Revista 55 julio 2013 Especial Caminos "Autopista Durango-Mazatlán"

CAMINOS

Las Vías Terrestres y su Panorama Actual./16

Sistema de Supervisión Virtual de Carreteras/40

Vector

Nº 55 Julio 2013 Costo

$ 50.00

Nuevos Materiales para Estructuras de Pavimentos/21

* FOTOGRAFÍA CORTESIA DE COCONAL

Muro de Pilas Tangentes/29

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Indice

Vector Julio 2013

En portada

AMIVTAC

•Ingeniería Civil del Siglo XXI — Autopista Durango– Mazatlán, la obra carretera más compleja del país/4

Instituto Mexicano de la Construcción en Acero

•Empresas y Empresarios — COCONAL/11 — ICA Caminos: Las Vías Terrestres y su Panorama Actual./16 — ICA INGENIERIA Muro de Pilas Tangentes/29

• Suplemento Especial — Nuevos Materiales para Estructuras de Pavimentos/21 • Ingeniería Civil Mexicana — Sistema de Supervisión Virtual de Carreteras/40 •Libros — Ingenieria de Carreteras/48

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Editorial Cozumel # 63-A • Col. Roma Norte C.P. 06700 México, D.F. Tel. (55) 5256 1978

Carlos Arnulfo López López Leopoldo Espinosa Benavides Roberto Avelar López Manuel Linss Luján Jorge Damián Valencia Ramírez Enrique Dau Flores CONSEJO EDITORIAL Raúl Huerta Martínez DIRECTOR GENERAL Daniel Anaya González DIRECTOR EJECUTIVO Patricia Ruiz Islas DIRECTORA EDITORIAL Daniel Amando Leyva González JEFE DE INFORMACIÓN Ana Silvia Rábago Cordero COLABORACION ESPECIAL Historia de la ingeniería civil

Alfredo Ruiz Islas CORRECCIÓN DE ESTILO Nallely Morales Luna DIRECTORA DE DISEÑO Iman Diseño

Ana B. Marín Huelgas Marissa Alejandro Pérez DISEÑO GRÁFICO

Caminos Debido a la estrecha e histórica relación entre el progreso material de una sociedad y el estado de su red de comunicación terrestre, es dado afirmar que, hasta cierto punto, la prosperidad de un país puede medirse en kilómetros pues, en general, ahí donde es posible observar una mayor extensión de vías férreas, autopistas y otros tipos de caminos, seguramente se encontrará un mejor desarrollo económico. Sin embargo, no hay que olvidar que la calidad de los caminos no es menos significativa que la longitud de los mismos, ya que una carretera en mal estado, o cualquier otra clase de vía terrestre descuidada, independientemente de su longitud, es más una carga económica que una herramienta de crecimiento.

Una red de vías terrestres bien atendida, moderna y en constante crecimiento es, entre otras cosas, un reflejo de una sociedad dinámica, y habla de instituciones gubernamentales que se guían con la lógica de la inversión, la planeación y la conservación.

En lo que se refiere al desarrollo caminero en México, es evidente que, en la mayoría de los casos, los recursos, y sobre todo el talento, han estado a la altura de los retos. Sin embargo, la falta de atención sostenida, que mucho tiene que ver con los vaivenes de la política, ha producido una amenazadora acumulación de tareas pendientes. Por eso, es muy alentador observar el desarrollo de proyectos como la ruta Mazatlán–Matamoros, una obra que servirá para poner al día un corredor de transporte que no ha perdido nada de su importancia estratégica desde que se inició su construcción durante el porfiriato.

Ernesto Velázquez García DIRECTOR DE DISTRIBUCIÓN Escuela Digital WEB MASTER Carlos Hernández Sánchez DIRECTOR DE PROYECTOS ESPECIALES Herminia Piña González DIRECTORA COMERCIAL Myrna Contreras García DIRECTORA DE ADMINISTRACIÓN Dimensiona Artes Gráficas, S.A. de C.V. IMPRESIÓN

La esperanza no es ni realidad ni quimera. Es como los caminos de la tierra: sobre la tierra no había caminos; han sido hechos por el gran número de transeúntes.

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SUSCRIPCIONES

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1881 - 1936 Escritor chino.

REVISTA VECTOR, Año 6, Número 55, Julio 2013, es una publicación mensual editada, diseñada y distribuida 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. 04-2011- 010512575900-102, ISSN: (En trámite) Licitud de Título y contenido: Certificado No. 15819 Expediente CCPRI/3/TC/13/19755, 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 5 de Julio 2013 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.

Punto de Origen

Lu Xun

Ingeniería Civil del Siglo XXI

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Autopista

Durango–Mazatlán,

la obra carretera más compleja del país

D

entro de la que se considera la obra carretera más compleja del país, la autopista Durango– Mazatlán, se encuentra el tramo denominado El Sinaloense–Pánuco, sito en el estado de Sinaloa, con cerca de quince kilómetros de extensión desarrollados conjuntamente por Grupo Hermes y FCC con una inversión de 3,500 millones de pesos. Su misma complejidad habla muy alto de la labor de los ingenieros mexicanos que llevaron a cabo la magna obra.

El tramo denominado El Sinaloense–Pánuco cumple con los requisitos de una autopista de altas especificaciones, ya que permite una velocidad de operación de entre 90 y 110 km/h; a la par, la seguridad se ve incrementada, al permitir la reducción de la pendiente de 10 a 6 por ciento y la curvatura de la carretera de 30 a 4 grados; igualmente, el ancho de la carretera se incrementa de 7 a 16 metros en promedio. La obra, enclavada en un área de difícil acceso en el corazón de la Sierra Madre Occidental, incluyó la construcción de dieciséis túneles y quince puentes. A esto se suman los tramos restantes de la autopista Durango–Mazatlán, que permitirán reducir el tiempo de recorrido de seis a dos horas y media, incrementando la conectividad en el eje Golfo–Pacífico.

La complejidad del tramo El Sinaloense–Pánuco es tal, que solo en esta obra se localizan ciento quince estructuras de las más de mil construidas. Entre estas estructuras se encuentran obras que ya son emblemáticas, como el Puente Baluarte Bicentenario, el puente atirantado más alto del mundo, con una altura que supera los 400 metros y un claro central de 520 metros, ya totalmente terminado.

CONCLUIRÁ LA SCT ESTA OBRA EN NOVIEMBRE La Secretaría de Comunicaciones y Transportes —SCT— terminará en noviembre la construcción de la carretera Durango–Mazatlán. Se trata de la carretera más compleja que se ha construido en el país. En sólo cinco años se han construido sesenta y un túneles en esta carretera, cuatro veces más que la totalidad de túneles construidos en todo el país en los veintiséis años anteriores.

La autopista Durango–Mazatlán tiene una longitud de 230 kilómetros y cruza la intrincada Sierra Madre Occidental a través de 115 puentes y 61 túneles, los cuales tienen una longitud de 13.5 kilómetros y de 18.6 kilómetros, respectivamente. De la longitud total de la carretera, los 111 kilómetros que van de la ciudad de Durango al entronque Las Adjuntas, en el estado de Durango, están terminados y en operación. Se prevé terminar la construcción de los kilómetros restantes en el mes de noviembre.

Por su parte, la SCT trabaja en el equipamiento de los túneles, en donde se instalarán sistemas inteligentes que comprenden el alumbrado, comunicación, señalización y ventilación, entre otros.

