el puente de la bahía de Hangzhou Sobre las olas del Mar de China
Puentes Diseño sustentable de rellenos sanitarios El camino del pasado al futuro: el puente Széchenyi Puente del fiordo de Forth, el símbolo escocés del progreso Revista de difusión de la Federación Mexicana de Colegios de Ingenieros Civiles, A.C. Vector
Nº 41 Mayo 2012 Costo
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Indice
Vector Mayo 2012
En portada
AMIVTAC
Sobre las olas del Mar de China: el puente de la bahía de Hangzhou/4
Instituto Mexicano de la Construcción en Acero
•Empresas y Empresarios – Grupo BM/10 –¿Acero o Concreto?/12 – Comex adquiere una nueva planta que le permitirá incrementar su portafolio de soluciones ilimitadas a través de su división profesional/14 •Dirección y Sentido – Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS) Una nueva metodología/16 •Suplemento Especial Infraestructura – Diseño sustentable de rellenos sanitarios/19 •Maravillas de la Ingeniería – Golden Gate 75 años/32 – El camino del pasado al futuro: el puente Széchenyi/34 •Bitácora – 90 aniversario ESIA/38 – Sobre puentes va el progreso: el puente ferroviario sobre el río Papaloapan/40 – American Concrete Institute (ACI) Honors & Awards/42 •Historia de la Ingeniería Civil – Puente del fiordo de Forth, el símbolo escocés del progreso •Libros – Puentes/48
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Editorial
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 COLABORADORES Alfredo Ruiz Islas CORRECCIÓN DE ESTILO Nallely Morales Luna DIRECTORA DE DISEÑO Iman Diseño DISEÑO GRÁFICO
Ernesto Velázquez García DIRECTOR DE DISTRIBUCIÓN Escuela Digital WEB MASTER Carlos Hernández Sánchez DIRECTOR DE PROYECTOS ESPECIALES Myrna Contreras García ADMINISTRACIÓN Dimensiona Artes Gráficas, S.A. de C.V. IMPRESIÓN
¿Qué fue primero, el huevo o la gallina; el puente o la ingeniería? El diccionario en línea de la Real Academia Española define a la voz puente —en un avance de su vigesimotercera edición— como “construcción de piedra, ladrillo, madera, hierro, hormigón, etc., que se construye y forma sobre los ríos, fosos y otros sitios, para poder pasarlos”. La llamativa redundancia contenida en esta oración parece indicar que se ha querido enfatizar la artificialidad del objeto, en el sentido de que debe entenderse que un puente es, ante todo, una creación humana. Sin embargo, la inclusión de las palabras “y forma”, casi como una decisión de último minuto, nos hace pensar que los lexicógrafos castellanos no pudieron sustraerse a la sospecha de que, después de todo, cosas como los puentes y las represas, al menos en su forma más primitiva, también pueden ser considerados como ocurrencias naturales, cuya existencia precede por milenos al advenimiento de la especie humana. Tal vez esta zona de incertidumbre indique que la construcción de puentes y, en general, la ciencia de la ingeniería civil, es un arte basado en la atenta observación de la naturaleza, un quehacer que ejemplifica perfectamente lo dicho por Dante Alighieri en voz del Virgilio de La Divina Comedia: “el arte humano sigue cuando puede a la Naturaleza, como el discípulo a su maestro; de modo que aquel es casi nieto de Dios”. Y puede ser que esta relación entre maestro y estudiantes —muchos de los cuales, como bien sabemos, suelen soñar con superar a sus tutores— explique el impulso que hizo posible transitar del simple tronco accidentalmente colocado entre dos riberas hasta las autopistas que cruzan mares enteros. “Aquí —afirma Joseph B. Strauss, constructor del Golden Gate, en un poema dedicado a su obra— la naturaleza, libre desde el principio del tiempo, /se somete a los inquietos humores del hombre, /acepta sus ataduras de acero”. En este número de Vector se ha querido mostrar las complejas relaciones entre entorno, tecnología y arte, aunque sea de manera parcial, a través de ejemplos tan variados como el Ponte Vecchio —erigido por los conciudadanos del poeta florentino en el siglo XIV—, la obra maestra de Strauss, inaugurada hace setenta y cinco años casi justos —el aniversario se celebró apenas el 27 de mayo—, el puente transoceánico construido en este siglo sobre la bahía de Hangzhou y, por supuesto, los logros nacionales en este terreno, representados por el histórico puente sobre el río Papaloapan.
Isaac Newton Los hombres construimos demasiados muros y no
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suficientes puentes. 1624 – 1727 Matemático y físico británico.
REVISTA VECTOR de la Ingeniería Civil, Año 5, Número 40, Abril 2012, es una publicación mensual 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. 04-201010512575900-102, ISSN: (En trámite) Licitud de Título No. 14259, Licitud de Contenido No. 11832, 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. 57615440. Este número se terminó de imprimir el 31 de Mayo 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.
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C Sobre las olas del Mar de China:
el puente de la bahía de Hangzhou Daniel A. Leyva
uriosamente, el lejano Mar de China Oriental presenta llamativas semejanzas geográficas y geológicas con el Golfo de México. Por ejemplo, ambas cuencas cubren una superficie parecida —un millón trescientos mil y un millón seiscientos mil kilómetros cuadrados, respectivamente— y están rodeadas de tierra firme por tres lados, además de que, en los dos casos, una isla marca su límite en el cuarto. Por si esto fuera poco, descubrimientos realizados en el 2007 en la parte norte de la cuenca asiática, conocida como el Mar Amarillo, demuestran que éste no es menos rico en petróleo que el golfo mexicano. En el plano geopolítico, sin embargo, las diferencias superan a las coincidencias, lo cual no debería de sorprender si se toma en cuenta que las riberas del Mar de China Oriental se reparten entre cuatro potencias económicas globales: la propia República Popular China, Japón y los “tigres asiáticos” Corea del Sur y Taiwán. Se trata, pues, de un auténtico mar de la abundancia —si se hace referencia a mercancías y capital financiero—, transitado día y noche por miles de barcos y aviones que transportan pasajeros, materias primas y la interminable variedad de productos manufacturados en la región —desde cremalleras hasta automóviles eléctricos de última generación—, quizás la más industrializada en el mundo moderno. En tal vecindario es natural que se desarrollen enormes ciudades portuarias como Ningbo, el segundo centro de manejo de carga marítima a nivel mundial, o poderosas capitales financieras como Shanghai, la ciudad más poblada de China con veinte millones de habitantes y cuyo puerto,
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por cierto, es el único más activo que el de Ningbo en el mundo.
Tan lejos y tan cerca Como es fácil imaginar, conectar estas dos metrópolis —Shanghai y Ningbo— ha sido desde hace mucho tiempo una prioridad estratégica para el gobierno chino, que no ha escatimado esfuerzos para construir una red carretera de la más alta calidad alrededor de la bahía de Hangzhou, la cual permite a los camiones de carga recorrer en seis horas los trescientos cincuenta kilómetros que separan a estas dos ciudades. Sin embargo, las autoridades chinas siempre han estado conscientes de que, de ser posible construir un puente sobre dicha bahía —un enorme golfo ubicado en la parte sureste del Mar de China Oriental—, el trayecto entre Ningbo y Shanghai se reduciría en 120 kilómetros y se podría acortar hasta por tres horas la duración de los viajes. Después de diez años de estudios ambientales y de factibilidad técnica, finalmente se aprobó en 2003 la construcción del puente de la bahía de Hangzhou, la carretera transoceánica más grande del mundo en su momento con una longitud de treinta y seis kilómetros. Aun hoy en día el desafío de construir una vía automovilística suspendida de ese tamaño está en el límite de lo realizable, pero lo que realmente puso de cabeza a los ingenieros en su momento fueron las condiciones medioambientales que tendría que soportar la obra: alta salinidad, vientos que pueden alcanzar
los ciento setenta kilómetros por hora y un mar violento como pocos, elementos todos ellos que no se llevan nada bien con el concreto y el acero.
El Dragón Amarillo Uno de los principales dolores de cabeza para los diseñadores del puente fue un fenómeno hidrológico propio de los deltas fluviales y bahías que se denomina macareo, y que consiste en la irrupción de las aguas marinas en la desembocadura de un río durante la marea alta, provocando un fuerte oleaje. Para desgracia de los constructores de este puente, cada septiembre la bahía de Hangzhou, donde desemboca el río Qiantang, es visitada por el “Dragón Amarillo”, el macareo más potente del mundo con olas de hasta nueve metros de altura que viajan a una velocidad de cuarenta kilómetros por hora. Irónicamente, en este caso la tarea de los ingenieros, más que diseñar un puente capaz de resistir el embate del Dragón, fue proponer un diseño que no interfiriera con él, pues se trata de uno de los atractivos turísticos más importantes de la región. El resultado de la colaboración entre ingenieros e hidrólogos fue la precisa distribución de los seis mil pilotes de soporte de la estructura, cuya separación, cuidadosamente calculada, garantizaría tanto la supervivencia del Dragón como el paso seguro del tráfico marítimo. Además, se decidió dotar al puente con un trazo ligeramente sinuoso para evitar el peligroso fenómeno de agotamiento observado en carreteras con largos tramos rectilíneos.
Sorpresas en el fondo del mar La primera fase de la construcción consistió en la colocación de las columnas de soporte: cilindros de acero de setenta toneladas enterrados ochenta metros bajo el lecho de la cuenca. Los trabajos se vieron interrumpidos de manera abrupta por un “detalle” que los planeadores no habían tomado en cuenta: la existencia de depósitos de gas natural diseminados en el fondo de la bahía. Era demasiado tarde para cancelar el proyecto, así que los ingenieros diseñaron un sistema denominado “liberación controlada de gas” que consiste en introducir, en los lugares donde se espera encontrar depósitos con mayor presión, válvulas especiales que dejen escapar de forma gradual suficiente gas como para minimizar el riesgo de explosiones e incendios. Una de las condiciones que las autoridades impusieron a los contratistas fue que la vida útil del puente debería ser de cien años; en consecuencia, la fabricación de los pilotes de cimentación de noventa metros de longitud, elementos irremplazables y de difícil inspección, hubo de ser cuidada hasta el último detalle. Se utilizó una aleación especial de cobre para la soldadura de las láminas de acero y el mejor tratamiento epóxico disponible para evitar la corrosión. Debido a la magnitud y complejidad de la empresa, fábricas y maquinaria fueron construidas ex profeso para llevarla a cabo. Por otra parte, una red de posicionamiento geosatelital fue instalada en el sitio de la obra para dirigir la instala-
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ción de los pilotes, ya que el tamaño de la construcción, así como la presencia constante de niebla y lluvia, descartaba la posibilidad de utilizar los sistemas ópticos convencionales.
Concreto de diseñador Una vez colocados los pilotes en su lugar, llegó el momento de poner encima de ellos los elementos de soporte conocidos como pilas, sobre las que descansaría el piso o tablero del puente. Las pilas se construyen con concreto reforzado con acero y esto presenta otro problema debido, una vez más, a la salinidad del agua de mar, ya que el concreto convencional, al ser un material poroso, no puede evitar que las barras de acero en su interior se oxiden provocando la dilatación del metal y, tarde o temprano, que el concreto se resquebraje debido a la presión interna. Una posible solución consiste en sellar las piezas de concreto cubriéndolas con pinturas especiales, pero el precio de esta salida resulta prohibitivo en obras de gran tamaño. Por tal motivo, los ingenieros chinos no tuvieron otra opción que probar cientos de mezclas de cemento hasta encontrar la más adecuada a sus necesidades, para luego mejorarla y producir un súper concreto oceánico capaz de resistir, por lo menos durante un siglo, los efectos destructivos del agua marina. La composición exacta de este material es, por supuesto, un secreto industrial muy bien protegido, pero se sabe que dos de sus ingredientes claves son la ceniza volcánica y una especie de catalizador negativo o inhibidor de la corrosión.
Hombres y máquinas Debido a la constante interferencia de los elementos en Hangzhou —en forma especialmente de tifones— se recurrió de manera intensiva la construcción basada en elementos prefabricados a la hora de colocar el tablero del puente. Esta técnica, que se ha hecho muy popular en las grandes construcciones de todo el mundo, también ha sido aplicada en México, por ejemplo, en la edificación de los tramos elevados del periférico en el Distrito Federal, cuyas trabes o “ballenas” son fabricadas en el Estado de México y luego se transportan hasta el lugar de la construcción. En el caso de la obra capitalina, el traslado y colocación de estos elementos puede llevarse a cabo con camiones y grúas convencionales, ya que el peso de los bloques más grandes —como los que se desplomaron en julio de 2011— no sobrepasa las doscientas cincuenta toneladas. Las mil trabes utilizadas para construir el puente chino, en cambio, pesan entre mil cuatrocientas y dos mil doscientas toneladas, y cada unidad mide setenta metros de largo por dieciséis y medio de ancho, dimensiones que van mucho más allá de la capacidad de las herramientas convencionales.
