sus propuestas de valor. Para conseguirlo, S&P está cerca de ellos a través de un gran número de filiales, las cuales cuentan con personal altamente calificado. En S&P la aportación a la calidad final se inicia en el diseño de los productos, esto hace que hoy esta empresa sea reconocida en todo el mundo por el alto nivel de tecnología de todos los artículos que ofrece en su catálogo, los cuales cumplen con normas nacionales e internacionales, como AMCA, ISO y UL. Soler & Palau, es la empresa en ventilación con la mejor tecnología de punta ya que el 95% de su planta es manejada por medio de control numérico, por mencionar alguna se tienen rechazadoras, corte por láser, punzonadoras, soldadura por robot etc. La fiabilidad de los productos de Soler & Palau Ventilation Group, la implantación del Grupo a nivel mundial, el soporte técnico y el cumplimiento de los compromisos adquiridos, han merecido la confianza de los departamentos de Ingeniería, distribuidores e instaladores y ha permitido que sus ventiladores estén instalados en obras emblemáticas

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en todo el mundo como lo es la línea 12 del metro de la ciudad de México. El sistema de ventilación mayor de la línea 12 del metro de la ciudad de México podrá generar un ambiente de confort y seguridad dentro de los más de 8250 kilómetros de túnel y en las 8 estaciones subterráneas, los ventiladores están equipados con motores con norma Europea, los cuales son capases de soportar hasta 250°c por un tiempo de 2 horas, el desarrollo aerodinámico de la hélice permite generar una reversibilidad del 95% efectiva, el alma de acero con la que cuentan asegura una dilatación mínima, la cual evita que en caso de que los ventiladores trabajan en alta temperatura tengan un rozamiento con la carcasa del ventilador, también gracias a este mecanismo se puede tener un sistema de paro y arranque de los ventiladores del 100% de extracción al 100% de inyección, en un tiempo de no más de 120 segundos. La carcasa del ventilador está fabricada en acero al carbón en un espesor de 10 mm, para garantizar su larga vida fue sometida al sistema de galvanizado en caliente, cuenta con un sistema de atenuación de vibración, así como un sensor de vibración. El diámetro de interior de la carcasa es de 2000 mm. El conjunto de atenuación de ruido permitirá estar dentro de las normas de la ciudad de México, el material fonoabsorbente es capaz de reducir hasta 12 dB(A). El sistema de ventilación mayor de la línea 12 del metro de la ciudad de México es el primer sistema en México que podrá ser monitoreado y controlado a distancia, cuenta con 3 mandos los cuales otorgan un grado de seguridad altamente elevado, 2 de ellos son operados de manera manual y uno es de manera automática, el cual cuenta con lo último en tecnología utilizando un sistema de detección de calor que trabaja por medio de un láser que permite obtener lecturas de temperatura en cada metro del túnel. Estas señales son enviadas a un par de controladores que se encargan de canalizar la información a un conjunto de PLC´S para que a su vez estos realicen de manera

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automática los ajustes de velocidad para tener la óptima ventilación del túnel. El detector de calor permite prevenir percances ya que continuamente está monitoreando el túnel y en caso de detectar un incremento de temperatura en una zona envía una alarma con la ubicación para su pronta detección. Los ventiladores son energizados por variadores de frecuencia lo cual permite ajustar de manera automática la velocidad de operación reduciendo el consumo de energía. Los controles de los ventiladores se encuentran comunicados a una red de fibra óptica permitiendo la sincronización y operación en conjunto de los equipos, lo cual otorga una cantidad considerable de ventajas, por mencionar algunas, en caso de un temblor los sensores de los ventiladores detectan el movimiento, esto se puede interpretarse como falla propia del ventilador, y en consecuencia dejarían de operar, sin embargo al estar intercomunicados y registrar más de 2 ventiladores la misma falla, el sistema no solo seguirá operando, si no operara de manera emergente. Una segunda ventaja es el direccionamiento de aire, al detectar un incremento de temperatura en cierto tramo del túnel, el mando automático es capaz de realizar la operación lógica de funcionamiento, y operar un par de ventiladores en modo extracción y un segundo par de ventiladores en modo de inyección. El Ingeniero Jose Miguel Cuatrecasas Director General de Soler & Palau México agradece la oportunidad de demostrar que la Mano de Obra mexicana es capaz de solventar y resolver las más altas expectativas de calidad y servicio, además de esto, expresa su gran satisfacción al poder participar como una empresa mexica en la obra más representativa de infraestructura urbana en latino América. Finalmente expresa a nombre de más de 100 familias Mexicanas el agradecimiento y el profundo orgullo que ha representado realizar esta obra en nuestro país.

Sistemas de Ventilación

Soler & Palau México Blvd. A-15 Apdo. Postal F-23 Parque Industrial Puebla 2000 Puebla, Pue. México C.P. 72310

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LA INSTRUMENTACIÓN

na pieza clave para la operación de la máquina tuneladora fue la integrada por los sistemas de instrumentación instalados a lo largo de toda la línea y que, en el tramo elevado y superficial, pero sobre todo en el subterráneo, enviaron referencias superficiales a la máquina en todo momento mediante un sistema para la lectura de convergencias y divergencias, el primero que se ha desarrollado en México. Dichas lecturas de instrumentación sirvieron para visualizar el comportamiento del túnel y las estaciones por donde iba a llegar el escudo. Una vez concluida la obra, los ingenieros entregarán un sembrado de instrumentos básicos a lo largo de toda la línea, lo que le permitirá al STC evaluar y conocer el comportamiento de las estructuras a largo plazo.

LA SUPERVISIÓN

urante la construcción de la línea 12 se ofrecieron mil horas de capacitación ocupacional; asimismo, dos mil quinientas maniobras de alto riesgo fueron realizadas bajo estricta supervisión.

os talleres son las instalaciones que sirven para dar mantenimiento al material rodante y, además, para fungir como depósito de los trenes durante el tiempo que la línea está fuera de servicio o cuando no se requiera utilizar la totalidad de los mismos.