Con esta obra carretera, el tiempo de tránsito pasará de seis a dos horas y media en el recorrido de automóviles y de doce a seis horas en el de camiones de carga.

Ingeniería Civil del Siglo XXI

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Ingeniería Civil del Siglo XXI

6 EL PUENTE BALUARTE Durante la construcción de la autopista Durango-Mazatlán se levantó el puente Baluarte, el más grande de América Latina. Con una longitud de 1,124 metros, será doblemente atirantado ,con una altura de 520 metros. Se encuentra sobre una barranca de 390 metros de profundidad y cuenta con pilas de 105 metros de altura que soportan los cables de atirantamiento. Este puente está ubicado entre Durango y Sinaloa.

PUENTE BALUARTE CARACTERISTICAS PRINCIPALES Longitud total

1124 m.

Profundidad de la barranca

390 m.

Claro Principal

520 m.

Ancho total

20 m.

Longitud de estructura de acero

432 m.

Longitud de estructura de concreto

692 m.

Altura de pilones

101 m.

Máxima altura de pilas

148 m.

Dimensión máxima de zapata

18 x 30 m.

Tipo de atirantamiento

Abanico

Número de tirantes

152

Longitud máxima de tirantes

280 m.

Numero de torones por tirante

20 a 47

Pendiente longitudinal

0.05

CARACTERISTICAS

ESPECIFICACIONES ACTUAL

PROYECTO

Longitud total

305 Km.

230Km.

Numero de carriles

2/sentido

2 uno/sentido

Sección

6.50 m

12 m

Ancho de carriles

3mc/u

3.5 c/u

Acotamiento

0.25 m

2.5 m

Tiempo de recorrido

6 horas

2.6 horas

Velocidad de operación

30-80 Km./hr

90-110 Km./hr

Ahorro en distancia

75 Km.

Ahorro en tiempo

3.4 horas

La obra total, tanto de Durango como de Sinaloa, está a punto de ser concluida: seis túneles y el cierre del puente El Platanito están siendo revestidos para que se pueda transitar libremente desde el kilómetro cero hasta el límite de estado en el kilómetro 156, en lo que respecta a Durango. Sin embargo, aún no se podrá abrir totalmente a los conductores por motivos de seguridad, ya que falta el equipamiento de los túneles inteligentes, que tendrán teléfonos, ventilación especial y cámaras de seguridad y que serán equipados una vez terminada la obra civil. Posteriormente, se construirán dos rampas de frenado, se ampliarán algunos túneles para evitar accidentes y se instalarán las casetas de cobro.

En la parte que corresponde a Sinaloa se están haciendo trabajos similares: se están equipando los túneles inteligentes y se está trabajando en el alumbrado y los sistemas de casetas de control.

La carretera Durango–Mazatlán busca transformar a México al potenciar el comercio internacional y el turismo, ya que el eje interoceánico del que forma parte facilitará el tránsito entre continentes para incrementar el flujo comercial desde el Oriente hasta América y Europa. Además, turísticamente, hará posible la oferta de turismo cultural y recreativo en un trayecto de dos horas y media y 230 kilómetros.

LA SUPERCARRETERA DURANGO–MAZATLÁN Una vez concluida su construcción, la autopista formará parte de un gran corredor interoceánico con el que las autoridades buscan detonar el desarrollo económico de siete estados de la República. Este corredor, que conectará Sinaloa, Chihuahua, Durango, Zacatecas, Coahuila, Nuevo León y Tamaulipas, cruzará todo el norte del país, del Pacífico al Golfo, hasta desembocar en el puerto de Altamira, y conectará a los mercados de Asia, vía Mazatlán, con los de la zona del TLC a través de la frontera con Estados Unidos. Como parte de las obras se construyó El Baluarte, puente atirantado que permite cruzar con seguridad los precipicios y barrancos de los que está llena la zona que, por lo mismo, es conocida como El Espinazo del Diablo.

La autopista será la ruta más corta y más eficiente para el tránsito de mercancías entre el Pacífico y el Atlántico y formará parte del gran corredor económico interoceánico que cruzará todo el norte del país, con 230 kilómetros, 57 puentes y 64 túneles.

7 Ingeniería Civil del Siglo XXI

La autopista llega al municipio de Concordia; siguiendo el trayecto, al circular por la carretera libre en el poblado Santa Lucía hay otro puente panorámico. En la población llamada El Candil, un túnel pasa por debajo de la carretera libre; a partir de Las Mesillas comienza el tramo abierto de la autopista Durango–Mazatlán y en veinte minutos se llega al puerto sinaloense. La supercarretera permitirá reducir de seis a dos horas y media el recorrido entre ambas ciudades, al acortar en 75 kilómetros la distancia a transitar entre ambos puntos; también aumentó la velocidad, ya que se podrá circular a poco más de 100 kilómetros por hora —hoy se hace a 60 kilómetros por hora, en promedio— así como la seguridad, pues habrá menos curvas y pendientes. Todo esto redundará en una significativa reducción en los costos de operación vehicular.

8 Ingeniería Civil del Siglo XXI

BENEFICIOS La autopista será la ruta más corta y más eficiente para el tránsito de mercancías entre el Pacífico y el Atlántico y conectará a los mercados de Asia, desde Mazatlán, con los de la zona del TLC a través de la frontera con Estados Unidos y del puerto de Altamira, Tamaulipas. El 14 % de la afluencia turística a Mazatlán proviene de un “corredor” formado por los estados de Durango, Chihuahua, Coahuila y Nuevo León. Este porcentaje se incrementará de manera significativa una vez concluida la obra y así podrá ser el centro turístico del Pacífico más cercano en esta zona.

Algunos de los beneficios que traerá la autopista Durango-Mazatlán son la detonación económica de la zona norte del país, generación de empleos y agilización del flujo vehicular entre el Golfo y el Pacífico. Las ventajas han comenzaron a notarse, ya que los habitantes de las poblaciones aledañas han visto ya un favorable cambio.

GENERACIÓN DE EMPLEOS La construcción de la nueva carretera Durango–Mazatlán, a cargo de la SCT, dio empleo directo a unas 3,500 personas y se estima que generó unos 10,000 empleos indirectos.

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10 Ingeniería Civil del Siglo XXI

IMPACTO REGIONAL A lo largo del corredor existen proyectos de impacto regional que pueden generar un mayor flujo de tránsito en todo el corredor Matamoros–Mazatlán y en particular en el tramo Durango–Mazatlán. Por ejemplo, en Sinaloa se están desarrollando los proyectos turísticos Sur de Sinaloa, Mediterráneo y Club Residencial, mientras que en Durango está la Zona de Conectividad Gómez Palacio, junto con los proyectos Destination Laguna y de expansión de instalación de plantas industriales. Gracias a esta gran obra se detonarán proyectos de carácter regional que, a su vez, generarán mayores empleos.

CONEXIÓN MERCANTIL La carretera, de 230 kilómetros de longitud, tendrá una inversión pública de dieciocho mil millones de pesos y en ella se construyen 63 túneles y 115 puentes, de los que se destacan el Baluarte y el Santa Lucía, el primero con una longitud de 1,124 metros y el segundo de 375 metros. La construcción de la nueva carretera tiene como fin sustituir a la actual, que tiene cincuenta años y mide 305 kilómetros.

La vía nueva tiene un avance de construcción del 95 por ciento y se está construyendo la parte final y más difícil, que se encuentra en plena Sierra Madre Occidental.