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En la parte norte de la bahía, la profundidad de las aguas permitió utilizar una barcaza autopropulsada especial, llamada Tian Yi Hao, que mide noventa metros de eslora y cuenta con una grúa de cuarenta y cinco metros de altura. A pesar de ser la más grande del mundo en su tipo, sus dimensiones fueron apenas justas para llevar las gigantescas trabes hasta la parte superior de las pilas, cuarenta metros sobre el nivel de la bahía. En el caso de la ribera sur, una extensa zona pantanosa impidió recurrir a la Tian Yi Hao. Para remplazarla, los ingenieros construyeron el Te 1600, un vehículo con seiscientos cuarenta neumáticos repartidos en cuatro secciones capaz de transportar las trabes más “pequeñas”. Con el fin de asegurar, tanto la distribución uniforme de los cientos de toneladas de concreto reforzado como la maniobrabilidad del vehículo, cada grupo de cuatro ruedas del Te 1600 está conectado a un sistema hidráulico central, programado para realizar las correcciones necesarias de forma automática y coordinada. Para transferir las piezas del Te 1600 a las pilas de cimentación, los mismos ingenieros diseñaron el Lgb 1600, un
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marco transportador móvil que se apoya en el último segmento del tablero incompleto para extraer la trabe del vehículo, colocarla en medio de dos rieles de acero que se extienden hasta la siguiente pila y depositarla suavemente en su sitio. Gracias al trabajo conjunto de estas dos máquinas, los constructores llegaron a instalar de dos a tres ballenas por día. Sin duda, uno no puede menos que asombrarse ante la magnitud del proyecto del puente de la bahía de Hangzhou o el impacto de las innovaciones en materia de tecnología para la construcción que derivaron de él. Sin embargo, la fascinación que producen máquinas y edificios puede hacernos olvidar el papel fundamental que tiene en todo esto el trabajo humano, tanto físico como intelectual. Por ejemplo, es necesario reconocer la calidad de la mano de obra que hizo posible que, en cinco años y medio de labor, trabajando literalmente contra viento y marea, no se reportara ni un solo accidente grave ni un retraso de consideración. Por otra parte, es casi inconcebible —sobre todo en un medio como el nuestro, tan acostumbrado a los “techos de cristal”— que una obra tan costosa y complicada fuera dirigida por jóvenes profesionis-
tas como Lu Zhongda, ingeniero en jefe, Liu Naisheng, ingeniero principal, y, en especial, Wang Rengui, el jefe de diseñadores de todo el proyecto, quien tenía treinta y ocho años cuando iniciaron los trabajos.
Nuevas costas a la vista Después de un año de pruebas exhaustivas, el puente de la bahía de Hangzhou fue inaugurado en 2008. Los cuarenta mil vehículos que a diario transitan sobre sus seis carriles son la prueba de su estabilidad estructural y de que se trató de una inversión pública inteligente. Por supuesto, los chinos no se han dormido en sus laureles, resignándose a malgastar los recursos invertidos en formar una de las generaciones de ingenieros civiles más talentosa de su historia. Al contrario, casi cada año, en lo que va de este siglo, la infraestructura china ha ido sumando a su larga lista de maravillas de la ingeniería un nuevo récord mundial, como fue el caso del puente de la bahía de Qingdao, localizado en la parte norte del Mar Amarillo, inaugurado en 2011 y que ahora ostenta el título del puente marítimo más largo del mundo.
El Proyecto “Túnel Sumergido Bajo el Río Coatzacoalcos” 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 I 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: Reducir los tiempos de traslado de la zona urbana a los centros de trabajo ubicados en los Complejos Petroquímicos Morelos, Pajaritos y La Cangrejera. Eliminar los congestionamientos actuales en el Puente Coatzacoalcos Reducir la Contaminación Ambiental.
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Especificaciones:
Longitud Tramo Sumergido: 805.00 metros
Longitud Acceso Coatzacoalcos: 480.00 metros
Longitud Acceso Allende: 243.00 metros
Longitud Total:1528.00 metros
Tipo de infraestructura: Túnel Sumergido de concreto pre-esforzado 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. 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. Adicionalmente, Grupo Básico Mexicano tiene a su cargo los servicios de Gerencia de Proyecto cubriendo las áreas de: •
Administración
•
Coordinacion
•
Juridico
•
Financiero
•
Informática
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¿Acero o Concreto? Elección del material ideal para un proyecto de construcción (primera entrega)
Al momento de iniciar la planeación de una obra es común preguntarse sobre la idoneidad de los mejores materiales para su construcción. Y comúnmente, existen un par de ellos que sobresalen del resto dada su importancia estructural, siendo estos el acero y el concreto. En este proceso se sopesan los beneficios y limitantes de ambos materiales, no obstante, se recurre a la comparación para determinar cuál es mejor. Sin embargo, compararlos es plantear una “rivalidad innecesaria” puesto que ambos pueden convivir armónicamente en un proyecto o presentarse por separado como solución idónea en determinada construcción. Sin duda alguna, ambos materiales representan importantes beneficios a la hora de construir. En el caso del acero, por la rapidez, ventajas y calidad de prefabricación, se ha impulsado la construcción con base en éste, mientras que alrededor del concreto, han surgido nuevos sistemas constructivos complementarios “ad hoc”, posicionándolo bajo cualquiera de sus presentaciones (premezclado o prefabricado) en otras aplicaciones no consideradas o no requeridas anteriormente. Y si bien el acero comienza a ganar aceptación, la visión y fortaleza de algunas compañías han logrado que, como en el caso de Gran Bretaña, la edificación en acero sea del casi 70%, mientras en Estados Unidos sea del 60%, mientras que en México se considera solamente el 12%, dejando el resto en manos del concreto que históricamente ha tenido más influencia en nuestro país, según datos del IMCA, Instituto Mexicano de la Construcción en Acero, A.C. En México, parte del uso del acero en las construcciones es a través de perfiles comerciales y estructurales, así como soluciones en concreto con
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varilla corrugada y habilitada; en ambos casos, Gerdau produce este tipo de productos para asegurar la calidad y seguridad de los materiales empleados en cualquier obra, al mismo tiempo que garantiza rapidez en la ejecución. Gerdau en México pone a su disposición la siguiente tabla descriptiva, con la intención de mostrar las ventajas competitivas y cualitativas de cada uno de estos materiales, sin favorecer a algún material en específico, buscando fomentar la construcción en acero en nuestro país, y continuar con la preferencia de la construcción en concreto con varilla corrugada. Ambos materiales han demostrado su aportación al desarrollo sustentable en las construcciones, logrando un equilibrio idóneo entre ambos materiales estructurales. Además se busca ayudar a los involucrados en el proceso de construcción a realizar la mejor elección y contar con ganancias mutuas.
CONCRETO
ACERO ESTRUCTURAL
Material monolítico, producido con material de cantera.
Material producido industrialmente bajo explotación industrializada en minas y/o de chatarra
En la mayoría de los casos, el elemento estructural, se fabrica a pie de obra (armado y colado). Elementos prefabricados se diseñan a los requerimientos específicos de cada proyecto.
Se obtienen perfiles normalizados y con estricto control de calidad, desde las plantas laminadoras.
Mediante moldes o cimbras adopta la forma que se desee. La obra es muy versátil y se adapta a los requerimientos. La tipología presenta su propia identidad en color, textura y apariencia. El control de calidad del concreto armado se debe hacer en la obra. Depende no sólo de la calidad del material, sino de la habilidad de los operarios y otras circunstancias del entorno, requiriéndose ensayos para certificar la calidad. Es posible prefabricar, aunque ésta se considera una técnica especializada. Demanda equipos especiales debido al peso de las piezas ya que las uniones son muy delicadas.
Se estructura mediante un esqueleto o entramado. La forma, para ser eficiente debe ser regular y las uniones revisten gran importancia. Exige acabados, los cuales se logran mediante recubrimientos o con forros de materiales adicionales. El control de calidad de la materia prima se efectúa en la fábrica o en el taller. La certificación de origen satisface los requerimientos de calidad. Siempre es prefabricada. El transporte y el montaje, limitan el peso y la dimensión de los elementos. El equipo no es especial y es conocido cómo deben hacerse las uniones y conexiones
El material es más ineficiente estructuralmente, al ser más débil por unidad de peso.
La alta eficiencia estructural hace que las piezas sean muy resistentes teniendo poco peso.
El elemento estructural tiene condiciones más rígidas en sus conexiones y podemos ocasionar fallas frágiles dadas sus bajas condiciones de ductilidad.
El elemento estructural es más elástico, lo que hace más predecible su comportamiento.
Es casi invulnerable al efecto del medio ambiente, solamente lo afectan algunos medios ácidos.
El material es susceptible al efecto del medio ambiente.
La mano de obra, siendo calificada, es fácil de conseguir.
La mano de obra resulta especializada: por lo general debe ser subcontratada.
La forma debe ser lo más monolítica posible. Resulta una construcción maciza y la simulación de la “acción estructural” es un tanto incierta.
La forma es siempre de armazón o esqueleto y la “acción estructural” se aproxima al modelo ideal.
No hay limitación en cuanto a formas y tamaños de los elementos que se pueden obtener, siendo la única limitante el tope de la capacidad tecnológica instalada.
Las formas y tamaños de los elementos están limitadas por las facilidades de transporte entre la fábrica y la obra.
Hasta aquí algunas características del acero y del concreto que, si bien no son limitativas, pueden servir como guía a los involucrados en un proceso de construcción y así tomar la mejor decisión para su proyecto. Sobre Gerdau Gerdau es líder en el segmento de aceros largos en el Continente Americano y una de las principales proveedoras de aceros largos especiales del mundo. Con más de 45 mil colaboradores, posee operaciones industriales en 14 países - en los continentes americano, europeo y asiático -, las que suman una capacidad instalada superior a 25 millones de toneladas al año. Es la mayor recicladora de Latinoamérica y, en el mundo, transforma, anualmente, millones de toneladas de chatarra en acero, reforzando su compromiso con el desarrollo sustentable de las regiones donde actúa. Con más de 140 mil accionistas, Gerdau está listada en las bolsas de valores de São Paulo, New York y Madrid. Sobre Gerdau en México Gerdau está presente en México desde el año 2007, conformada por Gerdau Sidertul y Gerdau Corsa. Gerdau Sidertul produ-
ce varillas corrugadas para la construcción civil y Gerdau Corsa produce perfiles comerciales y estructurales para la construcción en acero y la industria especializada. Como parte de sus políticas, ambas cumplen con las especificaciones de las normas tanto nacionales como internacionales para garantizar calidad y seguridad, al mismo tiempo que propicia el desarrollo sustentable de su cadena productiva para contribuir a la protección del medio ambiente. CONTACTO: Raúl Valencia Burson-Marsteller México raul.valencia@bm.com 53-51-65-33
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Comex adquiere una nueva planta que le permitirá incrementar su portafolio de soluciones ilimitadas a través de su división profesional
Comex Industrial Coatings amplía su portafolio de productos gracias a su más reciente adquisición: la empresa KRHAL, especialista en pintura en polvo El objetivo de Comex de convertirse en la compañía mexicana líder en el sector industrial y un nuevo negocio con valor potencial en el mercado de 1,500 millones de pesos es el resultado de esta importante fusión México D.F., 2 de mayo de 2012.En el marco de la Expo COATech, celebrada del 2 al 4 de mayo en el Centro Banamex; Comex, empresa mexicana líder durante 60 años en la fabricación, comercialización y distribución de pinturas decorativas, impermeabilizantes, recubrimientos industriales y de más de 15,000 Soluciones Ilimitadas, anunció oficialmente su más reciente adquisición: Krhal Powder Coatings, empresa ubicada en Monterrey y especialista en pintura en polvo con más de 10 años en el mercado.
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En los años más recientes, Comex ha hecho diferentes inversiones que le han permitido contar con nuevos socios estratégicos para crecer tanto en México como en Canadá, Estados Unidos y Centroamérica. En esta ocasión con Krhal, Comex entra a un nuevo mercado de la mano de un especialista para ofrecer la mejor calidad y cumplir las expectativas de segmentos especializados en el ramo industrial y comercial.
“Para nosotros es muy importante esta incorporación de Krhal ya que podremos responder a las múltiples necesidades de un mercado internacional y en constante crecimiento. Para Comex Industrial Coatings ofrecer pintura en polvo es un nuevo reto que se suma a nuestro posicionamiento innovador, de tecnología de punta y de la mejor calidad. Estamos seguros que será un negocio muy exitoso que satisfacerá las expectativas y requerimientos de nuestros consumidores, respaldando la promesa de nuestra marca Comex Industrial Coatings: Nuestro compromiso, tus resultados”, afirmó Agustín Martínez, Director Industrial de Comex.
