Vías Terrestres #75 by Vías Terrestres

ÓRGANO OFICIAL DE LA ASOCIACIÓN MEXICANA DE INGENIERÍA DE VÍAS TERRESTRES A.C. ISSN 2448-5292 viasterrestres.mx

AÑO 13 #75 ENERO FEBRERO 2022

VÍAS TERRESTRES CONTENIDO

EDITORIAL Jesús Eutimio Sánchez Argüelles

SISTEMA DE INGENIERÍA VIAL DE FLUJO CONTINUO Gerardo Martínez Ponce y Jesús Alderete Zapata

SISTEMA AEROPORTUARIO METROPOLITANO Jorge de la Madrid Virgen

EFECTO DE LAS CONDICIONES DE FABRICACIÓN EN LAS PROPIEDADES DE LAS MEZCLAS BITUMINOSAS RECICLADAS Domingo Pérez Madrigal

CONCRETO SUSTENTABLE ROCAPET E.A. López de la Cruz y T.D. Hernández Cadena PARTE 1

CURIOSIDADES MATEMÁTICAS

SEGUNDO DECENIO DE ACCIÓN PARA LA SEGURIDAD VIAL 2021-2030 Juan Manuel Mares Reyes

LA SUPERVISIÓN DE OBRAS EN LA INFRAESTRUCTURA CARRETERA Enrique Mendoza Soto

TESTIMONIO Pascual Rojas Vite

MODELOS DIGITALES DE ELEVACIÓN APLICADOS A LOS ANÁLISIS HIDRÁULICOS E HIDROLÓGICOS EN OBRAS DE DRENAJE CARRETERO David Morales Flores, Ieve Adonai Martínez Landa y José Antonio Flores Vázquez

NUEVO COMITÉ EJECUTIVO DE PIARC Y FUTURO DEL MODELO HDM-4 Óscar de Buen Richkarday

BITÁCORA

VÍAS TERRESTRES AÑO 13 NO. 75, ENERO-FEBRERO 2022 Disponible digitalmente en www.viasterrestres.mx NOTICIAS Y BOLETINES: Encuentre las noticias de la Asociación y del gremio en nuestras redes sociales.

COLABORACIONES vias.terrestres@amivtac.org Todos los trabajos se someten a dictamen editorial. Contáctenos para conocer nuestros lineamientos editoriales o para información más detallada. SUSCRIPCIONES Y PUBLICIDAD alberto@amivtac.org

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XXIV MESA DIRECTIVA

DIRECCIÓN GENERAL Arturo Manuel Monforte Ocampo CONSEJO EDITORIAL Presidente Jesús Eutimio Sánchez Argüelles Consejeros Amado de Jesús Athié Rubio Demetrio Galíndez López Federico Dovalí Ramos Jorge de la Madrid Virgen José Mario Enríquez Garza Manuel Zárate Aquino Miguel Ángel Vergara Sánchez Óscar Enrique Martínez Jurado Verónica Flores Déleon Víctor Alberto Sotelo Cornejo

Asociación Mexicana de Ingeniería de Vías Terrestres, A. C.

Presidente Jesús Eutimio Sánchez Argüelles Vicepresidentes Francisco Raúl Chavoya Cárdenas Vinicio Andrés Serment Guerrero José Antonio Hernández Guerrero Secretaria Elidé Rodríguez Rodríguez Prosecretaria Verónica Arias Espejel Tesorero Alberto Patrón Solares Subtesorero Pericles Sánchez Leal Vocales Martha Vélez Xaxalpa Javier Soto Ventura Raúl Martínez Téllez Juan Manuel Mares Reyes Juan Carlos Capistrán Fernández Francisco Moreno Fierros Humberto Portillo Sánchez Verónica Flores Déleon Mauricio Alfonso Elizondo Ramírez Director General Miguel Sánchez Contreras DELEGACIONES ESTATALES

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VÍAS TERRESTRES AÑO 13 NO. 75, ENERO-FEBRERO 2022 VÍAS TERRESTRES es una publicación bimestral editada por la Asociación Mexicana de Ingeniería de Vías Terrestres, A.C. Camino a Santa Teresa No. 187, Col. Parques del Pedregal, Alcaldía Tlalpan, C.P. 14010, CDMX. México. Tel. (55) 7678.6760. www.amivtac.org.mx | www.viasterrestres.mx correo electrónico: vias.terrestres@amivtac.org Editor responsable: Miguel Sánchez Contreras. Reserva de derechos al uso exclusivo 04-2011-030812322300-102, ISSN: 2448-5292, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Licitud de título: 14708, Licitud de contenido: 12881, ambos otorgados por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Permiso SEPOMEX: PP09-1777. Impresa por: CODEXMAS, S. de R.L. de C.V., Quetzal No. 1 Int. 1, El Rosedal, Deleg. Coyoacán, 04330 CDMX, México. Este número se terminó de imprimir el 31 de diciembre con un tiraje de 1000 ejemplares. El contenido de los artículos, así como las opiniones expresadas por los autores, no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Los textos publicados, no así los materiales gráficos, pueden reproducirse total o parcialmente siempre y cuando se cite la revista Vías Terrestres como fuente, incluyendo el nombre del autor y número de la revista. PRODUCCIÓN EDITORIAL: CODEXMAS, S. de R.L. de C.V. Estimado asociado, si usted desea recibir la revista impresa, favor de solicitarla a ygarcia@amivtac.org/alberto@amivtac.org