Esta obra permitirá que el tránsito se incremente por lo menos al doble y facilitará la transportación de todo tipo de artículos. También mejorará la interconexión del Golfo con el Pacífico y se ligarán las grandes arterias longitudinales que van del centro al norte del país, con lo que se completará la modernización del corredor Mazatlán–Matamoros, de 1,241 kilómetros.

La diversidad de campos de acción en los que participa, son promovidos, desarrollados, administrados y ejecutados, a través de las empresas que conforman el corporativo.

Constructora

Coconal Concesiones, S.A. de C.V.

Controladora de las concesionarias Acsa, Coinsan y Acomex

Tranmaco, S.A. de C.V.

Transportadora de maquinaria y asfaltos para la construcción

Operadora de Autopistas, S.A. de C.V.

Encargada de la operación de las autopistas

Autopistas de Cuota, S.A. de C.V.

Empresa de propósito específico para la administración de las concesiones en Durango.

Concesionaria de Infraestructura de San Luis, S.A. de C.V.

Empresa de propósito específico para la administración de las concesiones en San Luis Potosí.

Autovías Concesionadas Mexiquenses, S.A. de C.V.

Empresa de propósito específico para la administración de las concesiones en el Estado de México.

11 11 Empresas Civil y Ingeniería Empresarios del Siglo XXI

C

oconal es una empresa constituida en 1950. Cuenta con una sólida proyección a nivel nacional y una creciente presencia.

Por medio de grandes obras de infraestructura, ha cimentado su prestigio basado en la calidad, gestión, ejecución, promoción, financiamiento, construcción y puesta en operación de grandes proyectos.

Coconal, S.A.P.I. de C.V.

Empresas y Empresarios

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Coconal trabaja bajo el cumplimiento de normas y leyes ambientales siguiendo un esquema de responsabilidad social, ambiental y humano con su programa SUSTENTA MASS. Tiene el compromiso de ofrecer cimientos sólidos, enfocados a las obras que construye, y a su personal altamente calificado. Por esto, en las Autopistas que tiene concesionadas, se cuenta con: un plan de reforestación de especies nativas, instalaciones fotovoltaicas para generación de energía eléctrica, plantas de agua residual, tiendas de conveniencia, baños limpios y ventilados, las 24 horas del día, así como, ayuda a las comunidades aledañas especialmente, en la construcción o rehabilitación de escuelas.

Por el plan de conservación rutinario y programable, que se lleva a cabo detalladamente en cada autopista, Coconal se ha hecho merecedora de una calificación de 485 de 500 puntos máximo que otorga la SCT, en la evaluación a la Red Carretera.

Autopista Durango-Mazatlán El Programa Nacional de Infraestructura está basado en la creación de grandes rutas troncales o corredores de transportes, que cruzan el territorio nacional, de norte a sur y de oriente a poniente, para interconectar centros urbanos, litorales, puertos, aeropuertos, zonas industriales, agrícolas, pecuarias, ganaderas y turísticas, por medio de una red de autopistas de altas especificaciones.

Una de estas rutas es Mazatlán–Matamoros que es el eje carretero transversal que enlaza a el océano pacifico en Sinaloa con Durango, Chihuahua, Coahuila, Nuevo León, Tamaulipas con el Golfo de México y Texas en el Este de EEUU. Este proyecto cuenta con una visión económica, de productividad, generación de empleos, eficiencia y capacidad para competir a nivel mundial. Se trata de un eje carretero con 1,152 km que se recorren en 12 horas 12 minutos y el tramo Durango-Mazatlán con 230 km y un recorrido de 2.5 horas en lugar de las 6 horas actuales. Con una inversión desde 2007 a 2013 de 25 mil millones de pesos, por mucho, el reto más importante como país en infraestructura; traerá un gran desarrollo en el intercambio comercial de bienes y servicios, minería, pero más importante en el turismo.

Coconal ha participado en este importante eje transversal, con la construcción de la autopista de 230 km A-4 Torreón–Durango (1990-1992) y el Libramiento Norte de la Laguna de 42 km A-2 (actualmente en construcción, 2012-2014) bajo el esquema de concesión. El puente especial doble voladizo Río Chico en el km. 37+140 de la autopista Durango-Mazatlán (2006) con 120 m de altura, el tramo Llano Grande de la Autopista Durango–Mazatlán A-2, del km. 69+700 al 76+000 (2006)

BM MÉXICO

BM MÉXICO

El desarrollo de nuestros servicios de gerencia y administración de proyectos esta basado en estudios, análisis y supervisión para la elaboración de soluciones.

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Gerencia Integral.

Ensamble Jurídico-Financiero de los Proyectos.

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Ingeniería: BM CHILE

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Control Físico - Financiero Aseguramiento de la Calidad Programación Avances de Obra

Uno de Nuestros Proyectos El proyecto túnel sumergido bajo el río Coatzacoalcos Grupo Básico Mexicano ha sido desde el inicio de esta importante obra en el 2004, la Gerencia de Proyecto para la Construcción del Túnel Sumergido bajo el Río Coatzacoalcos, encargada de coordinar y supervisar el correcto desarrollo del propio proyecto durante su etapa de construcción hasta la puesta en marcha.

La obra está siendo ejecutado en la ciudad de Coatzacoalcos, Veracruz, ubicada en la desembocadura del propio río Coatzacoalcos con el Golfo de México. En esta región del Sur de Veracruz se localizan las Instalaciones de la industria petroquímica de Pemex más grande de América Latina.

En la actualidad se utilizan dos medios para cruzar de la ciudad de Coatzacoalcos a la zona industrial.

A través de panga para llegar a la congregación de Allende.

Por el puente Coatzacoalcos construido en 1958.

Con la construcción del túnel sumergido en el Río Coatzacoalcos se unirá la zona urbana de Coatzacoalcos con la congregación de Allende del mismo municipio, y es una alternativa urbana al actual cruce carretero que permitirá optimizar el servicio en materia de vialidades y transporte que fortalecerá y consolidará el desarrollo regional del sur de Veracruz pues traerá los siguientes beneficios.

1. Reducir los tiempos de traslado de la zona urbana a los centros de trabajo ubicados en los complejos petroquímicos Morelos, Pajaritos y La Cangrejera.

2. Eliminar los congestionamientos actuales en el Puente Coatzacoalcos.

3. Reducir la contaminación ambiental.

Especificaciones: •Longitud •Longitud •Longitud •Longitud

tramo sumergido: 805.00 metros. acceso Coatzacoalcos: 480.00 metros. acceso Allende: 243.00 metros. total: 1,528.00 metros.

Tipo de infraestructura:

•Túnel sumergido de concreto presforzado •Ancho de calzada: 4 carriles de 3.75 metros de circulación, dos en cada sentido separados por un túnel de servicios.

•Pavimento final: capa de concreto asfáltico sobre piso de concreto tanto en el propio túnel sumergido como en las vialidades de acceso.

BM México: Av. Insurgentes Sur No. 1809, 3er. Piso Col. Guadalupe Inn, C.P. 01020 México, D.F. Tels. 56 61 36 54 56 61 37 79 Fax: 56 62 88 75 56 61 36 54

BM Chile: Av. Providencia No. 2653, Oficina 902, Comuna de Providencia, Santiago de Chile.

Tel. (00-562) 2 32 9068

Empresas y Empresarios

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Caminos: Las Vías Terrestres y su Panorama Actual.

Ing. Alfredo S. Márquez Sol. Gerente de Estudios y Tecnología ICA Ingeniería, S.A. de C.V.