El conjunto de los talleres —delimitado por bardas con accesos de control vehicular y peatonal bien definidos y estratégicamente ubicados— está integrado por naves, edificios administrativos, almacenes, estacionamientos, circulaciones vehiculares y peatonales, áreas ajardinadas, edificios de servicio y áreas a cielo abierto, donde se alojan las vías por las que circulan los trenes y que, a la par, conectan las diferentes zonas de mantenimiento. Los talleres de Tláhuac se ubican al oriente de la terminal Tláhuac, en el predio conocido como Terromotitla, y ocupan una superficie de 215,000 m2. Los edificios y naves que forman el conjunto de los talleres de Tláhuac son:

La nave de depósito

En esta nave se depositan los trenes cuando están fuera de servicio durante la noche o en horas valle. Se ubicó dentro del conjunto, de forma que el acceso y la salida de trenes se verifique de manera expedita. La nave está en estrecha relación con la operación de la línea a través de la estación terminal Tláhuac. Con una superficie aproximada de 26,600 m2, tiene capacidad para un total de 30 trenes, aunque en una primera etapa solo se construirá para 20 trenes.

Vía de pruebas El objetivo de esta vía es efectuar las pruebas requeridas para corroborar que el tren esté en condiciones de servicio. Tiene una longitud de 900 metros y cuenta con las instalaciones para realizar las verificaciones correspondientes.

Plantas de tratamiento de aguas negras y residuales Se consideraron dos plantas de tratamiento de aguas provenientes de las instalaciones sanitarias, así como de las aguas residuales que emanarán de las zonas de lavado y de banqueta de fosas del taller de mantenimiento mayor.

Puesto de maniobras Se localiza en la zona de peines —conjunto de vías paralelas—. Su construcción buscó que desde la cabina de control se obtenga una buena visibilidad de todas las vías que integran los peines de vía que acceden a las naves de depósito, mantenimiento sistemático y mantenimiento mayor, así como a las vías de servicio especializado.

Casetas de tracción Estas edificaciones alojarán las secciones que controlarán la energía de tracción en los peines de la nave de depósito y mantenimiento sistemático. Estarán integradas por dos niveles: sótano y zona de equipo.

La nave de mantenimiento sistemático En esta construcción se brindará periódicamente mantenimiento menor a los trenes. Con una superficie aproximada de 12,000 m2, tiene capacidad para ocho trenes, si bien en una primera etapa se construirán cinco vías con fosa de revisión. La nave tiene dos crujías —espacios abiertos— de 182 m x 65.50 m cada una. En el extremo poniente de la nave estarán dos niveles: los núcleos de oficinas en la planta alta y los locales técnicos en la planta baja. Como parte integral de los servicios de la nave de mantenimiento sistemático se previeron espacios para alojar dos vías de servicio especial, una vía de lavado de trenes y una vía de sopleteado de carros.

La nave de mantenimiento mayor Es la construcción en donde se proporcionará mantenimiento mayor a los trenes, el cual implica desarmar completamente el tren para revisar y reparar todas sus partes. Con una superficie aproximada de 18,000 m2 aproximadamente, está sectorizada para atender el mantenimiento carro por carro.

LOS TALLERES

Características El sistema de vías por donde correrán los trenes de la línea 12 cuenta con un innovador sistema anti–vibratorio o de atenuación de ruido, que consta de una cubierta elastomérica colocada debajo de los rieles del metro, cuya principal función es evitar que las vibraciones producidas por el paso del tren férreo sean transmitidas a los edificios, casas, escuelas, laboratorios, centros comerciales, hospitales y cualquier otro tipo de construcción aledaña, cercana o levantada sobre el metro. Esta será la primera línea del metro que contempla este tipo de dispositivo, el cual evitará afectaciones futuras a la comunidad y los reclamos consiguientes. Sistemas electromecánicos

La nueva línea de metro estará equipada con todos los sistemas de señalización, pilotaje automático, mando centralizado y telecomunicaciones indispensables para operar óptimamente y brindar el cien por ciento de seguridad a los usuarios. Algunas de las características más innovadoras con las que contarán estos sistemas son: •• Semáforos de diodos emisores de luz —ledes— en lugar de lámparas incandescentes. •• Tableros de control óptico en las terminales y talleres a base de pantallas informáticas digitales para el control de los trenes, en lugar de tableros analógicos.

•• Red de fibra óptica en los sistemas de señalización, en lugar de cables de cobre. •• Comunicación vía radio con los trenes en el sistema de pilotaje automático, en lugar de comunicación con detectores analógicos.

•• Centro de diagnóstico de fallas y alarmas para los sistemas de mando centralizado, señalización y pilotaje automático —las líneas actuales no cuentan con este centro—.

•• Sistema de radiocomunicación totalmente digital con los trenes, en lugar de los analógicos empleados hoy en día. •• Maniobras automáticas de trenes en terminales, que en las líneas actuales se realizan de forma manual.

Sistemas de vías

El sistema de vías está conformado por:

El balasto

Es el que recibe las cargas de los trenes que circulan en la línea a través de los durmientes y las transmite uniformemente en una capa que cuenta con un espesor de 30 centímetros —medido a partir de la base inferior de los durmientes— a todo lo largo de la línea 12.

Los durmientes de concreto

Este elemento recibe y transmite las cargas dinámicas, proporciona y mantiene el ancho de la vía de 1.436 metros, así como el alineamiento y el nivel de la vía, que constituye el soporte directo de riel. El espaciamiento es de 66.7 centímetros en recta y de 60.0 en curvas de radio menores o iguales a mil metros. Solamente en zona de aparatos de vía se colocaron durmientes de madera.

La vía

La vía permite el retorno de la corriente en la alimentación– tracción y mediante ella se realiza la división de la línea en secciones denominadas circuitos de vía. Por su parte, los aparatos de cambio de vía son dispositivos mecánicos mediante los cuales los trenes pueden cambiar de una vía a otra. Según el ángulo de desvío se tienen dos tipos de aparatos, denominados tangente 0.13 y cola de maniobras —46 aparatos— y tangente 0.20 utilizados en áreas de maniobras de talleres —41 aparatos—.

Los accesorios de fijación de vía

Son todos aquellos elementos a utilizar en la sujeción del riel al durmiente, como son el perno–tirafondo con tuerca, arandelas, grapa metálicas–elástico y almohadilla aislante.

LAS VÍAS

Sistema de señalización La función de este sistema es la de permitir o restringir la circulación de los trenes en forma segura. Para lograrlo se cuenta con los equipos de detección, señalamientos a lo largo de las vías y equipos informatizados en cada una de las estaciones. Las señales permisivas o restrictivas para la circulación de los trenes provienen de los puestos de maniobras locales o del puesto de maniobra de talleres; o bien, se trata de indicaciones visuales que se le dan al conductor, como es el movimiento en las agujas de los aparatos de vía, que son utilizadas siempre y cuando se cumplan todas las condiciones de seguridad. Sistema de mando centralizado

Su función es asegurar:

•• La operación de los trenes a través de sus funciones de mando y control a distancia, y de regulación manual y automática del tráfico de trenes. •• La distribución de corriente.