La fabricación que se emplea para la pintura en polvo, se realiza bajo los procesos más exigentes de calidad, asegurando el uso de las mejores resinas, pigmentos, cargas y aditivos. Además, esta tecnología es amigable con el ambiente ya que elimina el uso de solventes y no emite compuestos orgánicos volátiles (VOC), ni mermas por aplicación de producto. Gracias a esta gran tecnología que funciona de manera electromagnética y que va alineada a una estrategia sustentable, esta línea de productos complementa el portafolio de productos de la marca Comex Industrial Coatings: www.comexindustrialcoatings. com.mx con una tecnología de alto crecimiento, global y de vanguardia. A través de la pintura en polvo la División Profesional de Comex podrá incorporar a sus productos y servicios, soluciones para los siguientes sectores nacionales e internacionales:
•Sector comercial: electrodomésticos, estanterías, exhibidores, luminarias, equipos de calefacción, señales de tránsito, bicicletas, motocicletas, amortiguadores, autopartes, cerrajerías, artesanías, juguetes, cajas fuertes, puertas,
ventanas, muebles de terraza, barandales, escaleras, radiadores, buzones y calentadores, entre otros. •Sector industrial: lámina, tubería, maquinaria, herramientas, imprimaciones anticorrosivas, andamios, piezas metalúrgicas, vigas, planchas, formaletas, estanterías, ductos, caños, partes y piezas de automóviles, tejas metálicas, ductos de ventilación, canaletas, dieléctricos, poste de alumbrado, tableros, contadores, cofres, racks y gabinetes eléctricos. Gracias a la adquisición de la empresa Krhal, Comex no sólo coloca en el mercado otro producto más para ofrecer una solución de clase mundial a través de los mejores profesionales e infraestructura, sino que también, continúa invirtiendo en el país generando más oportunidades para todos los socios involucrados en su cadena de valor, sus clientes y contribuyendo de manera importante al crecimiento de la economía nacional.
líder en la fabricación, comercialización y distribución de pinturas decorativas, texturas, impermeabilizantes, productos para el cuidado de la madera, recubrimientos industriales, placa de yeso y accesorios en México, Canadá, Estados Unidos y Centroamérica. Lo que empezó hace cerca de 60 años como un pequeño negocio familiar en México, es hoy una corporación global en proceso de expansión, la cual consolida día a día su liderazgo con el desarrollo de más y mejores productos que expresan pasión por la calidad. www.comex.com.mx
Contactos Rocío Llano Relaciones Públicas rllanoa@comex.com.mx Lilian Lamadrid Fleishman Hillard 5540-6031 Ext.230 Lilian.lamadrid@fleishman.com
Acerca de Comex Comex es un consorcio internacional
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Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS) Una nueva metodología M. en I. Bernardo R. Gómez Ochoa Mayo 2012
¿Por qué la mayoría de las acciones que se emprenden como solución a los problemas de operación del transporte no logran los resultados positivos esperados?
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a realidad en que vivimos se ha hecho cada vez más compleja, difícil de comprender, operar y modificar. Sin embargo, la tecnología causante principal de este aumento de esta complejidad, también nos proporciona algunas de las herramientas necesarias para hacerle frente con mejores resultados. Sin excepción cualquier actividad donde participan los seres humanos en la actualidad es más compleja de lo que eran en el pasado, lo podemos ver claramente en el sistema de transporte y podemos afirmar fehacientemente que el transporte no ha sido la excepción. No obstante que cada vez disponemos de mejores vehículos, infraestructura vial, reglamentos, sistemas inteligentes de transporte (ITS), etc., seguimos padeciendo, en mayor grado, problemas de congestionamiento, accidentalidad, contaminación, etc., en la mayoría de nuestras ciudades y carreteras. Se pensaría que las tecnologías y los dispositivos que utilizamos no son los adecuados para solucionar la problemática que vivimos, y en gran medida es verdad pero no es la única.
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Dirección y Sentido
Se debe más a la forma en que enfrentamos y conceptualizamos los problemas y la forma en que diseñamos las soluciones, ya que generalmente lo hacemos con enfoques parciales y restringidos al ámbito técnico-local, dejando fuera muchos de los aspectos sociales, políticos y económicos, tanto del nivel regional como nacional, que de manera determinante influyen en su generación. Aplicamos una metodología disciplinaria reduccionista en vez de aplicar una metodología adecuada para enfrentar la complejidad que los sistemas de transporte han alcanzado El proceso clásico de la ingeniería requiere de la predicción del entorno donde operara, de conocer las condiciones que enfrentará y las tareas que deberá ejecutar. Sin embargo, lo anterior rara vez es conocido en un sistema complejo, ahí reina la incertidumbre, la no linealidad y la auto-organización para emerger un orden. Los sistemas complejos no buscan en primera instancia ser predictibles y comportamientos estables dentro de ciertas situaciones establecidas, buscan más bien obtener sistemas que sean capaces de adaptarse, cambiar e innovar. Estos son los sistemas que requerimos para enfrentar a un sistema tan complejo como el transporte. Existe un principio en la cibernética que se refiere a la información requerida y que es aplicable a también la complejidad; para que un sistema pueda operar eficientemente en un entorno complejo, éste deberá tener una complejidad similar a la de su entorno. Aplicando este principio al sistema de transporte implica que las soluciones que implementemos deberán ser tan complejas como lo es el entorno. Desgraciadamente buscamos siempre soluciones simplista fáciles de ejecutar pensando que con ellas vamos a resolver un problema tan complejo como es el transporte tanto urbano como interurbano en nuestro país. La pregunta que salta a la vista de inmediato, es cómo queremos que dispositivos (equipos) fabricados bajo el proceso clásico de la ingeniería enfrenten con éxito a la complejidad del entorno donde deberán operar y que además lo hagan eficientemente y con contundencia. Es evidente que se necesita cambiar el paradigma teórico y la metodología que se ha venido aplicado hasta la fecha para el diseño de los Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS) El paradigma teórico que utilizamos para entender la dinámica de nuestra realidad, es el de la racionalidad, que tan fuertemente nos enseñaron en la escuela. El paradigma de la racionalidad establece que mediante formulación de ciertos objetivos y la toma de decisiones racionales vamos a poder modificar adecuadamente nuestra realidad, estamos convencidos que este paradigma nos va a servir siem-
pre y eficientemente en el entendimiento a cabalidad de nuestra realidad y en el proceso de modificarla con base a nuestros deseos, necesidades y expectativas. Sin embargo, los resultados obtenidos en gran número de proyectos emprendidos indican lo contrario. Cuando percibimos la realidad realmente lo que vemos son los fenómenos que se manifiestan externamente, pero su esencia generalmente queda oculta y debemos descubrirla mediante la investigación científica o filosófica, a través de la construcción de un modelo conceptual de la misma. No basta el sentido común o la percepción ingenua, hay que ir más allá de ello. La realidad que vivimos a diario tiene algunas características importantes de tomar en cuenta. En primer lugar, debemos tener claro que la realidad no surge espontáneamente, en el tiempo presente, sino que la realidad que vemos en el presente es siempre fruto de un proceso histórico, el cual debemos tomarlo siempre en cuenta. Segundo, por ende, la realidad no puede aislarse de su contexto social, político, económico, ya estos forman parte integral de su existencia. Es por ello, que un problema que creemos que es exclusivamente técnico, en realidad es un problema que contiene factores políticos, económicos y sociales que influyen terminantemente en su proceso de solución. El transporte no es la excepción. Tercero, la realidad está compuesta de procesos complejos. La única manera de enfrentarlos es con una metodología para sistemas complejos y con equipos de trabajo interdisciplinarios. Si la realidad en que vivimos es compleja, necesitamos entonces un nuevo paradigma teórico que maneje más eficientemente esta complejidad y afortunadamente ya existe y es el paradigma de la interacción auto-organizante hacia un orden emergente. Este paradigma nos ofrece mejores herramientas para visualizar, analizar, comprender y modelar sistemas complejos como el sistema de transporte. La Metodología de los Sistemas Complejos se trata en primera instancia, de una metodología de trabajo interdisciplinario con un marco conceptual fundamentado sobre bases epistemológicas y que utiliza el enfoque sistémico de la teoría de los sistemas complejos. Se propone la utilización de esta metodología, porque el sistema de transporte es un sistema con un alto grado de complejidad, y ésta es una metodología recomendable de aplicarse, cuando se quiere incidir con éxito en el funcionamiento de este tipo de sistemas complejos.
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Dirección y Sentido
Los Sistemas Complejos siguen dos principios fundamentales que los diferencian de los demás sistemas, primero, sus elementos que lo componen están dispuestos en niveles de organización diferentes, con dinámicas propias pero interactuantes entre sí muy acorde a la concepción de la realidad propuesta. Segundo, su evolución no es continua sino por sucesivas reorganizaciones (auto-organización), lo cual implica conocer la historia de sus restructuraciones, el tipo de transformación dado y su relación con las propiedades sistémicas, si se quiere comprender a cabalidad porque el sistema tiene actualmente ese funcionamiento y estado. El análisis de las reorganizaciones implica también el considerar a los procesos que las condujeron en un momento dado. Además, de considerar que estas reorganizaciones casi siempre suceden en concomitancia con los grandes procesos económicos, sociales y políticos que se dan en el país, dentro de un juego de interacciones (flujos) que finalmente configuran las condiciones del entorno del sistema. Esta complejidad no está determinada solamente por la heterogeneidad de las partes involucradas, sino, principalmente por la interdefinibilidad y mutua
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dependencia que existe entre las funciones que desempeñan cada una de ellas al interior del sistema. Cuando se estudia una situación compleja no se pueden analizar a todos sus elementos que lo conforman, ni sería recomendable, no solo por la imposibilidad material que implica todos, sino por cuestiones también de carácter práctico. Para estudiar la realidad, es inevitable establecer relaciones entre un número limitado de elementos. Toda abstracción implica tomar en cuenta solamente ciertos aspectos de la realidad y dejar fuera a otros, por su parte el conjunto de relaciones constituye la estructura del sistema. El problema se complica aún más cuando pasamos de la identificación de los elementos a intentar comprender los procesos que ahí tienen lugar en su interior. Un proceso es un cambio o una serie de cambios que constituyen el curso de acción de las relaciones causales entre los eventos. Estos vínculos entre eventos, que caracterizan a cada uno de los procesos, no son observables sino que son inferidos por deducción lógica, a partir de ciertas premisas y/o hipótesis que se plantean previamente.
En conclusión, si queremos realmente lograr un impacto exitoso con la aplicación de Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS) en la operación del transporte, es necesario, aplicar esta metodología de sistemas complejos y un nuevo paradigma teórico. Esfuerzos como la Arquitectura Nacional ITS México y El Plan Estratégico de ITS, de reciente formulación, buscan modificar, con el desarrollo de nuevos proyectos transporte que contengan Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS) un sistema de transporte más eficiente, que cumpla mejor los objetivos y metas que se proponen alcanzar y que resuelva en mejor medida las necesidades y problemática existentes.
M en I Bernardo Rafael Gómez Ochoa Bernardo.gomez1@gmail.com Ing. Aarón A. Aburto Aguilar aaburtoa@sct.gob.mx México, D.F. Mayo 2012
DISEÑO SUSTENTABLE DE RELLENOS SANITARIOS M. en I. JORGE SÁNCHEZ GÓMEZ
Sistemas de Ingeniería y Control Ambiental, S.A. de C.V.
Nubia # 52, Col. Clavería, C.P. 02080 - México, D.F. TEL: (55) 53 99 69 22 MAIL: casvair@prodigy.net.mx
INTRODUCCIÓN. La Organización Panamericana de la Salud (OPS/OMS), según el Informe de la Evaluación Regional de los Servicios de Manejo de Residuos Sólidos Municipales en América Latina y el Caribe, publicado en Diciembre del 2005; reporta que en dicha región, habitan más de 520 millones de habitantes, donde el 80% se asienta en centros urbanos. La generación de basura asociada a esta población, es superior a las 420,000 toneladas de basura diariamente, de las cuales sólo se recolecta un promedio del 70% y únicamente se dispone el 22% en vertederos considerados como rellenos sanitarios. Al respecto, son pocos los países que como se observa en el gráfico 1.1, cuentan con suficientes rellenos sanitarios para la disposición final de los residuos sólidos que generan, sin embargo, lo más resaltable es que se dan casos de países con economías marginales que sin embargo están mejor posicionados en cuanto a infraestructura para rellenos sanitarios, que otros con mayor capital económico.
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Suplemento especial infraestructura
Dentro de este contexto regional, la República Mexicana, cuenta con una población cercana a los 100 millones de habitantes (35% asentados en localidades menores a 100,000 habitantes), quienes generan alrededor de unas 90,000 toneladas de basura diariamente. En términos generales, se estima que no existen más de 15 sitios de disposición final de basura, operando como Rellenos Sanitarios, en donde se dispone solamente un 35% de los residuos generados en todo el país; aún cuando la Secretaría de Desarrollo Social (SEDESOL), registre alrededor de 70 rellenos sanitarios; información carente de sustento, si tomamos en cuenta que un informe publicado en Diciembre del 2003 por la Comisión Mexicana de Infraestructura Ambiental (COMIA), denuncia que de las 112 ciudades con mayor población en la República Mexicana, únicamente 12 de ellos fueron calificados satisfactoriamente (entre 60 y 75 puntos de 100 posibles), sin cumplir ninguno de ellos, a cabalidad con la actual Norma Oficial Mexicana NOM-083/ SEMARNAT-2003, que establece los requisitos que deben reunir los vertederos de residuos sólidos, para ser considerados como rellenos sanitarios. Esta debilidad en materia de infraestructura para la correcta disposición de los residuos, se ha traducido en un deterioro generalizado del entorno ambiental, tanto en localidades urbanas como en los asentamientos rurales; generando también, importantes efectos sobre la salud pública y comprometiendo el bienestar de la comunidad, sobre todo de aquellos segmentos con menos oportunidades y mayores carencias; amén de generar impactantes ambientales (dioxinas, furanos, gases invernadero, etc.), que causan graves daños al planeta, ya que sus impactos rebasan los límites geopolíticos, además de violentar el cumplimiento de iniciativas internacionales para regularlos (Kyoto, Montreal, etc.). Esta situación de por sí grave, reviste una mayor importancia, si consideramos que esta problemática, sin duda alguna puede impactar espacios ambientalmente sensibles (zonas de recarga de acuíferos), de alta diversidad ecológica (pantanos, marismas, humedales, bosques tropicales, etc.), así como reservas ecológicas y parques nacionales. Similares efectos, se tienen en lugares turísticos y en general a todo lo largo y ancho del país, por el mal manejo de los residuos que genera el desarrollo prácticamente de cualquier actividad. Es necesario el control de estos residuos, a la par con el desarrollo de las actividades productivas del país, para propiciar que se lleven a efecto en un plano de sustentabilidad con su entorno. A lo antes mencionado, se debe agregar que los profundos cambios, que en aras de la descentralización de la gestión pública y el fortalecimiento de las instituciones municipales, se viene gestando de unos años a la fecha; implica un replanteamiento sobre los criterios y premisas empleados en la actualidad, para llevar a cabo la prestación de los servicios de aseo.