H

ablar de vías de comunicación terrestre es hablar de complejidad, ya que para entender lo que la ciencia, el arte de diseñar y proyectar un camino implica, es involucrarse en un sinnúmero de factores que intervienen para la concepción final del trazo geométrico.

En este artículo mencionamos los principales factores que influyen en la toma de decisiones de un Proyecto Geométrico para un camino, el cual considero la columna vertebral del sistema de vías de comunicación de un país o de varios que interactúan entre sí.

Por citar algunos ejemplos, la necesidad de comunicación entre el Océano Atlántico y el Océano Pacífico en la república Mexicana, como alternativa al canal de Panamá.

Otro, puede ser el corredor inicialmente pensado y tan estudiado de Coatzacoalcos, en el estado de Veracruz, hacia Salina Cruz, en el estado de Oaxaca.

Del análisis, los conceptos y factores que intervienen en la gran visión, estudio, pre diseño, diseño y construcción de una vía de comunicación terrestre, hemos identificado los elementos más importantes en la concepción de una vía de comunicación, y que realmente es lo que determina la creación de tan necesitadas vías de comunicación terrestre en un país o región.

Los siguientes puntos no se han ordenado por importancia, ya que todos tienen un peso específico en particular, y sé con toda certeza, que el criterio para medir o sopesar cada uno de ellos se deriva directamente de quien realice la evaluación y de los tiempos político - económicos por los que atraviese el país; ya que desde el punto de vista técnico, un Ingeniero de alguna institución de gobierno, no verá o le dará el mismo valor a algún punto, que otro ingeniero de la iniciativa privada.

1.1 Voluntad Política: Para muchos analistas de inversión en materia de infraestructura, es un factor

fundamental y determinante el tema de la voluntad política en Latinoamérica (y en el caso de estudio en particular).

Se refiere a la disposición del gobierno en turno del estado, favorable para realizar algún acto. En términos prácticos, la “voluntad política” se traduce en las ganas que tienen los políticos para hacer tal o cual cosa, con miras a tal o cuál objetivo.

Figura 4 Sesión en el Congreso Mexicano

Entonces, la interconectividad entre regiones y estados se vuelve un asunto complejo, lleno de matices y voluntades que poco ayudan a generar la mejor solución, o en el peor de los casos, obstaculizan y entorpecen la mejor alternativa.

1.2

Problemática Social: En cada caso de estudio siempre existirá una problemática social en mayor o menor grado, en la cual un grupo o grupos de personas tratarán de favorecerse o favorecer a su comunidad.

Esto ha determinado en algunos casos la modificación de la traza, ante la negativa rotunda de algunas comunidades a verse “afectadas” por el derecho de vía propio del camino.

1.3 Factor Económico-Financiero: El coste del proyecto, tendrá un peso más grande que otros factores, pues finalmente, se deben prever las partidas presupuestales para la ejecución del proyecto.

Figura 5 Economía

Proyecto Geométrico.

Para el diseño del camino, se trata de que este quede alojada en terreno plano, y siempre conservándola dentro de la ruta prevista; tratando de salvar la mayor cantidad de obstáculos naturales posibles, además de buscar siempre la distancia más corta entre el origen y destino, así como el confort y seguridad de la vía.

1.5 Factores de Control: Toman relevancia los aspectos ambientales, la tenencia de la tierra, zonas de amortiguamiento o reserva ecológicos.

17 Empresas y Empresarios

1.4 Topografía: En todos los casos, la topografía determinará técnicamente el mejor trazado en el

Empresas y Empresarios

18

Tecnología e investigación Una vez analizados y tomados en cuenta todos los factores que intervienen en la elección de ruta, se procede a realizar los estudios generales y particulares.

Los estudios básicos son los topográficos, topo hidráulicos, geológicos, geofísicos y geotécnicos.

Con la ayuda de modernas técnicas de análisis geoespacial, y dado el gran avance de las geotecnologías, podemos hacer uso de imágenes satelitales de última generación para generar modelos digitales de elevación cada vez más apegadas a la realidad física del terreno.

esto es, fotogrametría digital con LIDAR aéreo, lo cual nos generará un M.D.E. Mucho más preciso y de mayor calidad el cual puede ser fácilmente manipulable por cualquier software de diseño asistido por computadora.

Esto nos ahorra mucho tiempo y costo en levantamientos topográficos tradicionales, y los resultados pueden ser utilizados por cualquier especialista de diseño, análisis e investigación.

Con los resultados de los estudios, y tomando en cuenta la normatividad reguladora, se define el Proyecto Geométrico, considerando siempre como premisas básicas, el costo de la obra, la zona de influencia, el impacto económico y social, el confort y seguridad de los usuarios.

Figura 6 Modelo Digital de Elevación

Con la puesta en órbita de la constelación Pleiades de Astrium, para percepción remota, podemos acceder a imágenes con tamaños de pixel cada vez más pequeño y a un costo cada vez menor, dada la competencia en el sector y al incremento de nuevas técnicas, como el modelo digital de elevación por Radar, los cuales además pueden llegar a servir para análisis geoquímicos de amplio espectro, análisis ambientales, geo hidrológicos, geológicos, etc. Y que nos brindan otra visión que hace pocos años era prácticamente desconocido.

Figura 7 Modelo Digital de Elevación generada por Radar del Satélite Spot 5

Levantamientos fotogramétricos con cámaras de última generación nos permiten además generar también estos modelos, inclusive, se pueden realizar levantamientos mixtos,

Figura 8 Autopista Marítima en Panamá.

Cada vez que generamos una nueva vía de comunicación terrestre, llámese autopista, carretera, vía férrea, etc. Para nuestro gremio es placentero saber que este tipo de obras de tanta importancia para la infraestructura del país, genera en cascada el desarrollo de las zonas de influencia, mejora la calidad de vida de los poblados circunvecinos, se generan empleos;

Figura 9 Puente Chiapas, sobre el embalse de la presa “La Angostura”, Autopista Tuxtla Gutiérrez-Las Choapas

mejora paulatinamente la economía de los avecindados y hasta el nivel de educación.

Contamos con áreas de especialidad •Infraestructura del Transporte •Manejo del Agua Estructuras •Geotecnia •Desarrollo Tecnológico •Estudios de movilidad •Aquitectura •Instalaciones •Topografía

Mejora continua y calidad

en todos nuestros procesos

proyectamos

grandes ideas

Somos una empresa Certificada en el Sistema de Gestión Integral, bajo la norma ISO 9001, ISO 14000 e ISO 18000; que brinda valor a través de soluciones basadas en tecnología de punta.

Contacto:

ICA INGENIERÍA es un unidad especializada de la empresa ICA donde se emplea tecnología de punta para desarrollar proyectos integrales de ingeniería. Su objetivo es ofrecer soluciones a la vez eficientes y sustentables que permitan optimizar costos, potenciar beneficios y reducir tiempos en la realización de obras. ICA Ingeniería está integrada por profesionales con gran experiencia en túneles, en suelos blandos, taludes, puentes, pavimentos y vialidades, manejo del agua, prefabricados y diseño 3D. Su misión es generar ingeniería de valor agregado, conformar un equipo de trabajo con especialistas calificados y participar activamente en los proyectos desde la etapa de promoción y licitación hasta la ingeniería de campo y los planos As-built para colocarse como la empresa mexicana de ingeniería líder en diseño y construcción con una propuesta de valor sustentada en la innovación, el conocimiento del mercado, la experiencia en diversos tipos de infraestructura, la investigación y el desarrollo tecnológico, la versatilidad y la entrega oportuna.