•• El procesamiento de señales de alarma técnicas y operativas.

•• El control de la circulación de los trenes y la comunicación con ellos se realiza a través del llamado “pupitre de mando”, mientras que el control para la visualización de la ubicación y distribución de la corriente a las vías tiene lugar mediante un tablero de control óptico —TCO— que se aloja en el puesto de control de la línea.

Sistema de telecomunicaciones

El sistema de telecomunicaciones permite operar en forma segura y confiable la línea 12 del metro, junto con sus talleres. Cuenta con los siguientes subsistemas: •• Telefonía directa y automática. •• Telefonía de trenes.

•• Red de comunicaciones.

•• Pantallas de información. •• Sonorización.

•• Intercomunicaciones y voces.

•• Circuito cerrado de televisión.

39 Los enlaces con las redes de comunicación existentes, por otra parte, garantizan el enlace con las demás líneas, talleres y oficinas del metro.

En lo que respecta a la seguridad del público usuario, se cuenta con un circuito cerrado de televisión, integrado por cámaras a través de las cuales se vigilan —las veinticuatro horas del día— andenes, vestíbulos, pasarelas, taquillas y demás lugares estratégicos para la operación. Las pantallas de información al usuario en los andenes exhiben mensajes importantes sobre la operación, indican la hora actual y presentan videos institucionales, mientras que mediante la sonorización, intercomunicación y voceo en las estaciones se proporciona información de interés, anuncios pregrabados y música ambiental. En los talleres se tendrá voceo del personal en diferentes áreas para lograr una mejor comunicación interna, al igual que en lugares como oficinas, naves y permanencias.

Puesto de control de la línea —PCL—

El PCL de la línea 12 se aloja en un edificio cercano a la estación Tláhuac. En él se concentrará el control y el mando a distancia del estado y la circulación de los trenes, así como de los medios de comunicación con los conductores y otros miembros del personal y también con los pasajeros en las estaciones.

Proyecto operativo

A partir de la planeación que definió el origen, el destino y la trayecto de la línea 12 del metro, junto con las características topográficas, geotécnicas y urbanas del terreno, se determinaron el tipo de solución estructural y la ubicación precisa de estaciones y áreas de apoyo a la operación. Una vez que se dispuso de todos los elementos del diseño relacionados con el trazo, la planta y el perfil —integrado por una sucesión de segmentos rectos enlazados entre sí a través de curvas circulares y de transición en planta y parabólicas en perfil—, se definió con precisión la ubicación de tangentes, curvas, aparatos de vías, vías auxiliares y estaciones, y se incluyó en los planes el cálculo de todas las curvas. Este diseño de vías fue complementado con las secciones correspondientes a la ubicación de los muros, gálibos, nichos y sección estructural.

El modelo

n la línea 12 darán servicio trenes de rodadura férrea, modelo FE–10 de siete vagones. La longitud de estas máquinas es de 140 metros y pesan 238 toneladas, están diseñadas para alcanzar una velocidad máxima —de servicio— de 80 kilómetros por hora y tienen capacidad para 1,900 pasajeros. El revestimiento de sus asientos es de plástico laminado resistente al fuego, emisión baja de humos, fácil limpieza y protección contra grafiti, en tanto que las ventanas son de tipo abatible con laminado de seguridad. Los vagones están conectados entre sí para facilitar la distribución homogénea del pasaje; cada uno cuenta con dos espacios acondicionados para personas con sillas de ruedas, ubicados cerca de las puertas de acceso.

La fabricación

Los treinta trenes que operarán en la línea 12 fueron construidos por la compañía española Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles —CAF—, quinto fabricante en el mundo de trenes y material ferroviario. La mitad de las unidades fueron ensambladas en España y las quince restantes en sus talleres ubicados en Huehuetoca, Estado de México.

Acceso y climatización Las estaciones estarán equipadas, no solo con escaleras mecánicas, sino también con elevadores para personas con discapacidad y, en el caso de las estaciones Atlalilco y Mixcoac, con ocho aceras móviles. A lo largo del túnel se instalará ventilación forzada, con el fin de mantener una temperatura adecuada.

La construcción de la línea 12 del Sistema de Transporte Colectivo Metro, Tláhuac–Mixcoac, la Línea Dorada del Bicentenario, es solo una de las múltiples acciones contempladas en el Programa General de Desarrollo del Distrito Federal 2007–2012, en materia de nuevo orden urbano: servicios eficientes y calidad de vida para todos.

LOS CARROS

n la línea 12 del metro hay tres tipos de estaciones: subterráneas, elevadas y superficiales. Las estaciones a nivel superficial son dos, las subterráneas son nueve y las elevadas son igualmente nueve.

Las estaciones cuentan con nuevos servicio incorporados por primera vez a la red de transporte colectivo como baños públicos, salvaescaleras, elevadores, bándas transportadoras, guía táctil, tactogramas (para débiles visuales), sistema de tarjetas para control de acceso con el fin de hacer más confortable el viaje de los usuarios.

Una innovación implementada en esta nueva línea corresponde al sistema de ventilación mayor para los túneles y estaciones subterráneas que permitirá cumplir con estándares internaciones en materia de protección contra incendio.

Los sistemas de ventilación seleccionados permiten disminuir el ruido ambiental y el consumo de energía, que además permite dotar al metro de una mejor calidad de aire y temperatura ambiental; lo que al final beneficia notablemente al usuario.

LAS ESTACIONES Y SUS INSTALACIONES

ara una obra de la magnitud de la línea 12 del metro, hace falta contar no solo con un buen proyecto, sino con múltiples estudios que habrán de abarcar todos y cada uno de los aspectos que se verán impactados por su antes, de desarrollar los proyectos finales. Para la línea 12 se llevó a cabo una extensa serie de estudios, entre los que se contaron los de impacto urbano, de movilidad, estudios arqueológicos —fundamentales cuando se trata de excavar un terreno como el de la Ciudad de México—, estudios de impacto ambiental, geológicos, estudio de afectaciones y de vibración y ruidos.

Con el fin de llevar a cabo estos análisis, ICA convocó a empresas que ya tuvieran experiencia en la gestión de estudios necesarios para obras como las de metro, además de establecer dinámicas de trabajo que coadyuvaron a la definición de criterios de diseño con grupos académicos, expertos como: el Instituto de Ingeniería de la UNAM, para el diseño de las obras civiles, y el IPN para el diseño de los sistemas electromecánicos,.