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Delegados Aguascalientes, Ramón Cervantes López Baja California, Sergio Barranco Espinoza Baja California Sur, Manuel de Jesús Anaya Sauceda Campeche, Marilú Escalante Castro Coahuila, Ricardo Herrera Rodríguez Colima, César Mora Amores Chiapas, Romeo Natarén Alvarado Chihuahua, Jimmy Azarías Dzul Góngora Durango, Jorge Ignacio Chanez Peña Estado de México, Ismael Martínez Martínez Guanajuato, Raphael Barraza Mariscal Guerrero, Joaquín Hernández Rodríguez Hidalgo, Fernando Chong Garduño Jalisco, Ángel Salomón Rincón De la Rosa Michoacán, Enrique Sidney Caraveo Acosta Morelos, José Cruz Torres Campos Nayarit, Ruy Horacio Buentello Lara Nuevo León, Rafael Gallegos López Oaxaca, David Pablo Sánchez Solís Puebla, José Óscar Ayala Bernal Querétaro, Efraín Arias Velázquez Quintana Roo, Ulises Morales Estrada San Luis Potosí, José Eduardo Segura Navarro Sinaloa, Saúl Soto Sánchez Sonora, Rubén Darío Soto Mendívil Tabasco, Ernesto Miranda De la Cruz Tamaulipas, Luis Alfonso De la Garza Vela Tlaxcala, Enrique Ramírez Castilla Veracruz, Fernando Elías Guevara Yucatán, Luis Manuel Pimentel Miranda Zacatecas, Aurelio Javier Gutiérrez Hernández

EDITORIAL Ha transcurrido un año más, y los integrantes de la XXIV Mesa Directiva de la AMIVTAC deseamos que todos nuestros asociados estén en excelentes condiciones de salud, y que sus propósitos se hayan cumplido a cabalidad. La especialidad de Ingeniería en Vías Terrestres es esencial para el desarrollo de nuestro país, por eso, es sumamente importante seguir preparándonos para aportar nuevas ideas sobre productos y procedimientos de construcción de nuestras vías terrestres. Antes de iniciar cualquier tipo de obra, debe existir una adecuada planeación, así como contar con proyectos completos para evitar sorpresas de sobrecostos y retrasos durante la construcción. Continuaremos apoyando al Colegio de Ingenieros Civiles de México para seguir certificando peritos profesionales en vías terrestres y tener mejores ingenieros. El plan de trabajo de nuestra mesa directiva considera: — Desarrollar la ciencia y la tecnología propias de las vías terrestres. — Continuar la cooperación con la Asociación Mundial de Carreteras (PIARC). — Fortalecer los convenios de colaboración con instituciones de educación superior. — Fortalecer la participación de los comités técnicos. — Dar seguimiento a las delegaciones AMIVTAC de cada estado. Deseo a todos los ingenieros que este y todos los años la pasen bien en unión de sus seres queridos. Les envío un fuerte abrazo.

POR EL MEJORAMIENTO DE LAS VÍAS TERRESTRES Ing. Jesús Eutimio Sánchez Argüelles Presidente de la XXIV Mesa Directiva de la AMIVTAC

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SISTEMA DE INGENIERÍA VIAL DE FLUJO CONTINUO

GERARDO MARTÍNEZ PONCE JESÚS ALDERETE ZAPATA Universidad Autónoma de San Luis Potosí, México. gerardo.martinez@superflux.mx

RESUMEN

1. PLANTEAMIENTO

Este artículo propone un sistema poderoso y simplificado de ingeniería vial que elimina las principales causas del congestionamiento. La infraestructura asociada a la movilidad es una dinámica clave de la urbanización, pero el acceso a lugares, actividades y servicios conduce a la sobrecarga en las redes viales, ya que los principios de diseño responden a problemáticas del siglo pasado, completamente diferentes a las actuales. La congestión vial es hoy un problema constante y aceptado como inevitable. Diariamente, miles de vehículos circulan por vialidades e intersecciones en las que entran y salen desordenadamente a velocidades diferentes y al mismo nivel de piso. Estas son las causas fundamentales por las que el flujo se interrumpe y provoca conflictos de tránsito, lo que genera estrés, incrementa los niveles de contaminación ambiental, auditiva y visual, así como la pérdida de horas hombre.

Para evitar la congestión y su impacto negativo en la sociedad, el medio ambiente, y la economía, el diseño de vialidades, intersecciones e intercambiadores debe evolucionar y proporcionar flujo continuo. Se propone un diseño desde cero, que ignore la premisa de que se debe distribuir el flujo, y que dé por hecho que el flujo continuo puede y debe lograrse. El flujo continuo es equitativo y proporciona naturalmente tránsito libre hacia cada destino en la vialidad y sus intersecciones. En la FIGURA 1 se han trazado líneas de flujo que indican los posibles destinos de un conductor en una intersección de cinco vías. El total de destinos posibles por vialidad es igual a la cantidad de vías que confluyan en la intersección. La última alternativa de destino es el retorno y puede hacerse sin entrar al intercambiador, por lo que podemos deducir que el número de vías a solucionar es igual al número de vías menos el retorno, en este caso, 5 – 1 = 4 vías.