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Empresas y Empresarios

20 Como se ha mencionado en párrafos anteriores, el mejor camino es el que se apega lo más posible a las características mismas del terreno, sin que afecte el diseño, confort, seguridad y costo del proyecto.

Complejidad Ciertamente, hablar de caminos y vías terrestres es hablar de complejidad.

Pero no hay reto que la ingeniería mexicana no pueda hacer frente; y la innovación y desarrollo tecnológicos en materia de vías terrestres, basados en la investigación de nuevos materiales, nuevas mezclas, diseños que reten a la creatividad y la ingeniería especializada y de valor; nos ponen como referentes a nivel mundial.

Figura 10 Autopista Nuevo Necaxa-Tihuatlán

La integración al entorno natural es una premisa básica que actualmente debemos considerar normativa, además de la restitución y reforestación con especímenes naturales de la región. Esto ayuda a mejorar el paisaje y a estabilizar taludes en cortes y terraplenes, utilizando las técnicas adecuadas para cada caso, logrando reducir –en algunos casos y en donde técnicamente sea posible- la estabilización mecánica; esto genera ahorros al constructor, embellecimiento del paisaje y un panorama más amigable al usuario.

Figura 12 Autopista Urbana Sur Figura 11 Autopista Tihuatlán-Ávila Camacho

Por último, es importante destacar que existen muchas mezclas asfálticas para diseñar la cinta de rodamiento con características adaptables para cada zona, lugar y clima al que será expuesto, así como también que sea el indicado al nivel de tránsito diario que operará.

Pavimentos modificados y optimizados que pueden generar ahorros significativos al constructor, o con aditivos poliméricos, fibras, agregados modificados o reciclados, diseños especiales; que pueden ser investigados, analizados y diseñados por verdaderos especialistas con un muy buen equipo de Ingeniería; y en participación con las principales Instituciones rectoras.

Los retos serán cada vez mayores, mas sin embargo, nuestra ingeniería, la ingeniería mexicana tiene la capacidad técnica y el conocimiento científico para enfrentar todos y cada uno de los retos que se nos demande; con visión a la mejora continua, el desarrollo tecnológico y la innovación, estamos diseñando el futuro, y proyectando y haciendo realidades grandes ideas.

Nuevos materiales para de

estructuras

pavimentos

Tierra Fortificada, SA de CV, con el apoyo de ASTC Polymer Inc., la Universidad Autónoma de Nuevo León, la Universidad Autónoma de Coahuila y el Centro de Investigación en Química Aplicada, ha desarrollado un material con dos propiedades que lo caracterizan como el mejor material alternativo para construir las estructuras de vialidades de todo tipo, y que durante diecisiete años se ha utilizado para construir aeropuertos, caminos mineros, vías férreas, patios de maniobras para equipo muy pesado o carreteras.

Dr. Edgar Rodríguez León*

Tierra Fortificada SA de CV, que con su tecnología PES–510 —pavimentos estabilizados con Solidroad 510 cumple los lineamientos del XXIV Congreso Mundial de Carreteras México 2011, ha desarrollado un material con propiedades características de un material estructural para la construcción de todo tipo de vialidades calles, carreteras, caminos mineros, vías férreas, aeropuertos en las que se utilicen elementos del lugar o de bancos aledaños.

En el XXIV Congreso Mundial de Carreteras, que se llevó a cabo del 26 al 30 de septiembre de 2011 en la Ciudad de México, al cual asistimos como expositores, se indicaron los lineamientos que deben seguirse en la construcción de los pavimentos del futuro:

El cumplimiento de estos lineamientos ha servido de incentivo a muchos países para desarrollar proyectos de investigación científica que se enfoquen a mejorar las propiedades de los materiales con los que construyen las estructuras de los pavimentos, usando materiales del lugar y minimizando el uso de materiales de préstamo.

1

Asesor científico. Información de contacto: contacto@tierrafortificada.com, www.tierrafortificada.com

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Suplemento Especial

• Que sean sustentables. Es decir que, sin demérito de las propiedades de resistencia que se exigen, se pudiera utilizar los suelos del propio lugar de construcción sin necesidad de llevar materiales clasificados de otros sitios lejanos.

• Que su proceso de construcción sea de menor costo para satisfacer la demanda con los escasos recursos económicos de que disponen los gobiernos.

• Que resistan los cambios de temperatura y diversas condiciones de humedad.

• Que presenten una vida útil no menor a treinta años con un mantenimiento mínimo.

• Que sean amigables con el medio ambiente.

Suplemento Especial

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Tierra Fortificada, SA de CV, obtiene el material polimerizado con el que se construye la estructura de sus pavimentos mediante dos procesos químicos consecutivos: El primero es un proceso de integración química que involucra los componentes que comúnmente se encuentran en los suelos, como arcillas con agua integrada y agua interlaminar, gravas, arenas y limos, a los que se les agregan materiales poliméricos disueltos en el agua, que se añade para completar el óptimo de compactación.

Este proceso se puede esquematizar de la siguiente manera:

arcillas + gravas + material polimérico + arena + agua

O(arcillas–gravas–material polimérico–arena–agua)OH Es muy importante notar que el producto de esta reacción es una estructura integrada que se nombra por sus componentes —arcillas, gravas, material polimérico, arena, agua—; tiene un oxígeno (o) al lado izquierdo y un hidroxilo (OH) al lado derecho, proporcionados por la arcilla, por el agua y, principalmente, por el material polimérico, que forman enlaces de hidrógeno y por ello se polimeriza.

El segundo es un proceso de polimerización promovido por el oxígeno y los hidroxilos que presenta la estructura integrada, que pueden formar enlaces de hidrógeno cuando están cerca uno del otro como se verá más adelante.

En esta figura se observa que está formada por tres estructuras integradas (EI), producto de la reacción de integración anterior. Obsérvese que existen dos líneas punteadas, que representan los dos enlaces de hidrógeno que unen a las tres estructuras. En este caso, los enlaces de hidrógeno se forman cuando dos oxígenos comparten un hidrógeno. Obsérvese que también esta estructura tiene un oxígeno en su lado izquierdo y un hidroxilo en su lado derecho, y por ello puede seguir polimerizándose hacia una serie continua de estructuras integradas (EI)n

Esta última estructura de fondo azul, que tiene un grado de polimerización mayor, contiene ocho enlaces de hidrógeno, dos por cada cuadro amarillo —que representa la estructura obtenida en la polimerización anterior— y dos nuevos que se ven.

Como puede concluirse, la polimerización puede repetirse un elevado número de veces, obteniéndose una estructura polimerizada final que presentará un número muy grande de enlaces de hidrógeno. Es por esta razón que tiene las tres propiedades que se buscan en materiales estructurales para pavimentos de alto desempeño: • Muy alta capacidad de carga.

• Muy alta estabilidad térmica hasta 409 °C. • Muy alta capacidad de absorber y dispersar la energía que recibe por el tráfico en una gran parte de su masa.

Estas tres propiedades sitúan a las estructuras construidas con la tecnología PES 510 de Tierra Fortificada, SA de CV, como las más adecuadas para los pavimentos modernos, que cumplirán con los lineamientos señalados en el XXIV Congreso Mundial de Carreteras de 2011, celebrado en la Ciudad de México.