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Por todo lo anterior, con el fin de que las inoperantes prácticas que actualmente se utilizan para el manejo de los residuos, se lleven a efecto en forma más eficiente, con mayor sostenibilidad económica, con equidad social y con sustentabilidad ambiental; es necesario fortalecer el sector de los residuos sólidos en el país, considerando para ello, las diferentes áreas temáticas involucradas, como son la participación del Estado, la economía del sector, el marco legal, la gestión ambiental, el componente de salud, la participación de la sociedad en general; pero sobre todo la creación de infraestructura, que permita dar cumplimiento a políticas ambientales orientadas a manejar eficientemente los residuos sólidos, empleando tecnologías de alta sustentabilidad acordes a nuestra realidad social y económica.
CARENCIAS DE LOS RELLENOS SANITARIOS TRADICIONALES. Según el análisis comparativo establecido en el punto anterior, el relleno sanitario tradicional, es la tecnología más accesible parta atender la disposición final de los residuos sólidos en nuestro país; sin embargo, su falta de sustentabilidad y evolución (es una propuesta que no ha variado los últimos 25 años), lo hace inapropiado para los tiempos que vivimos, resultando un concepto totalmente rebasado por la demanda ciudadana y por el desarrollo tecnológico actual. En ese sentido, es sabido que la estabilización de los residuos sólidos en condiciones anaerobias, que son las que prevalecen en mayor o menor grado en los vertederos de basura, sean estos rellenos sanitarios, rellenos sin control y tiraderos clandestinos; demanda la presencia de humedad como requerimiento básico, para que se lleven a efecto los procesos de degradación, según las siguientes reacciones bioquímicas:
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B1
Microorganismos Hidrolisantes – fermentativos
B2
Microorganismos Acidogénicos
B3
Microorganismos Metanogénicos
Al respecto, el principal motivo para que los rellenos sanitarios estén muy lejos de la tan ansiada sustentabilidad, es la falta de control en los procesos de estabilización al interior de las celdas de basura, fundamentalmente por no suministrar la humedad requerida para que se lleve a cabo la degradación de la fracción orgánica presente en los residuos, en la cantidad, oportunidad y con los dispositivos adecuados para ello. Sin duda, lo antes señalado es el reflejo de aplicar una concepción ya obsoleta sobre lo que debe ser un relleno sanitario, dando por resultado una especie de “caja negra” con múltiples capas o barreras entre si, como si fuera una cebolla. Drenaje de biogás
Geomembrana Cubierta de suelo
Residuos sólidos
Barrera de arcilla
Drenaje de lixiviados Control y monitoreo
Figura No. 2.1.- El principio de la cebolla.
De hecho, basta citar las diferentes definiciones que prevalecen en el medio con el fin de describir al relleno sanitario, para darse cuenta de la falta de sustentabilidad antes señalada. Según la EPA (Environmental Protection Agency): “Método de Ingeniería para la disposición de residuos sólidos, de manera que se le dé protección al ambiente mediante el esparcido de los residuos en pequeñas capas, compactándolos al menor volumen práctico y cubriéndolos con tierra al final del día de trabajo”. Según la ASCE (American Society Civil Engineering): “Técnica para la disposición de la basura en el suelo sin causar perjuicios al medio ambiente y sin causar molestias o peligro para la salud y seguridad pública; este método utiliza principios de ingeniería para confinar la basura en la menor área posible, reduciendo su volumen al mínimo practicable y cubriendo la basura así depositada, con una capa de tierra con la frecuencia necesaria”.
Según la Norma Oficial Mexicana NOM-083/SEMARNAT-2003. “Obra de Infraestructura que involucra métodos de ingeniería para la disposición final de los residuos sólidos municipales, donde éstos se esparcen y compactan al menor volumen práctico posible, para cubrirlos con material natural y/o sintético, con el fin de controlar los impactantes ambientales”. Además de lo anterior, los obsoletos sistemas para el control de los lixiviados a través de lagunas de evaporaciónconcentración y lo que es peor, mediante sistemas de tratamiento semejantes a los empleados par el tratamiento de las aguas servidas (lo cual es totalmente desatinado por la constante variabilidad de su composición en el tiempo y por las altas cargas orgánicas presentes en ellos, entre otros factores); ha impedido resolver un problema latente en los rellenos sanitarios, que es el manejo conveniente y sustentable de un impactante ambiental de alto efecto, como son los lixiviados. Así mismo, los mecanismos empleados para la captación y recuperación del biogás, a través de estructuras verticales de captación, muchas veces habilitadas después de haber rellenado los espacios con basura (práctica que además de costosa, no asegura la captación del biogás, por lo difícil que es ubicar las zonas con los mayores gradientes de flujo); resultan limitados e ineficientes porque en la mayoría de los casos, el biogás no cuenta con la presión suficiente para fluir verticalmente y vencer la presión atmosférica dentro de las estructuras, lo cual da por resultado que migre horizontalmente por cualquier espacio que se lo permita. Si a lo anterior le agregamos que como si fuera una moda, se ha pretendido impermeabilizar cualquier sitio destinado a establecer un relleno sanitario, empleando membranas plásticas, cuando en muchos casos no es necesario; se termina por configurar un perverso esquema, que además de obstaculizar el establecimiento de rellenos sanitarios en el país por incrementarse los costos absurdamente, le ha hecho un enorme daño a la tecnología del relleno sanitario, creándole una animadversión y un potencial rechazo en muchos sectores de la Sociedad Mexicana. Finalmente, por si todo lo antes descrito fuera poco, las fallas operativas por no aplicar los criterios que se señalan a continuación, potencializan la crisis que enfrenta actualmente la tecnología del relleno sanitario: • Impermeabilizar con membranas naturales o artificiales, las paredes del relleno sanitario, para evitar las fugas de biogás. • Evitar al máximo, la infiltración del agua de lluvia a relleno sanitario.
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• Operar el sitio, tratando de alcanzar en el menor tiempo posible, niveles de piso terminado, esto implica que el avance del relleno, sea preferentemente vertical más que horizontal. • Evitar tener frentes de trabajo muy amplios, por lo que se recomienda en las horas pico, implementar el tiro de los residuos tanto al pie como la parte superior de la celda, con el fin de tener dos frentes de trabajo. • Cuidar que la operación del relleno sanitario, se lleve a cabo de acuerdo con la planeación y calendarización establecida en el proyecto. • Utilizar en el relleno sanitario, la maquinaria precisa y específica que demanden las principales actividades de la operación.
LOS BIO-RELLENOS ACELERADOS. Definición y Tipos de Bio-reactores. En primera instancia, esta tecnología suele ser muy semejante a la del relleno sanitario tradicional; diferenciándose en que conlleva como requerimiento obligatorio, la “recirculación formulada” de lixiviados crudos o previamente inoculados con agentes suplementarios, lo cual permitirá acelerar el proceso de descomposición, aumentar el tiempo de retención celular y reducir los tiempos de estabilización de los residuos; además cuando los sistemas son aerobios, es necesario inyectar aire a presión al interior de la masa de residuos. El control de la recirculación de los lixiviados con esta tecnología es fundamental, ya que deben de inyectarse a las celdas de basura, en la cantidad y en el tiempo que demande el proceso. Al término de la estabilización de los residuos, es posible abrir o minar las celdas de basura para rescatar el material degradable ya estabilizado mediante un proceso de tamizado, para volver a depositar residuos en las celdas minadas (ya vacías); con lo cual es posible incrementar a vida útil del relleno sanitario, hasta en 3 veces su vida normal, tratar eficientemente los lixiviados y acelerar la producción de biogás (cuando los sistemas son anaerobios). Esta tecnología, se aplica actualmente en varios países de este planeta, como son España, Brasil, Alemania y Estados Unidos, solos por mencionar algunos Según el tipo de proceso de estabilización, los bio-reactores pueden ser clasificados en: Bio-reactores Anaerobios. Promueven y aceleran la estabilización de la materia orgánica mediante la adición de humedad en forma constante y uniforme en toda la masa de los residuos contenidos. La máxima producción de metano, ocurre cuando existe un contenido de humedad que va del 60% al 80% en peso. Se estima que la capacidad de absorción de humedad de estos sistemas, varía de 30 a 60 galones por yarda cúbica de residuos en base seca (16 al 29%).
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La humedad requerida, que puede ser proporcionada con los lixiviados, puede ser infiltrada mediante ductos horizontales, pozos verticales o riego superficial controlado. Las condiciones óptimas para la producción de metano, ocurren cuando el pH es ligeramente mayor a 6. Cuando se presentan condiciones donde la relación: Ácidos grasos volátiles (AGV)–Alcalinidad, es mayor a 0.25, se inhibe la generación de biogás. Bio-reactores Aerobios. Estos sistemas, operan mediante la inyección controlada de humedad y aire al interior de la masa de residuos, mediante una red de tuberías horizontales y verticales, preparada exprofeso para ello. El proceso de degradación que se lleva a cabo al interior de los residuos, es similar o análogo al composteo por vía húmeda, en donde los materiales biodegradables ante la presencia de humedad y aire, son estabilizados rápidamente, en un ambiente donde se presenta una elevación gradual de la temperatura, característica natural de los procesos aerobios. Previo a la inyección del aire, el lixiviado es bombeado a presión para ser infiltrado dentro de la masa de residuos mediante pozos de inyección, hasta alcanzar un contenido de humedad que varía del 50% al 70% en peso. Es recomendable iniciar la inyección de aire, una vez que se han alcanzado las condiciones óptimas de humedad (masa de residuos totalmente humedecida). Las temperaturas óptimas para la degradación de los residuos, al interior del bio-relleno, varían entre 140° y 160° F. La introducción del aire al interior de los residuos, se hace en forma forzada (a presión), empleando una red de tuberías perforadas que se instalan previamente dentro del bio-reactor. Las tasas de inyección de aire y humedad al interior de los residuos, son similares a las que se aplican en los sistemas aerobios de composteo tradicional. Conforme se lleva a cabo la estabilización de los residuos, la temperatura disminuye gradualmente, hasta alcanzar la etapa de “curado” o maduración de los mismos. Bio-reactores Aerobio-Anaerobios. Son aquellos que operan en condiciones semi-aerobias, al combinar los elementos y condiciones de operación de los sistemas aerobios y anaerobios; predominando por lo regular alguno de ellos sobre el otro. Una comparación de los atributos que caracterizan tanto al relleno sanitario tradicional como a los bio-rellenos acelerados (aerobios y anaerobios), se presentan en el siguiente cuadro:
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CUADRO No. 3.1 Comparación entre el Relleno Sanitario Tradicional y los Bio-rellenos Acelerados Atributo Asentamientos Esperados: después de 2 años: después de 10 años: Tiempo de estabilización Tasa de generación de metano Capacidad de absorción de líquidos en la masa de residuos Costos de inversión Costos de operación y mantenimiento Costos de clausura
Relleno Sanitario Tradicional
Bio-Reactor Anaerobio
Bio-Reactor Aerobio
10-15 % 20-25 %
20-25 % 20-25 %
30-100 años
5-10 años
3-6 años
Baja
Alta
Nula
Indefinida
30-60 gal/yd3
30-60 gal/yd3
Bajo Bajo
Bajo Bajo a medio
Alto Alto
Alto
Bajo a medio
Bajo
2-5 % 15%
Fuente: Adaptado de “Bioreactor Landfill”, Adeleke Olukunle Francis. Shangai University. Enero - 2003.
De todo lo antes mostrado, se concluye que para el tipo de basura que se genera en nuestro país, por los beneficios que puede aportar el aprovechamiento del gas metano y por sus bajos requerimientos energéticos; se concluye que los bio-reactores o bio-rellenos acelerados de tipo anaerobio, también conocidos como bio-rellenos metanogénicos; son la mejor opción tecnológica para la disposición final sustentable de la basura.