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FIGURA 1. Líneas de flujo.

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Si se resolviera cada una de las cuatro alternativas para cada vía mediante un puente, se tendría un total de veinte pasos a desnivel, superiores o deprimidos, para que en ningún caso existiera la posibilidad de cruces entre automóviles en el mismo nivel. Así se tendría flujo continuo. Como construir una obra de tal envergadura es poco viable, normalmente los proyectos se desarrollan con la idea de dar prioridad a las vías más importantes y relegan las demás a segundo término y a paso a nivel de piso. Se puede apreciar el caso de la glorieta Guayabal en Villahermosa, Tabasco, México, donde convergen cinco vialidades. En una toma aérea (FIGURA 2) se observa que dicho nodo presenta graves problemas de congestión. Según el párrafo anterior, para resolver esta intersección por completo habría que construir veinte puentes.

2. ANÁLISIS 2.1. Condiciones que generan conflicto vial Un análisis detallado de la relación entre autos circundantes en una vialidad nos permite identificar

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FIGURA 2. Glorieta Guayabal en Villahermosa, Tabasco, México.

los principales factores que generan el fenómeno de congestión vial. En este sentido, se han registrado cinco condiciones distintas (FIGURA 3). — Condición 1: Paso paralelo. Cuando los vehículos circulan en vías paralelas en un mismo sentido con velocidades similares. — Condición 2: Desfase paralelo. Si uno de los dos vehículos cambia de velocidad, ambos se desfasan. Se identifica la diferencial de velocidad como un factor no influyente cuando la circulación es paralela, pero que puede influir cuando esta relación cambia. — Condición 3: Desincorporación en paralelo. Cuando un vehículo se desincorpora del flujo sin invadir otro carril, tanto a la izquierda como a la derecha. — Condición 4: Medio cruce. Un vehículo se desincorpora invadiendo otro carril en forma transversal, de derecha a izquierda o de izquierda a derecha. Se registra un grado inicial de conflicto vial. — Condición 5: Cruce completo. Doble desincorporación de carriles por parte de vehículos o flujos de vehículos de manera transversal de derecha a izquierda y de izquierda a derecha. Esta condición implica alto grado de conflicto vial. El conflicto vial se origina cuando los vehículos hacen medios cruces y cruces completos. Si estos fenómenos se manifiestan entre flujos vehiculares, habrá congestión. Después de analizar estas cinco condiciones se definió que el flujo vial debe alejarse en lo posible de la quinta condición, doble cruce, y acercarse a la primera: circulación paralela. Mientras más cercana a la condición uno, más eficiente es el diseño de la vialidad, y mientras más cercana a la cinco, más ineficiente.

FIGURA 3. Condiciones de flujo.

2.2. Identificación de causalidades Un proceso de observación llevado a cabo durante más de ocho años ha permitido listar las principales causas de congestión vial, así como identificar las que reflejan alta incidencia en el conflicto. La solución a estas causas identificadas permitió el desarrollo de una solución que conforma el sistema de flujo continuo presentado en este artículo. Aplicando el principio de Pareto [1] se aislaron los factores listados en la TABLA 1 que afectan al 100 % de los conductores el 100 % del tiempo. Dichos factores son: a. Cruce en el mismo nivel. Cuando se realiza un medio cruce o cruce completo en otro flujo vehicular. b. Diferencial de velocidad. Este factor influye cuando la circulación deja de ser paralela, es decir, cuando hay una incorporación a un flujo o se requiere hacer

TABLA 1. Factores de conflicto vial. Incidencia (%)

Ponderación (%)

Cruce en el mismo nivel

100

199

Cambio aleatorio de carril

100

Diferencia de velocidad

Diferencia en estilos de manejo

100

Desconocer | Desobedecer reglamentos

Ola de vehículos

Conducción de retraso

Falta de consideración de conductores

No marcar señales de cambio de carril

Conducción bajo estrés

Frenar sin razón

Accidentes

Maniobras por falta de carril

Conducción con celular en mano

Factores

Distracción al conducir

Desobediencia al semáforo

Falta de señalización

Daños en el camino

Conducción en estado inconveniente

Falla mecánica

0.5

Piso mojado

0.2

Ponchadura de neumático

0.1

0.01

Problema de salud

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un cruce. Dichos cambios sólo se pueden realizar en forma segura cuando la velocidad es homóloga. Cuando existe un diferencial significativo, dichas maniobras se complican, lo que aumenta el riesgo de conflicto o accidente. (FIGURA 3). c. Cambio aleatorio de carril. Este fenómeno se da cuando hay medios cruces y cruces completos en un flujo, en forma aleatoria y desordenada, causando conflicto y congestión fantasma; es decir, aparentemente no hay una razón para que el flujo se detenga o congestione, como un accidente o una obstrucción permanente de un carril. Sin embargo, el frenado momentáneo que causan los cambios permitidos por vialidades de varios carriles es suficiente para causar un efecto en cadena que genera congestión.

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Un diseño vial eficiente debe cumplir estrictamente con estas características: hacer el cruce entre vehículos en diferente nivel, igualar la velocidad de circulación y propiciar el orden en el cambio de carriles. En esta propuesta de diseño de intercambiador de flujo continuo se resuelven los tres requisitos. Esta nueva filosofía de diseño busca acercarse todo lo posible a la circulación en paralelo regulando la velocidad, manteniendo un orden y alejándose del cruce de vehículos al mismo nivel.