Para las certificaciones en el ramo de la seguridad, se trabajó con la empresa ILF, misma que se dedica, entre otras cosas, a certificar sistemas de transporte. La participación de ILF fue, en sí misma, una novedad en el país, ya que por primera vez se contó con una empresa certificadora del proyecto, lo que a su vez permite que este pueda ser evaluado internacionalmente.

LA CERTIFICACIÓN

or primera vez e se empleó el sistema de construcción top–down, este sistema ofrece múltiples ventajas, entre ellas, la de una significativa reducción en los impactos viales y visuales, así como en el tiempo de ejecución, lo que a su vez mejora las relaciones de la obra con el entorno.

Grosso modo, el sistema consiste en la construcción de estructuras subterráneas de gran tamaño que inician desde la superficie y concluyen en la parte baja de las mismas , como indica su nombre en inglés. El principio estructural está basado en el confinamiento de la excavación a base de un sistema de muros pantalla (Milán) para la zona del lago, o una hilera de pilotes coladas en in situ para las zonas de transición. Una vez concluido este confinamiento estructural se inicia con el primer nivel de estructuración conformado por losas de concreto armado generalmente a base de elementos prefabricados que dará rigidez durante los procesos de subexcavación. La excavación del núcleo se lleva a cabo por ventanas de construcción situadas estratégicamente a lo largo de la futura estación. Para los casos de las estaciones subterráneas de la línea 12 se llevaron a cabo excavaciones que oscilaban entre 80,000 y 150,000 metros cúbicos de excavación.

Finalmente las estaciones quedaron estructuradas en tres niveles (losa tapa, losa intermedia y losa de fondo). El uso de este procedimiento constructivo reduce notablemente las afectaciones viales y al mismo tiempo permite controlar y reducir los movimientos del suelo y estructuras aledañas.

Otro ejemplo del uso de nuevas técnicas y tecnologías para la optimización de los recursos en esta obra, fue la implementación de un poderoso software de gestión y colaboración interdisciplinaria, el projectWise (de Bentley), con el que se manejan y controlaron más de cuarenta mil documentos que permitió la diponibilidad oportuna de todos los documentos del proyecto entre los diferentes actores, reduciendo así los tiempos de gestión y costo. El programa brinda gran seguridad, y al guardar un estricto registro de todos los movimientos de cada documento permite la rastreabilidad de los mismos, apoyando así las gestiones del proyecto y contribuyendo a la ecología en el ahorro de papel y tiempos muertos. También se creó una plataforma informática para incorporar en tiempo real las lecturas derivadas de los instrumentos que monitoreaban el comportamiento de la obra. Esta acción estratégica permitió que el proyecto se desarrollara con certidumbre y bajo ningún riesgo; inclusive se desarrolló un sistema específico (el primero en México) para poder observar el comportamiento del túnel de dovelas que colocaba el escudo EPB, llamado de convergencias y divergencias.

INNOVACIONES

Cabe destacar la aportación de los software especializados de ingeniería que en esta obra se emplearon para el desarrollo del proyecto ejecutivo, a través de teorías como la de elemento finito, y por supuesto para la validación de las hipótesis de diseño, como el PLAXIS, SAP 200, STAAD, entre otros. Esta obra permitió consolidar el conocimiento y dominio de los ingenieros mexicanos en este tipo de herramientas tecnológicas de nivel internacional.

s imposible pensar que una obra de la magnitud de la línea 12 del metro no genere quejas o molestias y malestares a la población: necesariamente, cuando se habla de una obra de esas dimensiones, la población se verá, de una manera u otra, afectada. En el caso de esta línea, sin embargo, fueron mínimas.

Como parte de las acciones emprendidas por el proyecto para contrarrestar los inconvenientes que trae consigo una proyecto de este tamaño durante su

ejecución, a lo largo de los 25 kilómetros de la línea, por citar algunas: se vieron beneficiados colegios que se encontraban

en mal estado, los cuales fueron remodelados. Asimismo, se proporcionó, en colaboración con el Instituto Nacional

para la Educación de los Adultos, educación a nivel primaria y secundaria a los trabajadores y sus familias. El apoyo

a la educación se extendió hasta a los estudiantes de ingeniería y arquitectura, quienes tuvieron la oportunidad de enfocar y familiarizarse con proyectos de la envergadura de la línea 12.

GESTIÓN SOCIAL

Un Servicio Integral Una Visión Inspiradora Dirac, Ingenieros Consultores

• Fundada en 1956 por siete ingenieros civiles Mexicanos. • Encabezados por el Dr. Emilio Rosenblueth Deutsch. • Con la visión de ofrecer soluciones integrales a problemas estratégicos de infraestructura. Una Firma de Consultoría en Ingeniería

• Dirac es una firma de consultoría en ingeniería con experiencia en el desarrollo de Proyectos estratégicos de

infraestructura.

• A través de la realización de Estudios, Proyectos Integrales, la Supervisión Técnico-Administrativa y el Control de Calidad de las Obras.

Organización para cada proyecto

• La organización para cada proyecto u obra supervisada, se construye caso por caso. • A partir de la complejidad técnica, programática, presupuestal y de los alcances solicitados por los clientes. • Los grupos de trabajo son comandados por personal con un gran arraigo en Dirac, con la experiencia necesaria para el cumplimiento de los alcances de los servicios.

Ingenieros Consultores Expertos

• En Dirac participan ingenieros de la más alta calidad técnica, profesional y ética, certificados como: • Directores Responsables de Obra. • Corresponsables en Seguridad Estructural. • Peritos Profesionales en: Auditoría Técnica de Obra Pública y de Servicios Relacionados con Obra. Geotecnia. Gerencia de Proyectos de Infraestructura. Ingeniería de Costos Seguridad Estructural.