La duración de la fase I (Aerobia), puede ser de 2 semanas a 2 meses mientras que la fase II (Acidez), puede durar hasta 2 años. Las fases III (Metanogénica Inestable) y IV (Metanogénica Estable), por lo regular, en las condiciones en que se manejan los rellenos sanitarios en México, pueden durar en forma conjunta, incluso más de 40 años, con tasas de producción de biogás sumamente bajas.
¿Por qué utilizar Bio-rellenos Acelerados?
Así mismo, la fase V (Etapa Terminal), puede demandar varios años para su continuación, incluso décadas; si existen importantes remanentes de amoniaco dentro del relleno.
La biodegradación natural de los residuos sólidos al interior de un relleno sanitario (en condiciones anaerobias), se lleva a cabo de acuerdo al esquema virtual que se muestra en la figura No. 3.2.1. “Etapas de degradación Anaerobia en un Relleno Sanitario”.
Como se puede ver en la figura anterior, al igual que el biogás, la composición de los lixiviados está regida por las fases de degradación de los residuos, lo cual reafirma la incongruencia de tratar a los lixiviados con los mismos criterios y procesos empleados para las aguas negras. Reafirmando lo anterior, en el cuadro No. 4.2.1, se puede observar la gran variación entre la composición típica de un lixiviado fresco o “joven” (proveniente de la fase de acidez) y la de un lixiviado “viejo” (proveniente del final de la etapa metanogénica estable).
Figura No. 3.2.1 Comportamiento de la producción de biogás y de la generación de lixiviado en un RS Fuente: Johannessen L. M. “Leachate Management for MSW Landfills”. Banco Mundial. 1998.
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Cuadro No. 3.2.1
Composición Típica de los Lixiviados producidos en Diferentes Etapas del Proceso de Degradación de los Residuos en un Relleno.
Parámetro pH DQO DBO5 Hierro Zinc Cadmio Amoniaco Cloruros
Unidad
mg/l mg/l mg/l mg/l ug/l mg/l mg/l
Fase Ácida (6 meses a 2 años) 5-6.5 20,000-30,000 10,000-25,000 5-20 1-5 < 30 900-1,500 1,200-3,000
Fase Metanogénica (2 a 100 + años) 7.5-9 1,500-2,000 500-1,000 <5 0.03-1 6 900-3,000 1,000-3,000
Fuente: Johannessen L. M. “Leachate Manaagement for MSW Landfills”. Banco Mundial. 1998.
Lo anterior, nos lleva a fundamentar la recirculación de los lixiviados, no solo para aportar la humedad que requiere la degradación de los residuos en condiciones anaerobias, sino para remover la carga orgánica presente en los lixiviados (donde prevalecen los ácidos grasos volátiles), aportar material celular para incrementar las tasas de población bacteriana y con todo ello, incrementar las tasas de generación de metano y acelerar la producción de biogás.
de los residuos, incremente las tasas de degradación de éstos, posibilitando que los tiempos de estabilización se reduzcan de 30 - 40 años a 3 - 5 años en promedio, como se muestra en la siguiente imagen:
El balance conceptual de la estabilización de los residuos al interior de un bio-reactor metanogénico, según lo antes señalado, quedará como sigue:
LINEAMIENTOS TÉCNICOS PARA EL DISEÑO DE BIORELLENOS ACELERADOS Lo anterior implica que la carga orgánica a remover al interior del bio-reactor, en diferentes tiempos y con distintas constantes de degradación, será la suma de la carga orgánica presente en los lixiviados, más la carga orgánica que prevalece en la basura confinada. Además de recircular los lixiviados, es necesario incrementar su carga bacteriana metanogénica, mediante la inoculación de material celular; de tal modo que la infiltración de líquidos percolados enriquecidos con biomasa metanogénica al interior 24 Vector
DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS BÁSICOS DE DISEÑO a: Cálculo de la Capacidad de Campo de los Residuos Sólidos La capacidad de campo se define como la cantidad de agua que pueden retener o absorber los residuos sólidos antes de lixiviarla. Para determinar experimentalmente la capacidad de campo, los residuos sólidos por disponer en el relleno deberán
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empacarse dentro de un lisímetro, compactándolos en capas hasta alcanzar el peso volumétrico que se desea. A continuación se agrega agua al lisímetro hasta alcanzar el nivel superior de los residuos ya compactados, con el fin de saturar su capacidad de absorción. Después se realiza un drenado de lisímetro hasta que se alcance un escurrimiento mínimo, lo cual ocurre normalmente después de 48 horas de drenado. La capacidad de campo de los residuos sólidos se determinara entonces mediante el empleo de la siguiente expresión:
Para balancear esta ecuación se considerarán los coeficientes incluidos en la Ref. No. (5), los cuales se listan a continuación: C = 43.02% H = 5.96% O = 49.09% N = 1.93%
Donde: C: Capacidad de campo de los residuos sólidos, (% de humedad/ base seca).
Tomando al carbono como base, se obtienen los siguientes coeficientes relativos:
H: Humedad de los residuos sólidos antes de realizar la determinación de la capacidad de campo, (% en peso).
C=1 H = 1.66
PV1: Peso volumétrico de los residuos empacados al inicio de la experimentación (kg/l).
O = 0.86
Si: Volumen de agua de saturación de lisímetro, (litros).
N = 0.38
Di: Volumen de agua drenada del lisímetro. V1: Volumen ocupado por los residuos sólidos compactados dentro de lisímetro, (litros).
Afectando la ecuación No. 2 por los coeficientes anteriores, se tiene:
d: Densidad del agua, (kg/l). F: Factor de ajuste de la capacidad de campo debido a la disminución que en algunos casos puede sufrir este parámetro por efecto de la compactación de la basura en el relleno sanitario. En ocasiones este factor puede despreciarse cuando la humedad y contenido de materia orgánica no son representativos. Aunque hay experiencias en Latinoamérica donde se ha observado que la capacidad de campo disminuyó por efecto de la compactación en el relleno sanitario hasta un 30%, debido a que la basura generada en esta gran región, presenta un contenido importante de materia orgánica y alto % de humedad.
De esta ecuación No. (3), se obtuvo la siguiente relación entre el “CHON” y las necesidades de agua para el proceso anaerobio:
b: Cálculo de las Necesidades de Agua para la Estabilización Vía Anaerobia de los Residuos. En este análisis no se consideró la humedad generada por la descomposición anaerobia que se da al inicio de la biodegradación, debido a que el porcentaje de materia orgánica que se llega a estabilizar es menor a 1%. Para el cálculo de la humedad que se requiere para llevar a cabo la descomposición anaeróbica de los residuos sólidos, es necesario considerar la reacción estequiométrica siguiente:
Ro = 0.122 Por otro lado, la fracción de materia orgánica en base seca, contenida en la basura está dada por la siguiente expresión:
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Donde: M: Fracción orgánica presente en la basura, (% en peso). PV: Peso volumétrico de los residuos sólidos en el relleno sanitario, (ton./m3)
Donde:
V: Volumen unitario de relleno sanitario, (1 m3).
EPj: Evapotranspiración potencial mensual sin corregir, (mm).
H: Humedad propia de los residuos sólidos, (% en peso).
Tj: Temperatura media mensual, (°C).
Z: Fracción de cenizas contenida en la materia orgánica en base seca, (% en peso).
I: sumatoria de los índices mensuales de calor, (adimensional).
MO: Materia orgánica en base seca, contenida en 1 m3 de basura.
Considerando la relación “Ro”, así como la ecuación No. (4), la cantidad de humedad necesaria para la digestión anaerobia se describe a continuación:
ij: Índice mensual de calor (adimensional). a: Coeficiente que está en función de la sumatoria de los índices mensuales de calor (adimensional). j: No. Del mes considerado. Los valores de “EPj” calculados para cada mes, se corrigen por medio de un coeficiente mensual “K”, que toma en cuenta el número de días y el número real de horas entre la salida y la puesta del sol.
c.2) Cálculo de la Humedad Potencial de Infiltración. También se hará mensualmente, realizando el siguiente balance, para cada uno de los meses del año: IPj = Pj – (CEj * Pj) - EPj Donde:
Donde:
H1= Toneladas de H2O para degradar 1 m3 de basura.
IPj: Humedad potencial de infiltración mensual (mm).
H´: m3 de H2O para degradar 1m3 de basura.
Pj: Precipitación media mensual, (mm).
d: Densidad del agua, (Ton./m3).
CEj: Coeficiente de escurrimiento mensual (adimensional). c.3) Establecimiento de Balance de Agua.
c) Cálculo de la Humedad Lixiviable Proveniente de la Precipitación Pluvial. Este parámetro, podrá obtenerse mediante la aplicación del Método de Balance de Agua Desarrollado por C.W. Thornthwaite, según se describe a continuación: c.1) Es la determinación de las Evotranspiraciones Potenciales Corregidas. Se determinarán mensualmente, a partir de las temperaturas mensuales promedio, empleando para ello la siguiente expresión:
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Se realizará a lo largo de los meses del año, para la cubierta diaria del relleno sanitario a partir de las siguientes consideraciones: Cuando la precipitación mensual es igual o superior a la evotranspiración potencial mensual, se producirá un exceso en el aporte de agua en la cubierta de suelo, exceso que al ser absorbido, se alimentará la reserva de agua almacenada por el mismo suelo. Si la altura de la precipitación mensual es inferior a la evapotranspiración potencial mensual, sucederá que la evapotranspiración real consumirá totalmente la precipitación, generándose por tanto un cierto déficit, el cual es cubierto con las reservas
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de agua del suelo hasta su agotamiento. Si la reserva del suelo es suficiente para satisfacer dicho déficit, la evapotranspiración real será igual a la evapotranspiración potencial, por lo que se cae dentro de la consideración anterior; mientras que si por el contrario la reserva del suelo resulta ser insuficiente, entonces la evapotranspiración real queda ligada a las precipitaciones mensuales, agotándose las reservas del suelo y estableciéndose por tanto, un déficit en el almacenamiento de agua en el suelo.
e) Determinación del Tiempo en que Aparecerá el Lixiviado. Para este cálculo, se hará un balance de los siguientes parámetros: capacidad de campo de los residuos; humedad propia de los residuos; humedad para la degradación anaerobia y humedad lixiviable debida a la precipitación pluvial.
El parámetro resultante de este análisis, se expresa en los siguientes términos: W = [mm H2O / año] d) Cálculo de la Producción de Lixiviados. Esta cálculo se realiza básicamente a partir de la tasa de humedad lixiviable proveniente de la precipitación pluvial la cual se obtendrá a partir del balance descrito en el inciso anterior. De acuerdo con lo anterior se tendrá: L = [SU * W * 10] SU: Superficie del relleno sanitario expuesta a la lluvia, (Has). W: Humedad Lixiviable proveniente de la precipitación pluvial, (mm,año). L: Producción anual total de lixiviados (m H2O/ año). 3
La expresión anterior (12), se aplicará cuando la basura haya sido totalmente degradada y cuando la capacidad de campo de la masa de residuos haya sido agotada, por lo que cualquier cantidad de agua que penetre a la masa de basura, se infiltrará sin que sea retenida por esta última, hasta aparecer en el fondo del relleno sanitario. Cuando no se de la condición de estabilización total de los residuos sólidos la expresión No. (13) tomará la forma siguiente:
Desarrollando cada uno de los términos indicados, se tendrá: CAPACIDAD DE CAMPO DE LA BASURA (∞) = [PV * A (1 – (H/100)) *C]; en (Ton. H2O/ m. basura) HUMEDAD PROPIA DE LA BASURA (HB)= [PV * A * H / 100]; en (Ton. H2O/ m. basura) HUMEDA PARA DEGRADACIÓN ANAEROBICA (HD) = [PV * A * ((M / 100) – (H * 0.8 / 100)) * (1 – Z / 100)) * Ro]; en (Ton. H2O/ m. basura) HUMEDAD LIXIVIABLE (HL) = [W * 1000 * A]; en (m3 H2O / año) Donde: A: Superficie unitaria de relleno sanitario, (1 m2). Agrupando los términos se llega a la siguiente expresión:
Donde: Pij: [PV * (S1 * 1000 * Ej)]: Factor para identificar las secciones constructivas del relleno sanitario. Si: Superficie de la etapa “i” del relleno sanitario, expuesta a la lluvia, (Has). Ej: Espesor de la capa “j” del relleno sanitario (m). Fij: Porcentaje que engloba al remanente de la materia orgánica por estabilizar, que se halla en la fracción “i,j” del relleno sanitario (decimales). L´: Producción anual total de lixiviados, (m3 H2O/ año), para cuando el relleno sanitario no está totalmente estabilizado.
T = [(CC – HB + HD) / HL] Por tanto, (T) estará dado en (años/ m. basura), ya que nos indicará el tiempo que le tomará al lixiviado recorrer un espesor de 1 m de basura. f) Estimación de la Producción de Biogás. Para determinar la cantidad de biogás que se genera por la descomposición anaerobia e los residuos sólidos, se debe utilizar la reacción estequiométrica ya balanceada identificada como ecuación No. 3, la cual describe dicho proceso de descomposición. De dicha ecuación, se obtienen las siguientes relaciones entre el “CHON” y los principales subproductos generados a partir de las reacción.
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Suplemento especial infraestructura
Relación para el metano.
Relación para el bióxido de carbono.