3. PROCESO DE SOLUCIÓN Para dar fluidez a la vialidad y sus intersecciones se debe tener una idea precisa de hacia dónde van los vehículos y todas las posibles rutas en cada vía (FIGURA 1). Es fundamental el trazo de líneas de flujo a partir de las cuales se llega a la solución. 3.1. Sistema de flujo continuo Los elementos que conforman el nuevo sistema de flujo continuo, denominado sistema SUPERFLUX, son los siguientes: 1. Medio paso a desnivel. El sentido innovador de este concepto se basa en una redefinición del propósito del paso a desnivel convencional.

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Estas estructuras se erigen para llevar un flujo vehicular de un punto A hacia un punto B, pasando por encima o por debajo de otra vialidad. El medio paso a desnivel simplemente realiza el cruce en un nivel distinto, ya sea superior o inferior de la vialidad a cruzar, sin que necesariamente se dirija el flujo a un destino particular. 2. Reducción y homologación pasiva de velocidad. Donde no sea posible el empleo de un medio paso a desnivel, se procederá a homologar en forma pasiva la velocidad para crear una condición ideal para el entrecruzamiento entre carriles. 3. Monocarriles. Empleo de carriles aislados con barreras físicas que solo permiten el cambio en lugares destinados para dicho fin, generando orden en la circulación. 4. Glorieta espiroidal. Innovación aplicada a la intersección de vialidades, que, en combinación con medios pasos a desnivel y la homologación pasiva de velocidad, genera una solución eficiente para la gestión del cruce y cambios de dirección en la intersección. La aplicación de estos principios y elementos proporciona flujo continuo en vías e intersecciones de alto aforo vehicular. La fluidez en la vialidad no se relaciona con el número de carriles, sino con la interacción entre los mismos. De acuerdo con las observaciones que conforman este modelo, una vía de dos carriles en donde se aplica el sistema de flujo continuo es más eficiente que una con tres o más. Se ha adjudicado el factor económico de oferta y demanda, según el cual, la ampliación de carriles fracasa en el intento de eliminar la congestión vial pues tarde o temprano, se verá saturada. Esta explicación no contempla los principios observados en este artículo. Las vías de tres o más carriles se saturan debido a la combinación de los tres factores: hay cruce en el mismo nivel, hay cambios aleatorios de carril y hay diferencial de velocidad. A mayor cantidad de carriles, mayor incidencia de estos fenómenos. Por lo tanto, una vía de dos carriles, uno dedicado y otro de transición, elimina las tres causales de congestión.

3. 2. Intercambiador de flujo continuo Cuando una vialidad de alto aforo vehicular es intersecada por otra o por varias más, se forma un nodo a resolver. En una solución semaforizada, los semáforos fungen como acumuladores de vehículos. En una intersección de cuatro vías solamente puede circular el 25 % del aforo, mientras el restante 75 % se acumula hasta que le llegue el turno. Este sistema no es eficiente en el manejo de altos volúmenes vehiculares. La segunda opción es construir un puente que permita que la vía principal evite el cruce en el mismo nivel. Cuatro vialidades, cada una con cuatro posibles destinos, nos da un total de 16 líneas de flujo. Un puente resuelve dos de las 16 líneas, por lo tanto, no es una solución eficiente. Desarrollar un distribuidor vial tipo turbina, en el que se construye un puente para cada destino, sería inviable y normalmente se construirían puentes solo para los destinos principales, por lo que tampoco soluciona el problema al 100 %, además de que su costo es sumamente elevado. El intercambiador de flujo continuo es un concepto con eficiencia total. Se muestra un modelo base de este concepto aplicado a una intersección de cinco vialidades, en las FIGURAS 4 y 5, que son de carácter explicativo, no arquitectónico ni constructivo. El sistema funciona para intersecciones a partir de tres vialidades, cuya base de distribución de flujos es una glorieta, en la cual se emplean medios pasos a desnivel para realizar el cruce en diferente nivel. El diseño de dichos medios pasos contempla una curva calculada como reductor pasivo de velocidad (FIGURA 5-II). Cada vialidad cuenta con un medio paso a desnivel que realiza el cruce a nivel distinto y converge en la tangente interna de la glorieta. En este punto, se emplea una geometría espiroidal que, aunada a la homologación de velocidad lograda por los reductores en los pasos a desnivel, procura un entrecruzamiento seguro y fluido hacia un anillo de distribución que conecta con todas las salidas. Este es el efecto innovador del medio paso a desnivel; no conecta el flujo con un punto en específico sino con la espiral en la glorieta, con lo que logra un carácter multimodal y más eficiencia que un paso a desnivel convencional.

La geometría espiroidal genera espacios entre los vehículos y permite que el acceso al anillo de distribución sea ordenado y a una velocidad homóloga. A medida que los vehículos intersectan en niveles distintos, se incorporan en una distribución geométrica progresiva, y según su avance, se separan en proporción creciente. Esto hace que la distancia entre automóviles se amplíe. El sistema hace uso de monocarriles, diseñados para que pueda circular solamente un vehículo a la vez (FIGURA 5-III). Con esto se genera un orden que se complementa con barreras de contención que evitan el cambio aleatorio de carril. Cabe destacar que el ancho del carril permite el acceso de servicios de asistencia tales como grúas y ambulancias en caso de percance o descompostura, y así permite mantener la circulación.