Software Plataforma PC. 3Dmax: Modelado, Renderizado y Animación 3D Alchemy: Organización de Documentos y Datos Asterisk: Plataforma de Comunicación IP Autocad: Diseño, Dibujo y Desarrollo en CAD 2D y 3D CivilCad: Herramienta de Diseño y Planificación en CAD Etabs: Análisis de Estructuras y Diseño en CAD 3D Geo Slope: Soluciones Geotécnicos y Geoambientales Plaxis: Análisis Geotécnico de Deformaciones, Estabilidad y Flujo de Agua

Plataforma Mac Adobe C54 InDesign, Illustrator, Photoshop y Acrobat: Diseño de Impresos Dreamweaver, Flash y Fireworks: Diseño Multimedia

Project Insight: Solución en Gestión de Proyectos SAP2000: Análisis y Herramientas de Diseño Estructural MS Project: Flexible Herramienta de Admin. de Proyectos

8/17/12

10:30 AM

Metro L12

Túnel Emisor Oriente

Carretera Querétaro-Irapuato

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O Dirac es una Empresa de Consultoria fundada en 1956, con experiencia en el desarrollo de Proyectos estratégicos de infraestructura, a través de la realización de Estudios, Proyectos Integrales, la Supervisión Técnico-Administrativa y el Control de Calidad de Obras de Hidráulica, Energía, Transporte, Edificación e Infraestructura en general.

“Más de Medio Siglo Participando en el Desarrollo de la Infraestructura de México”

on relación de aspectos ambientales las acciones que se tomaron para mitigar los impactos de la línea 12:

*Empleo de agua tratada para el consumo de la máquina tuneladora EPB. Obteniéndose un ahorro de cincuenta y tres millones de litros de agua potable que hubiera consumido la máquina para enfriar sus sistemas. *Se trataron ocho mil metros cúbicos de suelos contaminados. *Excavación cinco millones de metros cúbicos con tecnología no contaminante, y el material resultante se aprovechó en parques, jardines y siembras.

*Restitución de mil doscientos doce árboles y, desde la etapa del diseño, se procuró poner en marcha un sistema para evitar que la totalidad de las revisiones se hiciera en papel, lo que redujo el desperdicio.

GESTIÓN AMBIENTAL

PARTICIPACION DEL GRUPO COLINAS DE BUEN EN EL PROYECTO DE LA LINEA 12

Grupo

Colinas de Buen

Colinas de Buen S.A. de C.V.

e proyectaron ocho estaciones y siete intertramos, iniciando desde el Oriente con la estación terminal Tláhuac, seguida hacia el Poniente por la estación Tlaltenco ambas fueron diseñadas en solución superficial, las estaciones siguientes: Zapotitlán, Nopalera, Los Olivos, San Lorenzo Tezonco, Periférico Norte y Calle 11, fueron concebidas en solución elevada, con la finalidad de evitar al máximo las afectaciones. Los intertramos constituidos con una serie de columnas de concreto que soportan dos vigas metálicas paralelas, constituyen una solución sumamente sencilla, ligera y eficiente, las

realizó el proyecto ejecutivo del tramo elevado de la Línea 12 desde la cola en Tláhuac hasta la calle 11, este tramo se desarrolló en apoyo a Ingenieros Civiles Asociados (ICA) que dio su confianza para hacerlo.

estaciones elevadas son igualmente ligeras a base de estructura metálica, son totalmente transparentes y cuentan con una iluminación y ventilación natural que repercutirá en importantes ahorros durante su operación normal. Uno de los retos más importantes de este proyecto fue el de las cimentaciones de tramos y estaciones, por la gran complejidad del suelo en la zona, donde se alterna el suelo rocoso que a veces aﬂora en la superﬁcie, con enormes depósitos compresibles, condiciones a veces colindantes. Fue necesaria una labor importante de Mecánica de Suelos para diseñar en cada caso la cimentación adecuada y

sobre todo, conseguir un comportamiento uniforme en la super estructura, la que soporta los sistemas de vías donde respetar las tolerancias resulta muy importante. Esta es la primera línea de Metro que cumple con las Normas más estrictas de accesibilidad para personas con discapacidades, ello se reﬂeja en la circulación vertical y horizontal, que a pesar de la complejidad que implicaban para el proyecto, se resolvieron con gran sencillez de tal modo que pasan como algo natural, casi inadvertido.

Plaza Villa de Madrid No. 2 Col. Roma México, D.F. 06700 Tel/Fax 5229-1360 5207-7077 cdb@cdebuen.com.mx

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Grupo

Desde su fundación Colinas de Buen ha participado continuamente en el desarrollo y la gestación del México actual.

Colinas de Buen

PROYECTOS ESTRUCTURALES EDIFICIOS DE OFICINAS Y HABITACION INSTALACIONES DEPORTIVAS HOTELES HOSPITALES BIBLIOTECAS, CENTROS EDUCATIVOS Y DE INVESTIGACION MUSEOS TEMPLOS EDIFICIOS GUBERNAMENTALES AUDITORIOS, TEATROS Y CENTROS DE CONVENCIONES CENTROS COMERCIALES Y MERCADOS REESTRUCTURACIONES RESTAURACION ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS HISTÓRICOS ESTRUCTURAS INDUSTRIALES PUENTES ESTACIONAMIENTOS VIALIDAD, TRANSPORTE E INFRAESTRUCTURA PROYECTOS VIALES ESTUDIOS DE TRANSPORTE ESTUDIOS DE INFRAESTRUCTURA ESTUDIOS AMBIENTALES PROYECTOS MULTIDICIPLINARIOS DIRECCION, SUPERVISION Y CONTROL DE OBRAS GERENCIA DE PROYECTOS SUPERVISION TECNICA SUPERVISION TECNICA ADMINISTRATIVA INGENIERIA EXPERIMENTAL SA de CV MECANICA DE SUELOS Y DE ROCAS ESTUDIOS GEOTECNICOS Y GEOLÓGICOS LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS TOPOGRAFÍA DE PRESICIÓN LABORATORIO DE CALIDAD DE MATERIALES SEGUIMIENTO GEOTÉCNICO DE EXCAVACIONES CONSTRUCCION ESPECIALIZADA

El Grupo ha abierto recientemente una nueva área de trabajo dedicada al desarrollo de proyectos bajo asociaciones público privada, incluyendo la reestructuración, conceptualización, formulación o instrumentación de proyectos carreteros y de transporte.

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GESTIÓN LABORAL

os cuatro mil quinientos trabajadores que empleó el proyecto de la línea 12 del metro recibieron mil horas de capacitación ocupacional, parte de las campañas puestas en marcha dentro de la obra. Estos trabajadores, a su vez, hubieron de pasar por cinco tipos de exámenes para valorar sus capacidades: psicológicos, psicométricos, de aptitudes, de conocimientos y de salud. Y ya que de salud se habla, se prestó particular atención al control de posibles brotes de enfermedades diversas.