Con base en estas relaciones, la expresión para el cálculo de los volúmenes de metano (CH4) y bióxido de carbono (CO2) contenidos en el biogás se desarrolla a continuación:
Otras expresiones importantes derivadas de las ecuaciones (15) y (16), son las siguientes: B´CH4: BCH4 * 1000 * CH4 B´Co2: BCO2 * 1000 * CO2 Donde: BCH4: Producción en peso de CH4´ (ton. /m3 de basura).
a) Esfuerzo de Tensión por el Peso Propio de la Membrana. A partir del detalle No. 1 del Diagrama de Definiciones de la Fig. No. 1, se establece el siguiente sistema de fuerzas:
BCO2: Producción en peso, de CO2´ (ton./m3 de basura). B´CH4: Producción de volumen de CH4´ (m3/m3 de basura). B´CO2: Producción e volumen de CO2´ (m3/m3 de basura).
E1= F1 – R2 = 0 Desarrollando los términos de esta expresión, se tiene: R2 = R sen ∞ F1 = R1 tan ps = (R cos ∞) tan ps
ESUERZOS DE TRABAJO A CONSIDERAR EN EL DISEÑO DE SISTEMAS DE IMPERMIABILIZACIÓN. Los esfuerzos de trabajo más comunes que se presentan en los sistemas de impermeabilización con membranas artificiales que ha últimas fechas se consideran como parte fundamental de un relleno sanitario, se ilustran en la figura No. 1 y se describen a continuación:
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R =Ym * (H * sen ∞) * e Donde: e: Espesor de la membrana artificial, (m).
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E3 = F3 – F2
ym: Peso específico de la membrana artificial, (ton./m). ps: Angulo e fricción interna del suelo que sustentará la membrana artificial.
Desglosando los términos de esta expresión, se tiene: F3 = R4 tan pR = (R3 cos ∞) tan pR
El esfuerzo de tensión estará dado por la siguiente expresión:
R3 = Yr * (1/2 * L1 * L2) Donde: pR: Angulo de fricción interna de los residuos sólidos. El esfuerzo de la tensión quedará definido por la siguiente ecuación:
Donde: µt1: en Ton/m2 E1: en Ton/m e: en m.
Cabe aclarar que este tipo de esfuerzos de tensión presenta su mayor solicitación justo después de haber concluido la instalación de membrana y antes de iniciar con la disposición de los residuos. b) Esfuerzos de Comprensión debido al Peso de los Residuos sobre la Membrana. Considerando el detalle No. 2 del Diagrama de Definiciones de la fig. No. 1, el esfuerzo de compresión quedará definido por la siguiente expresión: µc = E2 Donde: E2 = [YR * (H-H1)] + [YL * Hi] + [Ys * (1 – (h/100)) * H] Donde: YR: Peso volumétrico de los residuos sólidos dentro del relleno sanitario, (Ton./m3). YL: Peso volumétrico de los lixiviados, (Ton./m3). h: Humedad propia de los residuos sólidos, antes de su disposición dentro del relleno sanitario, (Ton./m3). Este tipo de esfuerzos alcanzarán su condición de trabajo más crítica justo al término de la vida útil del relleno sanitario, que es cuando se tendrá una mayor carga de residuos sobre la membrana.
c) Esfuerzo de Tensión Generado por la Fricción debida al Crecimiento Vertical del Relleno Sanitario.
Donde: µt2: en Ton./m2 E3: en Ton/m e: en m. Se debe mencionar que este tipo de esfuerzos se presentan casi permanentemente durante toda la operación del relleno sanitario, incrementando su magnitud y haciéndose más críticos conforme se aumenten los paquetes de basura.
d) Esfuerzo cortante debido al asentamiento del relleno por la estabilización de los residuos. El detalle No. 4 de la fig. No. 1, muestra las fuerzas que se deben considerar para el cálculo del esfuerzo cortante. µ CR = E4 = P1 tan pR = (P cos ∞) tan pR P = YR (H - ∆H) Este tipo de esfuerzos normalmente se presentan una vez que la vida útil del relleno sanitario ha concluido, pero sobre todo cuando dicho relleno se encuentra en plena fase de estabilización. e) Esfuerzo de Flexión por Asentamientos Diferenciales que se Presentan en el Piso del Relleno. Consultando el detalle No. 5 de la fig. No. 1, se puede establecer el siguiente sistema de fuerzas: (Es * cos ∞1) – (S1 + S2) = O
Con base al detalle No. 3, del diagrama de definiciones que se presente en la fig. No. 3, se puede formular el sistema e fuerzas siguientes:
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CONCLUSIONES. Es indudable que el concepto del relleno sanitario tradicional, es una tecnología actualmente rebasada por la inquietud poblacional y el desarrollo tecnológico actual en materia de procesos anaerobios. Desglosando los términos, tenemos: S1 = yR * H) tan pR S2 = (ys * H) tan ps El esfuerzo de flexión quedará expresado por la siguiente ecuación: µf = Es * L Donde: µf = en Ton./m E5 = en Ton./m
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L: Longitud de la membrana que se ve afectada por la fuerza de flexión. Estos esfuerzos aunque pueden presentarse en cualquier momento, incluso al iniciar la operación del relleno sanitario, son más factibles que se presenten al término de la vida útil de esta obra debido a que la carga de los residuos sólidos sobre el suelo será mucho mayor. Estos asentamientos, normalmente se deben a fallas en la compactación de los materiales que soportarán al relleno sanitario, en ocasiones tienen su origen en fallas en las capas más profundas, sobre todo tratándose de ese tipo de suelos calcáreos.
BIBLIOGRAFÍA. Montalvo M.S Y Guerrero L.S. “Tratamiento Anaerobio de Residuos” Universidad Técnica Federico Santa Maria. Chile. 2003 Queiroz Lima L. M. “Tratamiento de Lixo”. Editorial Hemus. Brasil. 1991. Murray E. Haight. “Municipal Solid Waste Management – Making Decisions in the Face of Uncertainty”. Institute for Risk Research. Canada. 1991. Johannessen L. M. “The Emerging Approach to Landfilling of Waste”. Urban Development Division, World Bank. E.U.A. 1998. Johannessen L. M. “Landfill Gas Recovery”. Urban Development Division, World Bank. E.U.A. 1998. Adeleke O. F. “Bioreactor Landfill”. Shangai University. 2003.
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La utilización de los Bio-rellenos Metanogénicos como tecnología para la disposición final sustentable de los residuos sólidos, es una clara tendencia a nivel mundial. Incluso se fortalece ante las iniciativas que hoy prevalecen en cuanto a instrumentar la recolección separada de estos residuos en viviendas, comercios, etc.; de forma tal que su fracción orgánica biodegradable vaya directamente a los bio-reactores, pudiéndose realizar esta práctica en cualquier localidad independientemente de su tamaño. El desarrollo de los bio-reactores metanogénicos es aún insuficiente, aún cuando ya existen sistemas instalados en países como el Brasil, España y Alemania; sin embargo, existen algunos aspectos que deben tenerse muy en cuenta, de forma general, para la aplicación exitosa de estos sistemas, entre los que se destacan los siguientes: La reducción del tamaño de las partículas sólidas a tratar es una opción que debe ser analizada. La etapa de hidrólisis que controla el proceso, deberá mejorarse para acelerar el tiempo de desarrollo de esta etapa. Deben probarse métodos sencillos y baratos de pretratamiento hidrolítico. Los sistemas que emplean la inoculación de líquidos o lodos digeridos anaeróbicamente al lixiviado para su recirculación a las celdas de basura, son hasta el presente, los más eficientes y viables de operar. Es posible que los proces os termófilos puedan mejorar el proceso de anaerobiosis. Los resultados obtenidos en la digestión anaerobia combinada (residuos sólidos con aguas negras o lodos crudos o digeridos), permiten augurar la posibilidad real de tratamiento de todos los residuos, líquidos y sólidos, generados en una comunidad, en una sola instalación.
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Golden Gate 75 años
¿De dónde viene el nombre Golden Gate? En el caso del puente inaugurado en 1937, el apelativo, por supuesto, se refiere al estrecho que conecta la bahía de San Francisco con el Océano Pacífico, descubierto en 1769 por el soldado novohispano José Francisco Ortega, oriundo de Celaya, Guanajuato. A partir de aquí, sin embargo, la cuestión se vuelve problemática. Hasta mediados del siglo XIX la vía marítima fue conocida como la Boca del Puerto de San Francisco; pero, tras la admisión de California a la Unión Americana en 1850, comenzó a aparecer en la prensa la expresión “Golden Gate”, referida al mismo accidente geográfico. Se supone que el cambio de denominación fue idea del explorador, militar y político estadounidense John C. Frémont —1813/1890—, quien creyó ver similitudes entre la bahía estadounidense y el Cuerno Dorado, la ensenada que da a Estambul su estratégica situación. “A esta entrada le doy el nombre de Chrysopylae o Puerta Dorada”, escribió Frémont en sus memorias, quizás sin darse cuenta de que ese monumento bizantino “una de las entradas de los muros de la antigua Constantinopla” está localizado en tierra, muy lejos del mencionado Cuerno Dorado, o Chrysoceras en griego. 32 Vector
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El camino del pasado al futuro:
el puente Széchenyi Patricia Ruiz Islas
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uienquiera que haya tenido en sus manos una cartografía —de ésas con que se estilaba enseñar en el último año de educación primaria tanto la ubicación de los países del mundo como sus capitales, así como los rudimentos de la historia universal— sabrá que la capital de Hungría es Budapest. Pocos sabrán, sin embargo, que la actual capital, hasta el siglo XIX, eran tres ciudades distintas: Buda, Óbuda y Pest. Una de las primeras menciones al nombre compuesto con que se conoce a la capital húngara hoy en día aparece en el libro Vílag, del conde István Széchenyi, de 1831. Si bien la unión de las tres ciudades no se daría sino hasta 1873, el nombre de Széchenyi y su obra más emblemática permanecerían íntimamente ligados tanto a la ciudad como a la historia de Hungría como símbolos, no sólo de unidad, sino de independencia y modernidad. Desde la Edad Media hasta casi mediados del siglo XIX, la única manera de atravesar el Danubio para transitar de Buda a Pest —o viceversa— era cruzando un puente flotante. Las condiciones climáticas desde la primavera hasta el otoño hacían relativamente sencillo el cruce. En el invierno, las cosas cambiaban: el río se congelaba, lo que facilitaba el tránsito.
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No obstante, el clima podía cambiar súbitamente, lo que hacía que la gente quedase varada en ambas orillas. Se dice que esto fue lo que le sucedió al conde Széchenyi en el invierno de 1820: al verse en la imperiosa necesidad de ir a ver a su padre moribundo, dicen unos, o de asistir a su funeral, dicen otros, se encontró varado en Pest durante una semana, hasta que finalmente encontró un barquero que lo trasladara a la orilla opuesta. Fue este predicamento el que hizo que el conde decidiera proponer e impulsar la construcción de un puente permanente sobre el Danubio. Es fácil pensar que al conde Széchenyi lo movieron intereses muy particulares cuando decidió que hacía falta un puente permanente para atravesar el Danubio sin depender de las condiciones climáticas. No es muy difícil decir que, de no haber experimentado él mismo las dificultades que atravesaban todos los habitantes de la zona para cruzar el río en invierno, la historia sería muy distinta. Széchenyi, sin embargo, no era tan corto de miras: hijo menor de un aristócrata ilustrado, el conde Ferenc Széchenyi, fundador del Museo Nacional Húngaro, no era ajeno al hecho de que Hungría se encontraba francamente retrasada con respecto al resto de los países de la Europa occidental. Durante sus viajes por Europa, no pudo menos que sentirse fascinado por el rápido avance de la industrialización, principalmente en Inglaterra. Y de ahí nació, primero, un enorme interés por la política de su país; después, una fogosa vocación de reformador que lo acompañaría por el resto de su vida.