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1. Retorno a carretera A 2. Acceso a intercambiador desde carretera A, marcado en azul 3. Medio paso a desnivel que lleva a la tangente interna de la glorieta para evitar cruce en el mismo nivel con vehículos salientes. La curva induce homologación de velocidad. 4. Espiral central que distribuye espacios inter-vehiculares. 5. Fin de la espiral y acceso al anillo de distribución. 6. Salida a carretera B. 7. Salida a carretera A. 8. Salida a carretera E. 9. Salida a carretera D. 10. Salida a carretera C.

FIGURA 4. Modelo del intercambiador vial de flujo continuo de cinco vías.

Elementos I. Medios pasos a desnivel. II. Curvas reguladoras de velocidad. III. Monocarriles y barreras de contención. FIGURA 5. Modelo esquemático del IFC.

4. CASO DE ESTUDIO: DISTRIBUIDOR GUAYABAL, VILLAHERMOSA, TABASCO, MX.

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4.1. Antecedentes y análisis situacional En Villahermosa hay una intersección entre la carretera federal 195, el periférico Carlos Pellicer, las avenidas 16 de septiembre y Paseo Usumacinta, lo que forma un cruce de cinco vialidades que confluyen en una glorieta ovoidal semaforizada con altos niveles de congestión en horas pico. Por esta intersección circulan diariamente más de 57 mil vehículos, 600 ciclistas y 1700 peatones, y la pérdida de tiempo calculada se registra en 8750 horas hombre. Debido a la congestión, cada vehículo demora

FIGURA 6. Solución de flujo continuo Guayabal, Villahermosa, Tabasco, México.

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en promedio cinco minutos en cruzar el nodo, con lo que se generan cerca de 97 toneladas de CO2 en un periodo de 24 horas. 4.2 Solución de flujo continuo En la propuesta, cada vialidad que integra la intersección resuelve el cruce en diferente nivel mediante medios pasos elevados, que convergen en la tangente interna de una glorieta espiroidal, donde se propicia un entrecruzamiento fluido y seguro gracias a la homologación de la velocidad lograda mediante la reducción pasiva de velocidad en las curvas de

los pasos. El sistema genera un nodo altamente eficiente con emisión mínima de contaminantes y la posibilidad de cruzar en todas direcciones de manera simultánea e ininterrumpida. 4.3. Emisiones contaminantes en el nodo En la TABLA 2 se aprecia una reducción del volumen de emisiones diarias, de 67 a 16 toneladas de CO2, debido a la alta eficiencia en el tiempo de traslado de los vehículos.

TABLA 2. Comparación de emisiones contaminantes.

Matriz de comparación de emisiones contaminantes Guayabal, Villahermosa

Cantidad de vehículos

Tiempo promedio de recorrido (s)

Emisión de CO2 por minuto (g)

Volumen de emisión de CO2 por vehículo (g)

Total de emisión de CO2 (toneladas al día)

Cruce discontinuo a nivel de piso

63,270

300

.19166 K

1.546 K

97 TON

Flujo continuo en toda la intersección

63,270

~40

.19166 K

.161 K

10 TON

5. CONCLUSIONES a. El paradigma de jerarquización de flujo empleado hasta el momento se puede romper mediante el uso de este sistema. b. El impacto ambiental causado por congestión vial puede verse drásticamente disminuido mediante este sistema. c. El tiempo de recorrido se reduce, lo que disminuye el consumo de combustible. d. La reducción en el tiempo de desplazamiento impacta positivamente la productividad. e. Menor tiempo de desplazamiento disminuye el estrés de los usuarios [3]. En el aspecto económico, el sistema permite una solución de flujo continuo al 100 % de las vías, además de lograr ahorros en tiempo y materiales de construcción.

f. La reducción de materiales, tiempos de construcción y de desplazamiento implica una disminución en la huella de carbono, por lo que la adopción de este modelo y su aplicación trae grandes beneficios ambientales.

REFERENCIAS [1] Koch, R. (2017). The 80/20 Principle: The Secret to Achieving

More with Less. Nicholas Breadley Publishing. [2] Department for Transport, U.K. latest evidence on induced

travel demand: an evidence review. May 2018 https://assets. publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/ uploads/attachment_data/file/762976/latest-evidence-on-induced-travel-demand-an-evidence-review.pdf [3] Cernas, J. F. (2014). Tráfico vehicular causa estrés y ataques de ira a los conductores. La Prensa. https://www.laprensa.hn/ honduras/apertura/476568-98/trafico-vehicular-causaestres-y-ataques-de-ira-a-los-conductores

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SISTEMA AEROPORTUARIO METROPOLITANO