CONFIRMACIÓN DE LAS TRES PROPIEDADES • Muy alta capacidad de carga La alta capacidad de carga se determina midiendo el VRS/CBR/ o, mejor, obteniendo módulos elásticos durante todo el respectivo proceso constructivo. Los valores presentados por las estructuras construidas con nuestra tecnología usando los suelos del lugar, que en la mayoría de los casos eran de naturaleza arcillosa, van desde 110 % en Nuevo Laredo y 124 % en Reynosa, hasta 154 % en el aeropuerto de Monterrey, 171% en Nava, Coahuila, 173 % en Sabinas y 177 % en Reynosa, Tamaulipas. Los resultados en módulos elásticos se muestran más adelante.

Suplemento Especial

En esta fotografía se muestra el equipo para medir el VRS in situ de las estructuras en campo. Esta operación la realiza personal del departamento de ingeniería civil de la Universidad Autónoma de Nuevo León, que también certifican el cumplimiento de las variables del diseño de pavimento respectivo.

• Muy alta estabilidad térmica hasta 409 °C

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Suplemento Especial

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Conclusiones del análisis a partir del termograma: el material que se evaluó se comporta como una estructura monolítica, sin presentar descomposición alguna hasta una temperatura de 409 °C, misma que es imposible de alcanzar con el tránsito vehicular cotidiano como para causar su desintegración. El termograma entre 0 °C y 409 °C también indica que el material tiene capacidad de absorber grandes cantidades de energía y disiparla en una gran parte de su masa, conservando su estructura. El material no tendrá descomposición y ,al no presentarse esta, no habrá contaminación alguna al medio ambiente, además de ser un material verde.

• Muy alta capacidad de absorber y dispersar la energía que recibe por el tráfico en una gran parte de su masa Para esta determinación se contrató los servicios de la compañía Evaluación Integral de Obras Civiles, SA de CV, la cual utilizó un equipo llamado deflectómetro de caída libre —o HWD, por sus siglas en inglés— en los dos sentidos del tráfico. Los resultados se comentan a continuación.

Para determinar esta propiedad se analizó una muestra de un corte construido con nuestra tecnología. La muestra fue llevada a la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad de Coahuila, donde fue sometida a un análisis térmico diferencial de barrido. El termograma correspondiente fue interpretado en el Centro de Investigación en Química Aplicada — CIQA—, con los siguientes resultados:

El equipo utilizado para esta determinación se muestra en la siguiente ilustración:

La línea curva negra obtenida graficando la deflexión contra la distancia de cada sensor se llama cuenca y corresponde a un pavimento convencional. El área bajo dicha curva es una medida de la capacidad de absorber y dispersar la energía en una gran parte de su masa y del desempeño del pavimento.

26 Suplemento Especial

Menor área de cuenca muestra: • Mejor desempeño.

• Mayor capacidad de absorber y dispersar la energía que recibe del tráfico, más resistencia a la fatiga, menos patologías.

• Mayor numero de ejes equivalentes, vida útil más larga y menor mantenimiento.

A partir de las deflexiones observadas fue posible obtener la gráfica de módulos elásticos de la estructura de los pavimentos construidos con nuestra tecnología. Un resultado típico de ella es el correspondiente al camino de acceso a los pozos de Pemex en el complejo Burgos, ubicado en Reynosa, Tamaulipas. En esta gráfica se puede observar que nuestra estructura presenta un módulo elástico promedio de 4,422 Kg/cm2, superior a los rangos de una base hidráulica —de 2,500 a 3,500 Kg/cm2.

CAMBIO CONCEPTUAL En los pavimentos convencionales, el desempeño del pavimento recae en la carpeta de rodamiento, en tanto que en la tecnología PES–510 recae en la estructura del pavimento, lo que nos ha permitido reducir la carpeta de rodamiento, de los diez centímetros habituales, más una base asfáltica negra de trece centímetros, a únicamente cinco centímetros de carpeta asfáltica con nuestra tecnología, con lo que se logran ahorros significativos y una protección adicional al medio ambiente.

PÉRDIDA DE ESTRUCTURA DE LOS PAVIMENTOS Otro problema que nuestra tecnología PES–510 ayuda a resolver es la pérdida de estructura de los pavimentos, que se presenta cuando sus capas se construyen con diferentes valores en sus módulos de resiliencia.

En esta figura se muestra que la estructura no presenta áreas de fractura. Esto se debe a que el material es una estructura integrada que dispersa en toda su masa la energía transmitida por el tráfico, lo que ocasiona la deformación permanente pero, al no haber áreas de fractura, no habrá pérdida de estructura.

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Suplemento Especial

Si las capas estructurales son construidas con valores diferentes en sus módulos de resiliencia —variable relacionada con las deformaciones permanente—, se ve claramente que se generan zonas de fractura —áreas rojas que representan vacíos de resiliencia—, mismas que ocasionan pérdida estructural del pavimento y daños costosos de repararse.

Esta tecnología permite construir todas las capas de la estructura de un pavimento —base, sub–base, subrasante, subyacente en su caso— con alto e igual módulo de resiliencia, con lo que se evitan los vacíos de resiliencia mostrados y las pérdidas estructurales que muestra un pavimento convencional. También se disminuye considerablemente grietas, roderas, ondulaciones, piel de cocodrilo o ahuellamiento, entre otros problemas.

28 Suplemento Especial

GANACIA SOCIAL CON NUESTRA TECNOLOGÍA Más eficiencia en los presupuestos: por cada 1,000 km construidos convencionalmente, con este material se pueden construir 1,300 km. El tiempo del proceso constructivo también se reduce en un 20 %.

Protección ambiental: la tecnología PES–510, al reducir los espesores de la carpeta de rodamiento de 23 a 5 cm, disminuye los factores de emisión de 400 a 80 kg de CO2, de 300 a 60 kg de SO2/ton de cemento para pavimentos hidráulicos, o de 320 a 70 kg de COVDM/ ton de asfalto en pavimentos asfalticos.

Vida útil más larga y menor mantenimiento: por su alta capacidad para absorber y dispersar la energía que el tránsito le transmite, se disminuyen las patologías debidas a la fatiga de la estructura, como podrían ser roderas, grietas u ondulaciones.

MURO DE PILAS

TANGENTES PS Río Verde Cd. Valles, San Luis Potosí, México.

Ing. Ivan Cano Baena Ing. David Mellado Martínez ICA Ingeniería

Ingenieros Civiles Asociados S.A. de C.V.

INTRODUCCION

E

n la etapa de Construcción de la Carretera Río Verde – Cd. Valles ubicada en el estado de San Luis Potosí, el proyecto de la Troncal se acerca a 26 metros al eje de la Carretera Federal MEX-70 “Cd. Valles – San Luis Potosí” y pasa 20 metros debajo de ella, lo que implica cortar parte del talud de la carretera federal como se aprecia más adelante en la figura.

Adicional a la cercanía entre carreteras se observa que las secciones de la carretera federal son de tipo balcón y el material que se observa en el terraplén específicamente en la zona en estudio es de tipo relleno, predominantemente arcilloso y con fragmentos pétreos de diversos tamaños. En la continuidad atrás y adelante el material que se presenta está constituido por roca caliza poco fracturada y ligeramente intemperizada y zonas de lutita muy fracturada.

Figura 1. Ubicación de muro y geometría de carreteras.

Sección Tipo Balcón: es la sección que tiene corte y terraplén en el mismo kilometraje.

Empresas y Empresarios

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30 Empresas y Empresarios

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Para solucionarlo, se revisó y desarrollo alternativas que garantizan la estabilidad y seguridad de la carretera federal y la carretera de proyecto.