que la parte que atravesaba la capital húngara y que desembocaba en el Mar Negro era muy peligrosa para la navegación. ¿De qué servía un río, si no podía transformársele en una ruta comercial de importancia? El conde hizo campaña en Viena para conseguir el financiamiento que resolviera esta situación y no sólo lo consiguió, sino que también fue comisionado para la supervisión de los trabajos durante toda la década. Hacia 1839 pudo Széchenyi, por fin, empezar a poner en marcha el gran proyecto del puente sobre el Danubio, que no sólo terminaría con el problema de cruzar de una orilla a otra sino que, además, conectaría a las dos ciudades, dándoles la posibilidad de convertirse en lugares cosmopolitas donde floreciera el arte, la ciencia y la cultura. Para ello, se encargó el diseño del puente al ingeniero William Tierney Clark, un inglés que llegaba al proyecto con una sólida carrera tras de sí, misma que había comenzado como aprendiz de Thomas Telford. Hacia 1811 Clark diseñó un sistema de
El Danubio y Széchenyi comenzarían su larga relación a principios de la década de 1830. Una de las observaciones hechas por el conde durante sus viajes fue que el crecimiento económico dependía en buena medida del transporte y el Danubio parecía ser ideal al propósito, sólo
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presas para abastecer de agua a Hammersmith y otras localidades londinenses, y para el momento en que fue llamado a diseñar el puente sobre el Danubio ya había diseñado tres puentes colgantes en su natal Inglaterra: el puente Hammersmith, un puente sobre el río Adur, en West Essex, y el puente Marlow, que le sirvió como prototipo, si bien en menor escala, para el diseño del puente húngaro. El magnate griego Georgios Sinas fue quien financió la mayor parte de la construcción del puente. Sinas no sólo tenía intereses comerciales en la ciudad: al igual que Széchenyi parecía movido por el afán del progreso, tanto tecnológico como cultural, y al patrocinar el puente parece haber compartido buena parte de los intereses del conde en lo relacionado con el desarrollo de la ciudad, lo mismo en el plano económico que en el cultural. Desde su posición de prominente banquero se dedicó a financiar proyectos en toda Europa y, para no ser candil de la calle y obscuridad de su casa , aportó generosas sumas a las causas de la ciencia y la cultura en su país. Entre las instituciones beneficiadas por la munificencia de Sinas se encontró la Universidad Nacional de Atenas y, gracias a su liberalidad, el Observatorio de Atenas —obra del arquitecto danés Theofil Hansen— vio la luz. A Sinas, al igual que a Széchenyi, no le era ajeno el hecho de que el crecimiento económico de un país debía de ir acompañado de obras que im-
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pactaran a gran escala al mismo en todos los aspectos: el social, el cultural y el económico. Adam Clark, ingeniero escocés, estuvo a cargo de la supervisión in situ de la construcción. La estructura, de hierro forjado y piedra, se diseñó y se construyó en partes en Inglaterra; las piezas, una vez terminadas, se enviaron a Hungría para el ensamblaje final. El tiempo total que se llevó esta operación fue de casi diez años: el puente se inauguró en 1849. Los leones en cada uno de las entradas del puente fueron encargados al escultor Marschalko Janós y fueron colocados en su sitio en 1852. Se dice que los leones son prácticamente iguales a los que se encuentran al pie de la columna de Nelson, en la londinense Plaza Trafalgar, obra de Edwin Henry Landseer, famoso por sus pinturas de perros y caballos. Esta aparente coincidencia quizás haría pensar a más de uno que el Puente de las Cadenas no es más que una copia a gran escala de obras llevadas a cabo en Inglaterra, probablemente como producto de la admiración del conde Széchenyi por aquél país. Sin embargo, los leones del puente son
anteriores, ya que los de la columna de Nelson se encargaron en 1858 y fueron puestos en su sitio en 1867. A propósito de los leones, se cuenta una anécdota que no pasa de ser leyenda urbana: cuando se inauguró el puente, se dice que Adam Clark sentía tal orgullo por su obra —que en la época era el segundo puente más largo del mundo y se consideraba como una maravilla de la ingeniería— que retó a la concurrencia a que le encontraran un solo defecto a la obra. Un niño notó que los leones no tenían lengua. Clark, entonces, se desesperó a tal grado que se lanzó del puente al Danubio. Esto no es más que una conseja popular: como ya se mencionó anteriormente, las esculturas se colocaron tres años después de la inauguración del puente y, por cierto, sí tienen lenguas, sólo que desde abajo no se ven. Es más: Clark quedó tan a gusto con Hungría que se casó con una muchacha del lugar y se estableció en aquel país. La obra de Clark no terminó con la inauguración del puente o su supuesto baño fatal en el Danubio: en 1857, del lado de Buda, construyó un túnel de trescientos cincuenta metros que atraviesa el Monte del Palacio para facilitar el acceso a la ciudad.
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El puente, de trescientos ochenta metros de largo y catorce metros de ancho, fue inaugurado el 20 de noviembre de 1849. El conde Széchenyi, sin embargo, no pudo ver el fruto de sus esfuerzos: tras la fallida guerra de independencia de Hungría sufrió un grave derrumbe psicológico, del que se recuperaría lo suficiente para escribir todavía dos tratados más, uno sobre la educación de los niños y otro sobre los graves problemas políticos de su patria, mas nunca recobraría la salud del todo y en 1860 terminó dándose un tiro en la cabeza. Y casi tan accidentada y trágica como la suerte de su impulsor ha sido la del propio puente: en el año de su inauguración, se dice que los primeros usuarios del puente fueron los soldados del ejército húngaro, en retirada del ejército austriaco. Los austriacos intentaron volar el puente, mas fallaron los explosivos. Más suerte tuvo el ejército alemán: en enero de 1945, mientras emprendía la retirada al final de la Segunda Guerra Mundial consiguió volar el puente Erszebert y dañar seriamente el Puente
de las Cadenas. Dos años después, en 1947, se dispuso su reconstrucción. Cien años y un día después de su inauguración, el 21 de noviembre de 1949, se festejó su primer siglo de vida con su reinauguración. Hoy, el Puente de las Cadenas, o Puente Széchenyi —su nombre oficial, en honor de su principal promotor—, ofrece dos carriles a la circulación y aceras en ambos lados para los viandantes: tras las obras para reforzar la estructura, llevadas a cabo entre 1913 y 1915, el ancho del puente quedó en 16 metros. Si se consiguió esto sin alterar mayormente la estructura original fue gracias a que se encargó una estructura prácticamente idéntica y las partes más visibles del puente no se tocaron. Hoy en día es un paseo obligado para quienes visitan la ciudad atravesar el Puente Széchenyi, que por las noches se ilumina enteramente, ofreciendo un majestuoso espectáculo. Además, ¿qué mejor escenario para
festivales y actividades culturales en el verano, mismas que se llevan a cabo sobre el puente? Y así como es escenario de los festivales de fin de semana del verano, el puente también ha sido protagonista de unas cuantas extravagancias que lo han puesto en primer plano nuevamente: en 2001, el piloto acrobático húngaro Péter Besenyei voló cabeza abajo por debajo del puente, lo que se ha convertido en una maniobra estándar en las demostraciones acrobáticas llevadas a cabo en ese país. Ha aparecido, igualmente, en un puñado de videos musicales y películas y en 2002 se produjo un filme acerca de la vida del conde, titulado The Bridgeman. El título hace referencia al papel del conde en la construcción del puente, aunque también, quizás, se refiera al hombre que tendió un puente hacia la modernidad en su país. Y tan emblemáticos son el uno como el otro: el puente recibió el nombre de su impulsor a finales del siglo XIX, uniendo a ambos como símbolos de cambio y de progreso.
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El CE - SEIC conmemoró el 90 Aniversario de la carrera de Ingeniería Civil en el IPN. Con el propósito de celebrar el 90 Aniversario de la carrera de ingeniería civil en la antigua Escuela Nacional de Maestros Constructores, hoy Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura – ESIA- del Instituto Politécnico Nacional, el Capítulo Estudiantil de la Sociedad de Egresados de Ingeniería Civil del Instituto Politécnico Nacional, que encabeza Juan Carlos Vázquez Méndez, llevó a cabo con gran éxito, durante los días 8 y 9 de mayo, un evento denominado “Ciclo de Conferencias 2012”. Este evento, que tuvo lugar en el Auditorio “M. en C. Salvador Padilla Alonso”, en las instalaciones de la ESIA – Unidad Zacatenco del IPN, tuvo por objeto dar a conocer las innovaciónes y tecnologías en ingeniería civil, identificar los temas de mayor importancia de esta profesión y abrir un espacio de reflexión sobre la situación de la ingeniería nacional y su futuro.
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Participaron ingenieros de amplia experiencia egresados de la institución, con la intención de contribuir a formar ingenieros cada vez mejor preparados, con mayor conciencia social y con un mayor compromiso con nuestro país; no solo de los alumnos de la ESIA, sino de otras Universidades e Instituciones de Educación Superior que imparten esta carrera.
En un formato de panel para enfatizar que los proyectos no son entidades aisladas, sino parte de una gran red que se integra con actividades y trabajos de diferentes especialidades para alcanzar un objetivo determinado, se presentaron ponencias sobe los temas de Elementos Prefabricados, Maniobras de Montaje, Segundos Pisos y Procedimientos Constructivos de Puentes.
ma, el edificio de oficinas en construcción más grande de América Latina.
El Ing. Manuel García Álvarez sustentó la conferencia “La Ingeniería Estructural Actual y Futura” en que dio a conocer cuáles son los criterios de planeación para el diseño de estructuras más seguras y el Dr. Rodolfo E. Valles Mattox presentó el proyecto de la Torre Refor-
En el marco de estas conferencias, se llevó a cabo la renovación de la Mesa Directiva del Capítulo Estudiantil de la Sociedad de Egresados de Ingeniería Civil del Instituto Politécnico Nacional – CE – SEIC- que cerró la gestión de Juan Carlos Velázquez Méndez.
El Ing. Federico DovalÍ Ramos disertó sobre el origen y estado actual de la infraestructura aeroportuaria; más tarde, tuvo lugar la colaboración de la Alianza FIIDEM, con la ponencia de ICA Ingeniería “Administración de Proyectos de Ingeniería”.
Posteriormente, se presentó la ponencia “Creer, Crear y Croar”, por el Lic. Jaime Neftalí Martínez Hernández, quien destacó que, según estadísticas del INEGI, la mayoría de la población en México son jóvenes entre 18 y 28 años y llamó a los asistentes a alcanzar sus objetivos sin olvidar que todas sus actividades inciden en el bien común de nuestra sociedad y nuestro país. Este evento, realizado con el propósito de contribuir al proceso de formación, actualización y capacitación del joven ingeniero, concluyó con tres visitas técnicas, a la Torre Reforma y dos puentes atirantados en la Ciudad de México.
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Sobre puentes va el progreso: el puente ferroviario sobre el río Papaloapan. Ana Silvia Rábago Cordero
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no de los principales problemas de México durante el siglo XIX fue la falta de vías de comunicación que permitieran trasladarse de forma rápida, cómoda y segura dentro de su territorio, especialmente de la capital a otros puntos del país. Después de planear, proyectar, recurrir a un número incontable de inversionistas y cancelar en varias ocasiones lo planeado y lo proyectado, se concluyó la primera vía de ferrocarril en el país, que unía a la Ciudad de México con el puerto de Veracruz, y se inauguró el 1° de enero de 1873. Sin embargo, la modernidad implicada en el uso del ferrocarril no fue completa en el caso de México: el trayecto para personas y mercancías entre la capital y el puerto duraba entre veinte y veintidós días mientras que, en comparación, un desplazamiento trasatlántico típico en la época duraba la mitad de ese tiempo. A partir de 1877 se incrementaron las concesiones a empresas extranjeras para la construcción de vías, a través de las cuales el régimen porfirista buscaba comunicar al país y mostrar al mundo que México se incorporaba a la marcha del progreso. Una de las concesiones más importantes fue la del ferrocarril de Veracruz al Pacífico, el cual cristalizó uno de los proyectos nacionales más ambiciosos de la época: unir el Golfo de México y el Océano Pacífico
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enlazando al Ferrocarril Mexicano con el Ferrocarril Nacional de Tehuantepec. Uno de los elementos de mayor importancia en la construcción de las vías de ferrocarril son los puentes. Ellos hacen posible conectar poblaciones separadas por ríos o barrancos —numerosos en la geografía mexicana— e implican transformaciones en todos los aspectos de la vida de los habitantes que se encuentran cerca. El puente más importante en la ruta de Veracruz al Pacífico —de los trescientos que se construyeron para completarla— es el que se encuentra sobre el río Papaloapan y que fue, hasta la primera mitad del siglo XX, el puente más largo y moderno del país, equipado con una sección giratoria que permitía el paso de barcos por el río. Este puente unió a las poblaciones de Gabino Barreda en Veracruz y Papaloapan en Oaxaca y causó un gran revuelo en el momento de su construcción pues significaba la consolidación del proyecto de modernización emprendido por el gobierno porfirista: unía dos poblaciones, dos estados y las dos costas de México. La concesión para empezar a construir el ferrocarril de Veracruz a Tehuantepec se otorgó el 28 de febrero de 1898 y el inicio de la obra se programó para el mes de
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octubre, por lo que quedarían varios meses para planear la ruta a seguir mientras terminaba la temporada de lluvias. Sin embargo, para la fecha señalada, las labores de planeación —a cargo del ingeniero Luis Ceballos— que establecerían por dónde pasarían las vías, todavía no habían concluido. No fue sino hasta diciembre del mismo año cuando se hizo pública la noticia de que ya estaban listos y aprobados los planos con la ruta y la ubicación del puente sobre el Papaloapan. Los trabajos de construcción comenzaron oficialmente en los primeros días de 1899. Inicialmente se había acordado que la construcción de la estructura del puente se llevaría a cabo en Inglaterra, pero el plan fue modificado y el 28 de julio de 1899 se anunció que el puente no se fabricaría en Europa, adjudicándose la obra, en cambio, a la compañía Midland Bridge de Kansas City, que trabajaría bajo la supervisión de la firma de los ingenieros John Alexander Low Waddell� e Ira Grant Hedrick, quienes a la postre se encargarían de dirigir la edificación de todos los puentes del ferrocarril de Veracruz al Pacífico, del ferrocarril interoceánico y del Hidalgo Noroeste. En el año de 1900 se formalizó el contrato con la Pennsylvania Steel Company para que fabricara el acero necesario en la construcción del puente, a un costo de un cuarto de millón de dólares. Para marzo de 1901 ya existía un puente provisional sobre el cual era posible transportar los materiales necesarios para colocar la estructura permanente, cuyo armado se inició en el mes de noviembre. Aunque no se alcanzó el objetivo de terminar la obra antes de la temporada de lluvias de 1902, en junio de ese año ya se habían colocado todos sus pilares —excepto el pilar pivote— y estaban listos todos los tramos de la estructura de acero. Gracias al rápido avance en la construcción del puente, el gobierno de Díaz estimó que estaría listo para las fechas programadas, pero una inundación retrasó el final de la obra. La temporada de lluvias trajo consigo una gran cantidad de agua, el río aumentó de nivel el cuestión de días y el pilar de pivote quedó sumergido. El nivel del agua alcanzó los cinco metros con ochenta centímetros, provocando un retraso de aproximadamente dos meses. Bajo la dirección del ingeniero Dennis W. Hedrick, quien había sido capataz de una cuadrilla durante la construcción de la cimbra de los pilares, los trabajos se reanudaron en agosto de 1902, todavía en plena temporada de lluvias, pero cuando la inundación ya había cedido y había posibilidades de seguir con la obra. Después de algunas semanas, el trabajo se regularizó y avanzó a un paso sorprendente hasta que, un día antes de lo prometido, apareció el primer tren sobre el puente del río Papaloapan. Las funciones del
puente fueron inauguradas oficialmente el 31 de octubre de 1902. A partir de 1908 la ruta fue nombrada Veracruz Istmo, y su construcción se tradujo en el tránsito de mercancías de una costa a otra en poco tiempo. El progreso por fin cruzaba el país de extremo a extremo salvando todo tipo de obstáculos geográficos, como el río Papaloapan, cuyo puente, más de un siglo después de su erección, sigue abierto al tráfico ferrocarrilero.