ING. JORGE DE LA MADRID VIRGEN Presidente de la V Mesa Directiva de la AMIVTAC

El Sistema Aeroportuario Metropolitano se integra por tres complejos: el Aeropuerto Internacional de la Ciudad de México (AICM), el Aeropuerto de Toluca (TLC), ambos ya en operación, y el Aeropuerto Internacional Felipe Ángeles (AIFA), actualmente en construcción. Los dos primeros disponen de instalaciones suficientes para atender en corto plazo la demanda de transporte aéreo de la Zona Metropolitana de la Ciudad de México. Sin embargo, para mediano y largo plazo es necesario disponer de otras instalaciones aeroportuarias. Por ello se planificó y está en construcción otro aeropuerto para uso civil, denominado Aeropuerto Internacional Felipe Ángeles, que utilizará los espacios e instalaciones de la Base Aérea de Santa Lucía,

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en actual uso de la Fuerza Aérea Mexicana. El plan del desarrollo del aeropuerto AIFA considera tres pistas de aterrizaje. Actualmente se encuentra en construcción una de las pistas para aviación civil; así como la terminal de pasajeros, los servicios aeroportuarios: carga, aduanas, migración, seguridad y hangares y la torre de control. La inversión programada para este proyecto es de ochenta mil millones de pesos. En una etapa inicial, el AIFA atenderá a 18 millones de pasajeros anuales; en la intermedia, a 54 millones, y en la final, la expectativa es de 160 millones de pasajeros anuales. Su construcción pretende concluirse en el mes de marzo del año 2022 y comenzar las operaciones de vuelos en esa fecha.

En su inicio de operaciones se tendrán 45 posiciones de aviones, la terminal de pasajeros completa, así como la de carga, base de mantenimiento y estacionamiento para 5500 vehículos. AIFA será uno de los aeropuertos más grandes en el mundo, y sus pistas de aterrizaje, las más grandes del país, hechas con pavimento de concreto hidráulico. Los estudios de espacio aéreo los realizó el Grupo NAVBLUE y fueron revisados por la Agencia Federal de Aviación de Estados Unidos de Norte América (FAA) y con recomendaciones de la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI). Actualmente, se encuentran en proceso de desarrollo 16 obras de comunicación terrestre, responsabilidad del Estado de México, 2 a cargo de SEDENA, 3 de la Secretaría de Infraestructura, Comunicaciones y Transporte (SICT), 1 del Fondo Nacional de Desarrollo de Infraestructura (FONADIN) y 2 de la Ciudad de México.

La inversión total programada para estas obras es de 106 mil MDP, y entre las obras viales responsabilidad del Estado de México destacan la autopista Toluca-Naucalpan, Naucalpan-Ecatepec, EcatepecPeñón Texcoco, el distribuidor de acceso al AIFA y la ampliación del Mexibus. Mientras tanto, a cargo de SCT destaca el tren suburbano y, de la Ciudad de México, el CETRAM Indios Verdes. En diciembre del 2021 habrá accesos viales desde la autopista México-Pachuca con servicio de MexiBuses. Con la operación de este gran aeropuerto AIFA se atenderá la demanda de transporte aéreo de la Zona Metropolitana de la Ciudad de México sin contratiempos.

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EFECTO DE LAS CONDICIONES DE FABRICACIÓN EN LAS PROPIEDADES DE LAS MEZCLAS BITUMINOSAS RECICLADAS DR. DOMINGO PÉREZ MADRIGAL Ingeniero Civil egresado de la UNAM. Maestro en Mecánica de Suelos por la UNAM. Para la obtención del grado de Doctor en Ingeniería de Carreteras por la Universidad Politécnica de Cataluña con mención de Doctorado Internacional

RESUMEN TESIS PREMIADA “JUAN B. PUIG DE LA PARRA” PREMIOS AMIVTAC 2021, XXIII REUNIÓN NACIONAL

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RESUMEN En las últimas décadas, el ahorro de energía y de materiales, así como la preservación del medioambiente, han adquirido una gran trascendencia para tratar de reducir los efectos del cambio climático. Tratándose del área de la construcción, se ha implementado el uso de materiales bituminosos reciclados RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) en la fabricación de mezclas asfálticas bituminosas en las capas del pavimento firme. A pesar de las indiscutibles ventajas de esta técnica en la construcción y en la conservación de carreteras, existen cuestiones por

resolver con respecto a la calidad del producto final obtenido y su comparación con la de una mezcla bituminosa convencional. Es frecuente el empleo de mezclas recicladas con un contenido de RAP variable entre 10 % y el 30 % en la construcción y rehabilitación de firmes. Algunos investigadores afirman que el 100 % del uso de RAP es factible para la fabricación de mezclas bituminosas (Lo Presti et al., 2016; Zaumanis, et al., 2014) (FIGURA 1). Sin embargo, la proporción del RAP que se usa en la elaboración de nuevas capas de la estructura del pavimento sigue siendo más baja de lo que

recirculación de aire caliente filtro

secador y tambor de calentamiento (giratorio)

cámara de combustión

tambor de reciclaje

mezcla de gas reciclaje de asfalto asfalto de reciclaje en caliente 165 °C

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FIGURA 1. a) Planta de asfalto para mezclas recicladas con 100 % de RAP “BAB Belag AG RAH 100” y b) sección transversal del tambor de calentamiento. Adaptado de (Ammann Industries, 2011).