Con la coordinación de personal de sitio y la participación de un equipo multidisciplinario de las especialidades de Vías Terrestres, Geotecnia y Estructuras, se realizó una serie de exploraciones para determinar las profundidades de suelo competente o roca y generar información y soluciones más adecuadas, considerando que el flujo vehicular de la carretera federal no se puede interrumpir.

Figura 2. Perfil Longitudinal sobre el comportamiento de los estratos a lo largo de la zona de estudios y trazo de la autopista.

Se realizó una exploración geológica de la cual se obtuvieron los siguientes perfiles estratigráficos del sitio. Como se muestra en la fig. 2.

En los perfiles transversales se puede identificar además de los estratos de suelo y sus profundidades, la ubicación de la autopista con referencia a la carretera federal y el talud de corte que es común entre ambas vías y que es el principal punto de preocupación para la estabilidad y seguridad. A continuación se presentan las figuras 3, 4 y 5 donde se ilustra los diferentes tipos de estratos en las secciones inicial, central y final de la zona de estudio.

Figura 3. Perfil transversal al inicio de la zona en estudio.

Figura 4. Perfil transversal en la zona central de estudio.

Figura 5. Perfil transversal al final de la zona de estudio.

32 Empresas y Empresarios

PROCEDIMIENTO DE SOLUCION Con la determinación de los estratos y el cálculo geotécnico referente a los empujes generados, se determinó que la propuesta adecuada considerando la limitante de espació y la topográfia accidentada, es el desarrollo de un muro de contención mediante el sistema de pilas tangentes ubicado a una distancia de 2.0 m del hombro de la carretera federal, siguiendo el procedimiento que de manera general se describe a continuación.

• Excavación para la construcción de pilas tangentes (pilas consecutivas haciendo tangencia entre ellas).

• Colado en sitio de las pilas de concreto armado.

• Terminada la construcción de todas las pilas se deberán anclar a la roca vecina mediante la construcción de una viga de retención.

• El anclado se realiza en niveles de excavación de 3.0 m para evitar la inestabilidad de la zona.

• En cada etapa de excavación se deberá instalar un sistema de anclaje activo, entre las pilas y los materiales competentes vecinos (roca caliza). La excavación que se tenga que llevar a cabo, por abajo del nivel de la ataguía de pilas,

se realizará dejando un talud 1.2:1 (horizontal-vertical).

• Las anclas deberán tener una carga de tensión disponible de 110 t y tendrán una inclinación hacia abajo de 10° con respecto a la horizontal.

• Su instalación debe realizar con ayuda de perforaciones no menores a 10 cm de diámetro, en cuadrícula de 3 m de lado.

• La presión de inyección del bulbo, no será menor de 10 kg/cm2 y tendrá una longitud de al menos 8.5 m, que deberá encontrarse dentro de la formación de roca caliza del sitio.

Figura 6. Esquema de solución mediante muro de contención de pilas tangentes.

Empresas y Empresarios

34 Con base a la información generada por el área de geotecnia, se determinó el diseño para el armado de las pilas y la viga de retención, así como, la distribución de las mismas, dando origen al proyecto estructural que en complemento con el análisis geotécnico se presentó a la institución normativa de proyectos carreteros (Secretaria de Comunicaciones y Transportes), ver Figura 7.

Figura 7. Proyecto estructural del muro de pilas tangentes.

Maravillas de la IngenierĂ­a

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Empresas y Empresarios

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CAMBIOS EN EL DISEÑO Debido a las condiciones geológicas observadas durante el proceso de construcción fueron más favorables que las obtenidas con la exploración se procedió a realizar un ajuste al diseño estructural, a la distribución de las vigas de retención y por ende al número de anclas necesarias conservando las mismas condiciones de espaciamiento, todo en beneficio del proyecto y en la disminución de costos para el constructor. Como se observa en la fig. Figura 8.

Figura 8. Proyecto estructural con adecuación de características de sitio.

Congreso Mexicano del Asfalto

TransfOrmacióN

en MovImIentO... !

Vive el Asfalto!

28 al 30 de agosto

CANCÚN www.congresoamaac.com

Empresas y Empresarios

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CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

La participación de la ingeniería en sitio es un valioso apoyo en la construcción de los proyectos, al ofrecer soluciones integrales a las diversas problemáticas que surgen inevitablemente durante la ejecución de los trabajos en campo. Este es un claro ejemplo donde la integración de las diferentes disciplinas conformadas por personal especializado proporciona el planteamiento de soluciones en beneficios de la construcción.

Ing. Fernando Olvera Hernández, “RECOMENDACIONES PARA ESTABILIZAR EL CORTE DEL km 358+940 al 359+000”, Geotecnia ICA Ingeniería, Octubre 2010.

Es por ello que después de 4 meses de trabajos se concluyen la construcción del muro de pilas tangentes, proyecto que materializa la solución de ingeniería que hoy en día garantiza además de la estabilidad de la infraestructura carretera del estado de San Luis Potosí, la seguridad de los usuarios que utilizan estas vías de comunicación.

Figura 9. Proyecto muro de pilas tangentes terminado.

Ing. Elias Tavera Gutierrez, “MEMORIA DE CALCULO DE MURO DE CONTENCION UBICADO EN km 358+940 al 359+000”, Departamento de estructuras ICA Ingeniería, Febrero 2011.

Ingeniería Civil Mexicana

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Sistema de

Supervisión Virtual de Carreteras

Ing. Raúl Cadena Cepeda1.

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA El sistema de supervisión virtual es una herramienta desarrollada en México para asistir a los ingenieros que tienen a su cargo la administración de la construcción de las carreteras, permitiéndoles hacer un recorrido virtual a través de las mismas, gracias al cual el gerente del proyecto puede ver, desde su computadora, las características de la obra, así como apreciar los avances de la misma y cotejarlos con los presupuestos del contrato, constatando cada partida según los cadenamientos de la construcción. Esto permite eliminar las preestimaciones y dar garantía a la autorización de estimaciones. La actualización de los datos se presenta generalmente cada quince días, pero puede hacerse con la periodicidad deseada.

Debe tomarse en cuenta que la visualización de la carretera se hace como si se estuviera a nivel de terreno, por lo que es necesario hacer un levantamiento fotográfico en campo de todo el tramo de la obra, ya que las imágenes sate1

Planeación Técnica y Urbanización, S. A. de C. V. http://www.rcadena.com

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litales no permiten apreciar los detalles requeridos para la supervisión y, desde luego, es imposible generar imágenes con cámaras estacionarias.

El sistema consta de dos módulos: recorridos secuenciales y recorridos continuos Los recorridos secuenciales proporcionan una secuencia de fotografías a cada cuarenta metros, lo que permite ver los detalles de construcción y los acabados de la misma.

El programa genera un recorrido secuencial de 60 km/h, de manera que se recorre la carretera a razón de 1 km/ minuto. Cabe mencionar que el sistema permite manipular la velocidad y los movimientos del recorrido virtual.

El gerente del proyecto puede recorrer, en unas cuantas horas, todas las obras sin salir de su oficina. Además, puede obtener datos de avances y cotejar las estimaciones presentadas por las constructoras. Para ello, es necesario hacer un recorrido de levantamiento fotográfico, que incluye un reporte de los avances de obra en cada tramo de cuarenta metros.

La inclusión de datos de avance se hace en campo al término del recorrido, utilizando una computadora con servicio de conexión inalámbrica.