PREMIOS Y DISTINCIONES

os retos impuestos para la construcción de la línea 12 del metro, sin duda alguna, impulsaron la implementación de tecnologías y sistemas de punta, nunca antes empleados en México. El exitoso uso de estos, junto con innovadores procesos de gestión y constructivos y novedosas herramientas de vanguardia, le han ganado a la obra numerosos reconocimientos, entre los que se encuentran el premio a la obra más grande de América Latina, así como el reconocimiento a la ingeniería, otorgado por el jefe de gobierno del Distrito Federal. Igualmente, la obra recibió una distinción “ por el International Tunnelling Awards.

Testimonio

r de mi casa a Ciudad Universitaria me llevaba dos horas. Tenía que tomar un microbús que me llevara hasta Tasqueña y luego otro más para llegar a Universidad. Otra alternativa era ir hasta el metro Constitución pero, de cualquier manera, había que dar mucha vuelta y de ninguna de las dos formas me ahorraba el tráfico. Ahora tomo el metro en la estación Zapotitlán —que, por cierto, quedó tan cerca de mi casa que llego caminando—, me voy hasta Zapata y ahí transbordo. Hago cuarenta y cinco minutos y ya no me preocupa si llego tarde por el tráfico o no: el metro me lleva hasta donde tengo que ir. Sin duda, aparte de conectarnos mejor y de darnos la posibilidad de salir más fácil y más rápidamente, el metro nos trajo también otros beneficios. Por ejemplo, cuando al término de la obra se repavimentaron las vialidades, el pavimento que se colocó fue de mayor calidad que el que teníamos antes. Los camellones quedaron más bonitos con la tierra de las excavaciones y los árboles que se reacomodaron ahí. Los microbuses, con los que no siempre es fácil convivir, ahora circulan por las colonias aledañas, cumpliendo la función de acercar a quienes quedaron un poco más retirados de las estaciones. Y esperemos que, así como están ahora los alrededores del metro, sigan durante un buen tiempo: sin comercio ambulante. Las instalaciones son bonitas y cómodas y los vagones cuentan, como el metrobús, con pantallas de televisión —aunque, a decir verdad, no se escuchan muy bien—. Esto no importa porque lo que mejor no se escucha es a los vagoneros, quienes no tienen permitido el acceso. Ojalá que así como están ahora las instalaciones y las estaciones de la línea 12 sigan por mucho tiempo.

El servicio que nos brinda el metro es verdaderamente invaluable por la rapidez con la que uno puede trasladarse y la calidad del mismo solo se iguala con el buen estado de las instalaciones.

Ojalá que siempre estén así y, mejor aún, que estuvieran así todas, con un servicio cuya calidad fuera igual en todos los aspectos.

i nombre es Lázaro Romero Zamora de nacionalidad mexicana, ingeniero civil de profesión, tengo 30 años de edad y 7 años de experiencia en el área de construcción, trabajo para la empresa constructora más importante de mi país, Ingenieros Civiles Asociados (ICA)

Recientemente he participado en la construcción del túnel de la línea 12 del metro de lo cual quiero resaltar algunos puntos de este importante proyecto.

1.- La complejidad del perfil geológico que se tiene a lo largo del trazo ya que en las primeras dos terceras partes presenta suelos arcillosos caracterizados por su consistencia blanda y su alta plasticidad, con contenidos de humedad de hasta 200%, mientras que la tercera parte restante, tiene suelos más competentes con presencia de arenas, gravas compactadas y boleos

2.- La escaza cobertura que existe entre la clave del túnel y la superficie y que es del orden de 0.7 y 1.3 veces el diámetro de excavación aunado a lo anterior y tomando en cuenta que este túnel se construyó en una zona urbana densamente poblada fue necesario la implementación de procedimientos de avance adecuados y necesarios para no interferir con las edificaciones vecinas y seguir un control permanente y preciso de la presión frontal, así como de la presión y volumen de inyección y que se reflejaron en asentamientos superficiales mínimos que no pusieron en riesgo las estructuras colindantes y es importante remarcar que no se presentaron incidentes que afectaran las estructuras del entorno.

TRABAJOS DE EXCAVACIÓN DEL TUNEL

La excavación inició en la lumbrera ubicada al oriente de la Estación Mexicaltzingo con dirección a la estación del mismo nombre. Este primer tramo significó la curva de aprendizaje de la operación del escudo EPB (10.20m de diámetro) e implicaba el reto adicional de encontrarse en los suelos menos competentes del trazo y con las coberturas más bajas del tramo subterráneo (alrededor de 7 m). Además en este tramo se encontraban dos curvas con el radio mínimo de proyecto, 250 m, lo que hizo aún más complejo al proceso de excavación.

Durante la excavación del primer tramo se realizaron algunos ajustes a la mezcla de inyección bicomponente, eliminando la arena de la mezcla, para obtener un mejor funcionamiento del sistema de inyección bicomponente y optimizar los resultados de asentamientos en la zona. La rezaga del material excavado fue por medio de bombeo.

El siguiente tramo correspondió al tramo más largo, entre las estaciones Mexicaltzingo y Ermita, con una longitud aproximada de 1800 m. El trazo fue prácticamente tangente, sin embargo la longitud de excavación hizo necesaria una estación intermedia para el bombeo de la rezaga hacia la superficie.

En este tramo el escudo excavó una zona muy complicada, entre las pilas de cimentación del puente Churubusco, pasando en la misma sección bajo el Río Churubusco y el Colector Ejido, a unos cuantos metros de distancia de ambas conducciones subterráneas. El siguiente tramo comprendió desde la estación Ermita a la estación Eje Central (860 m), el cual incluye el cruce del túnel de la Línea - 12 por debajo de la Línea 2 del metro en operación ubicada en superficie, y la excavación bajo el paso vehicular deprimido en Tlalpan, con tan sólo 6 m de cobertura.

La excavación continuó desde Eje Central hacia la estación Parque de los Venados. En este tramo fue necesario cambiar el método de rezaga por lo que se instaló un sistema de banda transportadora ya que el material excavado iba aumentando gradualmente su firmeza y su contenido de arena, debido a que el perfil del túnel se introducía parcialmente en la capa dura. En este tramo además se excavó el túnel bajo edificaciones en la zona de la primera curva, donde el túnel pasa bajo eje 8 y toma Av. Div. Del Norte.