capa de ligante recuperado de RAP agregado virgen

agregado virgen

+ +

ligante virgen

agregado RAP

podría ser técnicamente, y es la capa de rodadura la más exigente debido al alto desempeño que se requiere en parámetros como la resistencia al agrietamiento y la resistencia al deslizamiento (West et al., 2016). En la práctica profesional, cuando el RAP se combina para formar una nueva mezcla reciclada, generalmente se asume que el ligante contenido en él está adecuadamente integrado con el nuevo betún virgen. Varias investigaciones han demostrado que esta aseveración es incorrecta (FIGURA 2) (Bennert y Martin, 2010; Huang et al., 2005; Zhao et al., 2016). Entre las cuestiones más discutidas se destacan el porcentaje máximo de material fresado que se puede añadir, la calidad obtenida de la mezcla reciclada y la interacción entre el ligante nuevo y el viejo. La utilización de un material que ha sufrido un envejecimiento previo supone un aspecto difícil de cuantificar en la etapa de diseño de la mezcla reciclada, especialmente cuando se desconoce el efecto que ha causado este proceso en el asfalto o betún. Los principales factores que podrían afectar el grado de mezclado entre los ligantes bituminosos envejecidos y vírgenes son la temperatura de producción, el tiempo de mezclado, la temperatura final de la mezcla, el origen del RAP, las propiedades del RAP y el uso de aditivos como rejuvenecedores para mejorar el grado de mezclado.

mezclado

agregado RAP

Ligante RAP no movilizado o bien: agregado virgen

mezcla de ligante virgen y ligante RAP movilizado

agregado RAP

FIGURA 2. Posibles escenarios del mezclado de una mezcla bituminosa reciclada .......................(Zhao et al., 2016).

Por esta razón, en esta tesis se analiza el efecto de las condiciones de fabricación sobre las propiedades volumétricas y mecánicas de las mezclas bituminosas con RAP. Se establecieron dos etapas de investigación. En la primera, las condiciones de fabricación de probetas consistieron en variar la temperatura del árido de aportación y del RAP, así como el tiempo de mezclado. También se analizó el efecto del agente rejuvenecedor sobre las mezclas bituminosas recicladas con 60 % de RAP. La segunda etapa consistió en cambiar las características de la primera etapa, por ejemplo, variar el origen del RAP, extender el tiempo de mezclado, así como utilizar distintos materiales de aportación y equipos de laboratorio. La primera etapa se llevó a cabo en la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) y la segunda, en la Universidad de Nottingham.

Se ha desarrollado un programa experimental que incluye ensayos para evaluar las propiedades en mezclas recicladas como contenido de huecos, ensayo Fénix, tracción indirecta y módulo de rigidez (FIGURA 3).

FIGURA 3. Dispositivo para medir el módulo de rigidez por compresión diametral (UPC, 2017).

75 15

tensiones de tracción

zona de fractura

tensiones de tracción

FIGURA 4. Esquema del ensayo Fénix (Pérez-Jiménez F. et al., 2010).

carga (kN)

Fmax

placa de acero

75 16

probeta 0,5 Fmax

fisura

0,25 Fmax

d0,25 Fmax dFmax d0,5 PostFmax

df desplazamiento (mm)

FIGURA 5. Curva carga-desplazamiento (Pérez-Jiménez, F. et al., 2010).

Actualmente, en España y México no existe un ensayo normalizado que simule los mecanismos de fisuración, por lo que se propone utilizar el ensayo Fénix, desarrollado en la UPC (FIGURA 4), ya que ha demostrado ser un método práctico y eficaz para caracterizar el comportamiento a la fisuración de mezclas

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bituminosas recicladas, y que considera variables como el tipo y el contenido de ligante y la temperatura de ensayo. Otra ventaja de este ensayo es que se puede utilizar en los testigos de una obra y en un amplio rango de temperaturas. Asimismo, permite estudiar el comportamiento en zona de postpico de la curva carga vs. desplazamiento para evaluar la tenacidad de la mezcla (FIGURA 5). También se ha incluido el método UCL (Universal de Caracterización de Ligantes) para analizar la influencia del mástico del RAP, desarrollado también en la UPC, que ha confirmado en diferentes estudios que puede dar información complementaria del efecto del contenido y la tempera-

tura del mástico sobre las propiedades mecánicas de una mezcla bituminosa reciclada. Los resultados mostraron que en la variación de la cohesión-adhesión de las mezclas recicladas al cambiar la temperatura del RAP y el porcentaje de un rejuvenecedor, el máximo valor de contenido de huecos se encuentra en la serie donde el RAP se añade a temperatura ambiente (20º C). Por el contrario, en la serie donde se agrega una tasa de rejuvenecedor al 20 %, se presenta el mínimo contenido de huecos en la mezcla, llegando incluso a valores menores que la mezcla de referencia. El rejuvenecedor ayuda ligeramente al mástico a recuperar ese poder aglomerante perdido, sobre todo a temperaturas bajas e intermedias (-20º C a 25º C). Sin embargo, se presentaron pérdidas muy elevadas con una temperatura de ensayo de 40º C y 60º C para el caso del 20 % de rejuvenecedor; además, presenta una pendiente en la curva de estado muy elevada, por lo que nos indica que es importante analizar el comportamiento de los productos utilizados como supuestos rejuvenecedores, porque no siempre soportan bien los cambios de temperatura.