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American Concrete Institute (ACI) Honors & Awards Ingeniero Arturo Gaytán Covarrubias
ACI Young Member Award for Professional Achievement En la sesión inaugural de su Convención de Primavera del 2012 en Dallas, TX, el ACI hizo honor al compromiso y dedicación a el Instituto con la presentación anual de sus premios. En está ocasión se concedió a 5 personas el estatuto de “Miembro Honorario” y dio el honor a 31 personas con premios individuales, entre el que destaca el mexicano Arturo Gaytan Covarrubias por el Young Member Award for Professional Achievement. El ACI Young Member Award for Professional Achievement fue establecido por el Consejo de Directores del ACI en 1997 con el propósito de reconocer las contribuciones de los miembros más jóvenes del Instituto por sus logros profesionales. Los candidatos deben ser miembros del ACI y tener 35 años o menos. Los ganadores son evaluados por el grado en que se han alcanzado logros significativos en cada una de las siguientes áreas: • La participación activa a nivel de capítulo local. • La participación activa a nivel nacional / internacional. • Servicio para el avance de la industria. • Las pruebas de competencia técnica, el carácter de alto, y la integridad. • Ejemplos de los estudiantes mentores y jóvenes profesionales. • Otra evidencia de mérito, que a juicio del Comité, se han avanzado los objetivos del Instituto.
Arturo Gaytán Covarrubias, actualmente es Gerente de Análisis de Componentes y Gestión de Procesos para CEMEX Concretos y CEMEX Agregados en el Centro de Tecnología Cemento y Concreto (CTCC) de CEMEX en México. Arturo se ha desarrollado en CEMEX desde hace 9 años, pasando por la construcción de la Central Hidroeléctrica El Cajón, acreditación de laboratorios de la empresa, certificación de plantas de concreto en sistemas de calidad, medio ambiente y seguridad, así como siendo investigador en el CTCC. También forma parte de la Mesa Directiva de la Sección Centro y Sur de México del ACI como Director de Capítulos Estudiantiles. Es autor y co-autor de varios artículos y reportes técnicos presentados en México, Latinoamérica, Estados Unidos, Europa y Australia. Es miembro con derecho a voto en los Comités Técnicos del ACI 130 Sustentabilidad del Concreto, 130 D Sistemas de Calificación y Herramientas de Sustentabilidad, miembro asociado del comité ACI 121 Aseguramiento de la Calidad para Concreto. Actualmente es coordinador del Comité Mexicano para ISO TC 71 SC 8 Sistemas de Administración Ambiental para Concreto y Estructuras de Concreto donde ha sido seleccionado como experto técnico el proyectos conjuntos con la APEC. Fue Presidente del Capítulo Estudiantil del ACI en la UNAM donde gano el 3er lugar en la Competencia Estudiantil de Compuestos FRP en Toronto, Canadá en el 2000. Fue miembro fundador del equipo de Canoas de Concreto de la UNAM quien ha sido el único equipo mexicano en es-
tar en una final nacional en Estados Unidos en 2002. Fue seleccionado por la Secretaría de Economía como “Mexican Young Professional 2011” para representar a México ante la International Electrotechnical Commission (IEC) en Australia. Está certificado ante el ACI como Supervisor de Obras de Concreto y Técnico en Pruebas de Campo I y es Instructor de dicho curso de certificación. También es miembro de la American Society of Civil Engineers (ASCE). Recibió su licenciatura en ingeniería civil por la Facultad de Ingeniería de la UNAM en 2002 y el grado de maestría en ingeniería en calidad y productividad por el Tecnológico de Monterrey (ITESM) en 2009. Para mayor información, página web del American Concrete Institute www. concrete.org
Historia de la Ingeniería Civil
fiordo de Forth,
Puente del el símbolo escocés del progreso
Daniel A. Leyva
A hundred years ago travelling north You had to take the ferry across the Forth. When you went from Edinburgh to Aberdeen You had to take the water inbetween. So we built a bridge to take the train, We built a bridge to take the railway line to save us time1. Canción popular escocesa. 1 Si viajabas hacia el norte hace cien años/tenías que tomar el transbordador para cruzar el fiordo./Cuando ibas de Edimburgo a Aberdeen/tenías que pasar por el agua entre los dos./Así que construimos un puente para la vía,/construimos un puente para la vía del tren y ahorrar tiempo.
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urante el final de la era glacial más reciente —hace aproximadamente trece mil años—, el último gran repliegue de la capa de hielo que cubrió buena parte del planeta por milenios creó, en el noreste de la isla hoy ocupada por el Reino Unido, el fiordo de Forth, un valle inundado por las aguas del Mar del Norte. En la actualidad, esta cuenca pertenece a Escocia cuya capital, Edimburgo, está localizada en su ribera sur. Alrededor de su costa norte se encuentra la provincia de Fife, una de las regiones más industrializadas del país. Los primeros planes para unir las dos orillas del Forth por medio de un puente datan de finales del siglo XVIII, pero sólo hasta la década de 1870 el avance tecnológico hizo que el
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sueño pareciera realizable. El primer intento serio, sin embargo, no fue más allá de la colocación de los cimientos de un puente suspendido diseñado por Thomas Bouch, si bien la obra se canceló debido a la alarma causada por el desplome de otro puente suyo. Cuatro años más tarde, en 1883, una obra con el mismo objetivo le fue encargada a los ingenieros John Fowler y Benjamin Baker. Esta vez, la historia tendría un final mucho más feliz. Preocupados por garantizar la estabilidad de su puente, Fowler y Baker desecharon la solución de Bouch y optaron por un diseño revolucionario que ahora se conoce como el puente en ménsula o voladizo, cuya geometría permite, gracias a un complicado juego de pesos y contrapesos, soste-
ner dilatadas estructuras en perfecto balance. Además de tomar esta arriesgada decisión, los ingenieros escogieron para armar su puente el metal que, para la época, era lo más novedoso —y menos probado— en materiales de construcción: el acero. Esto acabó de poner de punta los ya de por sí enhiestos bigotes de los inversionistas, quienes se apresuraron a señalar que todo mundo utilizaba hierro colado. Hasta el gran Eiffel había anunciado que con ese material construiría una gigantesca torre en París. No obstante, Fowler y Baker se negaron a recular, para regocijo de los recientemente instalados talleres acereros escoceses. Siete años de labor y cincuenta mil toneladas de acero, además de una fuerza de trabajo de más de cuatro
D é c i m a
N o v e n a
Reunión Nacional de Ingeniería de Vías Terrestres
Movilidad,
factor detonante para el progreso de México Mazatlán, Sinaloa 18 al 20 de julio de 2012
X Conferencia Rodolfo Félix Valdés Premios AMIVTAC
Encuentro Académico Visita técnica Puente Baluarte
SCT SECRETARÍA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES
INFORMES
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Camino a Santa Teresa 187, Colonia Parque del Pedregal, Delegación Tlalpan, C.P. 14010, México, D.F., Teléfonos: 5528- 3706 5666-5587 Vector 45 amivtac@prodigy.net.mx miguelsanchez@amivtac.mitmx.net www.amivtac.org
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mil obreros, fueron necesarios para completar la vía de dos kilómetros y medio, diseñada para alojar dos vías de tren, suspendidas a cuarenta y seis metros del nivel más alto del agua del fiordo. Las investigaciones históricas más recientes revelan que sesenta y tres trabajadores perdieron la vida durante la construcción del puente y, además, se sospecha que fueron cientos los que sufrieron heridas incapacitantes en esos siete años. La vida era muy dura para aquellos hombres que diariamente escalaban el laberinto de acero de la construcción sin cascos, arneses o ropa especial. Seis millones y medio de remaches fueron colocados en esas condiciones por medio de martillos de fundición y hornillos de carbón. En diciembre de 1889 se realizó la prueba final de carga, utilizando dos ferrocarriles, cada uno con tres máquinas grandes y cincuenta carros cargados de carbón. El peso de estas máquinas —mil ochocientas toneladas— representaba el doble del límite de carga previsto por los constructores, mas la deflexión de la estructura se mantuvo dentro del rango
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de seguridad. Días antes, además, una violentísima tormenta expuso el puente a los vientos más fuertes que se hubieran registrado en la región. Los voladizos se movieron apenas veinticinco milímetros. Después de tales experiencias, nadie se sintió angustiado por la seguridad del noble personaje que inauguraría la obra el 4 de marzo de 1890: ni más ni menos que el hijo de la reina Victoria, el futuro Eduardo VII. Más de un siglo después de aquella ceremonia, los trenes siguen cruzando el puente del fiordo de Forth, a razón de entre ciento noventa y doscientos viajes al día. Las máquinas modernas son mucho más ligeras que los enormes vehículos a vapor para los que fue diseñado el puente así que, en ese aspecto, no hay motivo de preocupación. El verdadero enemigo de la estructura, por supuesto, es la corrosión, y la expresión “pintar el Puente Forth” se ha vuelto sinónimo del trabajo que nunca se acaba. Con todo, la veneración que sienten los escoceses por esta obra, que ya se ha convertido en un símbolo nacional, hace estar seguros de que su preservación está garantizada.
Libros
Puentes
Angia Sassi Perino y Giorgio Faraggiana, Puentes. México, Numen, 2004. los autores de Puentes no dejaron pasar la oportunidad de rendir el debido homenaje a los hombres que, gracias a su dedicación y creatividad, hicieron posible la construcción de tales obras, y en sus 184 páginas puede encontrarse mucha información acerca de las carreras de ingenieros de la talla de Thomas Telford y Othmar Herrman Amman. La obra arranca con un breve —pero muy ilustrativo— resumen de la historia de los puentes, desde la antigüedad hasta el siglo XVIII, donde se tocan temas como la tecnología del arco de piedra aplicada por los romanos a principios de la era cristiana para levantar puentes como el Milvio sobre el río Tiber, así como las características de interesantes y poco conocidos ejemplos asiáticos de construcción de puentes. A partir de aquí, la historia de estas obras se divide en dos periodos: La revolución del hierro —siglos XVIII y XIX—, en el que se destacan, entre otros, el puente de Brooklyn y el puente Széchenyi —al que se ha dedicado un artículo en este número de Vector—, seguido por El descubrimiento del hormigón armado —siglo XX—, ejemplificado por construcciones como los puentes Golden Gate, Maracaibo y de la Barqueta.
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ste libro, profusamente ilustrado con hermosas fotografías y numerosos diagramas explicativos, ofrece un fascinante recorrido a través de la historia moderna de la edificación de puentes, desde los fabricados con hierro y piedra —como el puente colgante de Menai, terminado en 1826— hasta las maravillas contemporáneas —como el Vasco da Gama, inaugurado en 1998—, hechas con aceros y concretos de última generación. Por otra parte,
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El último capítulo del libro, titulado Entre tecnología y estética , está dedicado a exponer los mejores ejemplos a nivel mundial de pasarelas peatonales, elementos arquitectónicos rescatados del olvido por una nueva urbanística preocupada por dotar a las ciudades de servicios de calidad para el descanso y el transporte ecológico. Por otra parte, subrayan los autores que, en este rubro, los ingenieros se han esforzado, además, en la elección de los materiales y en la singularidad del esquema estructural hasta desembocar en una especie de virtuosismo de la ingeniería , afirmación cuya validez dejan fuera de toda duda ejemplos como las pasarelas Solferino y Millennium, construidas respectivamente en París y Londres en este siglo XXI.