Para el siguiente tramo Parque de los Venados a Zapata fue necesario cruzar bajo la Línea 3 del metro, lo cual implicó excavar el túnel a una distancia de cobertura de menos de 3 m del cajón subterráneo de la línea en operación. Debido a la configuración arquitectónica de la estación Zapata de Línea 12, la cual comienza al lado oriente del cajón de Línea 3 y termina al lado poniente de la misma, y a que ambos lados de la estación debieron ser excavados previo al paso del escudo, la tuneladora debió salir del terreno y volver a entrar para excavar únicamente el tramo bajo la línea la Línea 3. Para ello se colocó un relleno de suelocemento a la entrada y salida de dicha intersección, el cual permitiría al escudo incrementar la presión en la cámara gradualmente para no causar daño al cajón subterráneo, el tiempo de ejecución del cruce fue de 3 días En el cruce con línea 3, como en el caso de otros cruces fue necesario instalar instrumentación detallada durante la excavación del tramo. En este caso se instalaron clinómetros en el cajón de L-3 y una retícula de referencias topográficas superficiales, además de que se monitoreó el cajón y el perfil de manera topográfica.

Hacia el final del trazo el túnel fue excavado en estratos duros encontrando a su paso boleos de grandes dimensiones por lo cual se implementó un sistema de vagones de gran capacidad para la extracción de la rezaga.

CONCLUSIONES

El túnel de la línea 12 del Metro de la Ciudad de México cruza tres distintas zonas de subsuelo del valle de México, desde los suelos arcillosos blandos típicos del valle, con altos contenidos de agua, alta plasticidad y baja resistencia, pasando por la zona de transición y hasta la zona de Lomas con suelos limo-arenosos más compactos al final del trazo. Además, se trata de un túnel de gran diámetro, 10.20 m de excavación, con coberturas muy bajas, entre 7 y 14 m, lo que hizo necesario llevar un estricto control de los parámetros de avance de la tuneladora durante la fase de excavación.

Para la excavación de este túnel se eligió el método de excavación con tuneladora tipo EPB a la cual se acondicionaron algunos sistemasaccesorios, necesarios para llevar un mejor control de las deformaciones en las condiciones adversas de excavación de este túnel. El método de rezaga utilizado inicialmente fue el bombeo, debido a que el material excavado eran suelos finos blandos, sin embargo, conforme avanzó la excavación y el escudo se encontraba con suelos con mayor contenido de arena y menor humedad, fue necesario implementar el sistema de banda transportadora para la rezaga desde el frente y al final del trazo la puesta en marcha de un sistema de vagones de gran capacidad por la presencia de gravas y boleos. A lo largo de la excavación la tuneladora se encontró cerca de varias estructuras y cruces sensibles entre los cuales sobresale el cruce Churubusco, con el puente y río del mismo nombre y el Colector Ejido, y el cruce bajo el cajón de Línea 3. En ambos casos, fue imperativo colocar instrumentación detallada y monitorearla de manera continua para observar y minimizar los efectos sobre las estructuras cercanas, en ambos casos los resultados fueron satisfactorios.

Revisión geotécnica y estructural del cruce de los túneles de las líneas 12 y 7 del Sistema de Transporte Colectivo Metro de la Ciudad de México introducción La línea 12 del Sistema de Transporte Colectivo —STC— incorpora la construcción de varias estructuras complejas a lo largo de todo su desarrollo, siendo una de estas el tramo conocido como cola de maniobras, el cual se proyectó mediante el uso de un túnel convencional que pasa por encima del túnel de la estación Mixcoac, perteneciente a la línea 7, donde el espacio vertical entre ellos menor a 1.00 m. En las figuras 1 y 2 se muestra la ubicación de dicho cruce. En la figura 3 se presenta la

Rafael Martínez Rojas Lizbeth Mendoza Reséndiz ICA Ingeniería

Fig. 1. Ubicación del cruce de las líneas 12 y 7.

geometría de ambos túneles.

ESTRATIGRAFÍA DEL CRUCE Y MODELO GEOTÉCNICO Para la definición de la estratigrafía del sitio en estudio se revisó la información contenida en las campañas de exploración propias del proyecto de la línea 12. Asimismo, se utilizaron correlaciones empíricas para la definición de propiedades de resistencia. En la figura 4 se muestra el perfil estratigráfico del sondeo SM–02 cerca del sitio donde se presenta el cruce. La interpretación de los suelos y sus propiedades se presenta en el cuadro 1.

Fig. 2. Sección longitudinal donde se muestra la cercanía entre los túneles de las líneas 12 y 7.

a) b) Fig. 3. Sección geométrica transversal de los túneles de las líneas a) 12 y b) 7.

ANÁLISIS GEOTÉCNICO Definida la estratigrafía del lugar, se procedió a construir modelos bidimensionales en un programa geotécnico —GeoStudio 2007— que utiliza el método del elemento finito para analizar los esfuerzos y deformaciones sobre el túnel de la línea 7 antes y después de la construcción de la línea 12. Cuadro 1: estratigrafía Espesor (m) Estrato

Litología

Peso volum. (t/m3)

Módulo de elasticidad (t/m2)

Relación de Poisson

c (t/m2)

(°)

Arcilla arenosa (CL).

0.00

6.00

1.65

1000

0.30

0.59

1.50

Arena arcillosa dura (SC).

6.00

10.80

1.81

12,000

0.30

0.55

5.00

Arena limosa (SM) con grava .

10.80

16.00

1.70

8000

0.20

0.55

8.00

Arena limosa con grava (SM-GM).

16.00

21.00

1.85

9500

0.10

0.44

8.00

Limo arenoso (ML) con grava .

21.00

-----

1.78

6500

0.20

0.47

10.00

Los valores de K0 fueron calculados de acuerdo a la ecuación de Jaky k0 =1 − sen θ para considerar el efecto a largo plazo.