Final del formulario

Esta información se envía al servidor virtual con las fotografías adjuntas, vía internet. En las oficinas de la empresa prestadora del servicio se codifica la información y se reenvía al día siguiente al computador del cliente.

Ingeniería Civil Mexicana

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Las funciones que proporciona el primer módulo son: Un recorrido virtual de la carretera en todo el tramo de la construcción, presentando vistas a cada cuarenta metros, simulando un viaje a 60 km/h y permitiendo iniciar y terminar en cualquier cadenamiento, con la posibilidad de estacionarse en cualquier punto y observar la calidad y acabado de la obra.

Gráfica de avance de partidas generales, por cadenamiento.

Nota: Ampliación izquierda: En el sentido ascendente del Kilometraje.

.

Listado de fechas y conceptos Final del formulario

Un reporte de obra —ver tabla—, con los siguientes resultados:

Fotografías de avance de obra con puentes, drenajes y obras inducidas, ubicado todo ello a lo largo del tramo.

Planta del trazo de la obra, con cadenamientos a cada veinte metros, referenciados con GPS. Recorrido en video a velocidad de 60 km/h.

Para un ejemplo de recorrido continuo secuencial, diríjase por favor a http://www.supervisionvirtual.net/index.html y seleccione la segunda opción.

45 Ingeniería Civil Mexicana

Por su parte, el módulo de recorrido continuo, consta de lo siguiente:

46 Ingeniería Civil Mexicana

VENTAJAS DE LA SUPERVISIÓN VIRTUAL. El sistema ofrece al usuario los siguientes beneficios:

1. Un ahorro significativo en el tiempo de supervisión. Con este procedimiento, el director de la obra o de la constructora podrá, en una fracción del tiempo que actualmente emplea, hacer los recorridos de obra y supervisar la construcción de la misma. Además, se evita el riesgo de accidentes o asaltos en la carretera.

2. Al obtener la información que proporciona el sistema sobre avances de obra se minimizan los errores en los reportes de las constructoras.

3. Se elimina la posibilidad de sobrestimaciones o preestimaciones, liberando al director del proyecto de responsabilidades generadas por errores de sus subordinados.

4. El sistema es totalmente cerrado: sólo puede ser accedido por el director del proyecto y por aquellos que tengan su autorización.

5. Se puede crear un módulo de acceso libre al público con la información que sea conveniente, con el fin de cumplir con la normatividad de acceso a la información.

6. Se pueden presentar, a discreción del director, informes gráficos y analíticos para otras instituciones, superiores jerárquicos, órgano interno de control, auditores, gobiernos de otras entidades, medios de comunicación, asociaciones de propietarios y a todos aquellos interesados en el avance de las obras.

7. Se conserva un archivo fotográfico del avance quincenal de la obra. Estas fotografías, tomadas a cada cuarenta metros en todo el tramo, son un documento de valor jurídico muy importante, pues representan pruebas de la construcción de la obra y sus fechas de ejecución. El almacén fotográfico se mantiene en el servidor del prestador del servicio por espacio de cinco años.

El servicio consta de cinco etapas de trabajo: 1. La primera comprende los trabajos de topografía inicial, que consisten en delimitar el eje de construcción de la carretera y ubicar los cadenamientos a cada kilómetro, trabajos que deberán ser ejecutados, en todos los casos, por la constructora de la obra.

2. La segunda etapa consiste en el marcado de puntos de referencia —o waypoints, en inglés— en el terreno utilizando un GPS para referenciar las marcas de kilómetros cerrados.

3. La tercera etapa incluye el dibujo electrónico en planta de todo el trazo carretero. Esto se obtiene con el trazado en planos de los puntos de referencia del levantamiento con GPS y la importación a Autocad de plantas de Google Earth o fotogrametrías existentes. Se elabora además el formateo inicial del software de supervisión virtual para adecuarlo a las condiciones de construcción de cada caso específico. Esto incluye trasladar el presupuesto base de construcción de la carretera a la base de datos del servidor virtual. Adicionalmente, está considerado el entrenamiento de los técnicos de levantamiento fotográfico.

4. El levantamiento fotográfico y de video en campo, así como el envío de los archivos fotográficos y la inclusión en el servidor virtual de datos de conceptos de obra realizados para cada tramo de cuarenta metros, constituyen la cuarta etapa. Esta fase del trabajo requiere la adquisición de un vehículo descapotable, un GPS manual y una cámara fotográfica con GPS integrado y

odómetro electrónico. Se requiere también la contratación de un chofer y un técnico para efectuar el levantamiento fotográfico. Asimismo, se debe incluir un local de trabajo con conexión de banda ancha a internet y una computadora con sistema Windows.

5. El procesamiento de los datos para generar las imágenes de recorrido virtual continuo y secuencial corresponde a la quinta etapa del trabajo, en la que también se incluye la retroalimentación de información a los técnicos de levantamiento fotográfico, así como la instrucción al cliente sobre el manejo del sistema y la presentación de recorridos virtuales y avances de obra, actualizados semanalmente.

El servicio de supervisión virtual se da en dos modalidades: Primera Opción: La empresa Planeación Técnica y Urbanización, S. A. de C. V. PTU , efectúa todas las actividades que comprende el servicio, entregando al cliente un servicio llave en mano.

Segunda Opción: El cliente efectúa las actividades de levantamiento fotográfico y de video en campo y proporciona los recursos materiales y humanos, tal y como se menciona en el inciso número 4 del apartado anterior. por ende, esta modalidad se limita a la renta y operación del software, así como al adiestramiento de los técnicos de campo. Los cursos de capacitación se incluyen en esta modalidad, pero serán siempre en la ciudad de Monterrey, Nuevo León.

Los servicios que ofrecemos pueden contratarse en ambas modalidades para obras localizadas en los estados de Nuevo León y Coahuila. En el resto de las entidades federativas y en el extranjero solamente ofrecemos servicios de acuerdo con la segunda modalidad.

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INGENIERIA DE CARRETERAS

Libros

Paul H Wright y Karen Dixon

L

a planeación, diseño construcción, operación y mantenimiento de carreteras depende en gran medida del ingeniero a cargo de los pro¬yectos carreteros, quien debe traducir los deseos de la gente por un sistema de transporte más eficiente y seguro en realidades físicas.

Los autores de este texto ya clásico han incorporado en esta se¬gunda edición los cambios recientes en la normatividad de carreteras dictados por los organismos reguladores competentes. Asimismo, anali¬zan otros temas relevantes de la ingeniería de carreteras como son los aspectos legislativos, administrativos, de evaluación económica, las características del tránsito, así como las particularidades de los conductores, los peatones y los vehículos.

Otro cambio importante de esta edición es que ahora se incluyen unidades en el sistema inglés con sus equivalentes en el Sistema internacional de Unidades.

Entre otros temas se tratan: • • • • • • • •

Fundamentos del diseño de carreteras Diseño geométrico de carreteras Diseño de instalaciones a lo largo del camino Diseño de intersecciones, entronques y terminales Carpetas asfálticas de alta calidad Pavimentos de concreto y pavimentos rígidos Ingeniería y control de tránsito Mantenimiento y rehabilitación de carreteras

Por su contenido, éste es un libro de texto ideal para estudiantes y profesores de las carreras de ingeniería civil, ingeniería municipal, ingeniería topográfica geodésica e ingeniero-arquitecto. Asimismo, es una obra muy útil para los profesionistas en estas especialidades.