Se construyó un modelo en el que se simuló la construcción del túnel de la línea 7 antes de la construcción de la línea 12. De esta forma se obtuvo el estado de esfuerzos inicial al cual está sometida la estructura mencionada.Las propiedades de los elementos–placa que simulan el revestimiento de túnel de la línea 7 son: E=15,000 kg/cm2, I=0.023 m2 y A=0.65 m2. Posteriormente se elaboraron varios modelos bidimensionales —treinta, específicamente— en los que se simuló la construcción del túnel de la línea 12, variando su posición sobre el túnel de la línea 7, para lo cual se varió la cobertura de suelo existente por debajo de la línea 12. Las propiedades de los elementos–placa que simulan el revestimiento del túnel en la línea 7 son: E=221,359 kg/cm2, I=0.0053 m2 y A=0.4 m2 para la bóveda y hastiales. Para las zapatas, las propiedades son: E=221,359 kg/cm2, I=0.0104 m2 y A=0.50 m2. A su vez, para la losa de fondo, las propiedades son: E=221,359 kg/cm2, I=0.0023 m2 y A=0.30 m2. Una vez conocido el estado de esfuerzos inicial del túnel de la línea 7 y aquellos generados por la construcción del túnel de la línea 12, y al aplicar el principio de superposición de esfuerzos, se logró obtener un estado de esfuerzos sobre la línea 7 durante la construcción de la línea 12. En la figura 5 se ilustra el estado de esfuerzos inicial del túnel de la línea 7, mientras que los esfuerzos generados por la construcción del túnel de la misma línea 7 se presentan en las figuras 6 y 7.

Fig. 4. Perfil estratigráfico del sondeo SM–02.

ANÁLISIS ESTRUCTURAL Para realizar la revisión estructural del túnel de la línea 7 se construyó un modelo de barras —el cual se presenta en la figura 8 a— sobre el que se aplicaron los esfuerzos resultantes del análisis geotécnico, mismos que se aplicaron como fuerzas puntuales sobre los nodos del modelo estructural —figura 8 b—. Posteriormente se ingresaron los valores de módulos de reacción subgrado del suelo para simular la rigidez de este —figura 8 c—. Una vez generado el modelo estructural, se obtuvieron los elementos mecánicos actuantes sobre el túnel de la línea 7. En la figura 9 se presentan los elementos mecánicos, con los que se procedió a evaluar la capacidad resistente de las secciones de concreto y armados de acero del túnel de la línea 7. Dicha revisión se ejecutó de acuerdo con lo indicado en las Normas Técnicas Complementarias para el Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal vigente — NTCDCEC, 2004—.

Fig. 5. Estado inicial de esfuerzos verticales (kPa) sobre el túnel de la línea 7.

HASTIALES L-7

Fig. 6. Esfuerzos (kPa) a) verticales y b) horizontales sobre los hastiales del túnel de la línea 7 debidos a la construcción de la línea 12.

CLAVE L-7

CLAVE L-7 b)

a) Fig. 7. Esfuerzos (kPa) a) verticales y b) horizontales sobre la bóveda del túnel de la línea 7 debidos a la construcción de la línea 12.

Flexocompresión De acuerdo con la cuantía de acero de refuerzo longitudinal, se calculó el diagrama de interacción para realizar la revisión, utilizando factores de reducción FR con valores de 0.7 —compresión— y 0.8 —tensión—. En la figura 3 b) se muestra el refuerzo del túnel de la línea 7. Los diagramas de interacción calculados se muestran posteriormente, en la figura 11.

Dimensionamiento por cortante Se realizó la revisión de fuerzas cortantes basada en las NTCDCEC del RCDF, de acuerdo con los valores obtenidos del análisis. En este caso, la expresión empleada para obtener la fuerza cortante resistente de la sección es: (1) donde VcR es la resistencia al esfuerzo cortante del concreto, FRes un factor de reducción (para este caso, el valor es 0.8); b y d son el ancho y el peralte de la sección, respectivamente; ρ es la cuantía de acero de refuerzo y fc* es la resistencia nominal a la compresión del concreto.

Fig. 8. Modelo estructural: a) Modelo extruido, b) Fuerzas puntuales aplicadas [t] y c) Módulos de reacción subgrado [t/m3], aplicados al modelo.

En el diseño a flexocompresión de miembros, en donde el valor absoluto de la carga axial de diseño PU no exceda FR (0.7 fc*Ag+2000As)

(2)

donde Ag es el área bruta de la sección transversal y AS es el área de acero de refuerzo longitudinal en tensión para elementos bajo flexión, la fuerza cortante que toma el concreto,VCR1, se obtiene multiplicando el valor determinado en la ecuación (1) por el de la ecuación (3): K=(1+0.007 PU/AG)

(3)

Si la fuerza cortante de diseño VU es mayor que Vcr, pero menor o igual al valor de VCR1 de la ecuación (4): (4) La separación de los estribos, perpendicular al eje del elemento no será mayor que 0.5d. De acuerdo a las figuras 9 a y 9 c, se obtienen los elementos mecánicos de diseño para la revisión por cortante.

Para obtener la carga axial y el cortante de diseño (PU y VU, respectivamente), las cargas de servicio se multiplican por un factor de carga FC; dependiendo de la importancia de la estructura, se determina este valor. En este caso, el factor de carga es FC=1.5.

Fig. 9. Elementos mecánicos: a) Fuerzas normales [t/m], b) Momentos flexionantes [t m/m], y c) Fuerzas cortantes [t/m].

Revisión por cortante de la sección

Como se observa en los resultados, la sección requiere acero de refuerzo por cortante.

Fig. 10. Diagramas de interacción: a) en bóveda, b) en hastiales, c) en zapata, y d) en losa de fondo.

En la figura 10 se presentan los diagramas de interacción de las secciones que conforman el túnel convencional de la línea 7, los cuales están en función de las propiedades geométricas, del armado a flexión y de las propiedades del concreto.

CONCLUSIONES Se llevó a cabo la revisión geotécnica y estructural del cruce de las líneas 7 y 12 del STC de la Ciudad de México, basada en la reglamentación mexicana vigente, la cual considera un estado límite de falla para flexocompresión y cortante y un estado límite de servicio, para la revisión por cambios volumétricos. Se concluye que el túnel de la línea 7 cumple con la seguridad estructural, de acuerdo con la normatividad mexicana — NTCDCEC, 2004—, al soportar las cargas transmitidas por la construcción del túnel convencional de la línea 12, el cual pasa sobre la línea 7 a una distancia vertical menor a un metro. Es importante mencionar que en las secciones de los hastiales se consideró un espesor mayor de concreto al especificado en los planos —entre cinco y diez centímetros más—, debido a que se realizaron calas en las que se encontraron espesores mayores a un metro. En el caso de los hastiales junto a la losa, se consideró un espesor mayor debido a la proximidad con las zapatas del túnel —véase la figura 3 b—.

A lo largo de 65 aĂąos, sabemos que ICA ha estado Haciendo realidad grandes ideas. Por ello desde PRET queremos enviarles todo nuestro afecto, pues gracias a ustedes, hoy nosotros estamos Prefabricando MĂŠxico.

Felicidades ICA por su 65 aniversario