CONCLUSIONES Se puede aseverar que las mezclas recicladas pueden alcanzar un desempeño similar al de las mezclas convencionales, siempre y cuando se tenga el tratamiento adecuado en el diseño y en el proceso de fabricación. Al precalentar el RAP se consigue difundir de mejor manera el ligante de aportación y movilizar una mayor cantidad del betún del RAP. Extender el tiempo de mezclado provoca que las aglomeraciones del RAP comiencen a separarse y, por ende, se logra movilizar una mayor cantidad de betún. La incorporación de un aditivo rejuvenecedor produce un efecto positivo en las propiedades de las mezclas recicladas, puesto que éste consigue restaurar las propiedades del betún envejecido. No obstante, en la mayoría de los casos, es suficiente aplicar alguna condición (precalentamiento del RAP, aumento del tiempo de mezclado, sobrecalentamiento de los áridos de aportación o uso de rejuvenecedores) para mejorar las propiedades. En algunos

casos, aplicar todas las condiciones simultáneamente produce un efecto sinérgico que se traduce en resultados positivos en el comportamiento de las mezclas recicladas.

BIBLIOGRAFÍA Zaumanis, M., Rajib, B. Mallick, Poulikakos, L., and Frank, R. (2014). Influence of Six Rejuvenators on the Performance Properties of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) Binder and 100% Recycled Asphalt Mixtures. Constr. Build. Mater.,71: 538-550. DOI:10.1016/j.conbuildmat.2014.08.073 Lo Presti, D., Jiménez Del Barco A., Airey, G., and Hajj., E. (2016). Towards 100 % Recycling of Reclaimed Asphalt in Road Surface Courses: Binder Design Methodology and Case Studies. J. Clean. Prod. 131: 43–51. DOI:10.1016/j.jclepro.2016.05.093 West, R., Tran, N., Taylor. A, and Richard, J. (2016). Comparison of Laboratory Cracking Test Results with Field Performance of Moderate and High RAP Content Surface Mixtures on the NCAT Test Track. 8th RILEM International Symposium on Testing and Characterization of Sustainable and Innovative Bituminous Materials. 9979-991. DOI: 10.1007/97894-017-7342-3_78. Bennert, T. and Dongre, R. (2010). Method to determine effective asphalt binder properties of recycled asphalt pavement mixtures. J. Transp. Res. Rec. 2179: 75–84. DOI:10.3141/2179-09. Zhao, S., Huang, B., Shu, X., and Woods, M. (2016). Quantitative Evaluation of Blending and Diffusion in High RAP and RAS Mixtures. Mater. Des. 89: 1161–70. DOI:10.1016/j.matdes.2015.10.086 Pérez-Jiménez, F., Valdés, G., Miró, R., Martínez, A. and Botella, R. (2010). Fénix Test. Development of a new test procedure for evaluating cracking resistance in bituminous mixtures. Materials and Design. 2181:36-43. DOI:10.3141/2181-05 Huang B, Li G, Vukosaviljevic D, Shu X, Egan B. (2005). Laboratory investigation of mixing hot-mix asphalt with reclaimed asphalt pavement. J. Transp. Res. Rec. 1929:1. DOI:10.1177/0361198105192900105

Puede consultar la tesis completa en: https://upcommons.upc.edu/handle/2117/121016

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CONCRETO SUSTENTABLE ROCAPET PARTE 1

E.A. LÓPEZ DE LA CRUZ & T.D. HERNÁNDEZ CADENA Concretos Sustentables ROCAPET, S.A. de C.V., México concreto.rocapet@gmail.com E.A. LÓPEZ DE LA CRUZ

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RESUMEN Cada año se lanzan más de 8 millones de toneladas de plástico a los océanos, lo que equivale a verter un camión de basura lleno de plásticos cada minuto (World Economic Forum 2016). [1] El sector de la construcción es responsable del 40 % de los materiales vírgenes extraídos, del 40 % de la energía consumida (incluyendo la energía en uso), de un 20-30 % de las emisiones de gases de efecto invernadero y del 50 % del total de los residuos generados (UNEP-SBCI 2014). [2] La explotación de arena y grava por parte del sector de la construcción, que son recursos no renovables, representa el mayor volumen de extracción de materiales en todo el mundo después del agua. Las emisiones de dióxido de carbono generadas por la extracción y el transporte de arena y grava afectan la biodiversidad, la turbidez del agua, la erosión de la corteza terrestre y el clima. (UNEP 2014). [3] Según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, para mitigar estos problemas es necesario hacer lo siguiente:

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— Reducir el consumo de arena o grava. Para ello se puede, por ejemplo, optimizar las infraestructuras existentes, reciclar escombros de concreto o utilizar materiales de construcción alternativos como la madera. — Establecer impuestos sobre la extracción de arena y grava para incentivar el uso de alternativas económicamente viables. — Reducir el impacto negativo de la extracción. Esto puede conseguirse adecuando el ritmo de extracción al ritmo de renovación de los recursos y estableciendo un límite de extracción aceptable. Para reducir la explotación de arena y grava proponemos que la industria de la construcción utilice tereftalato de polietileno (PET), que es un plástico, en lugar de grava, para fabricar concreto. Con ROCAPET se reutiliza el PET como agregado grueso para la elaboración de concreto en un porcentaje minoritario en sustitución de la grava. Al sustituirlo, reduce el número de toneladas postcon-

sumo de PET anual, se preserva el recurso natural grava, se obtiene un concreto sustentable con menor peso volumétrico, representa un ahorro económico al reducir costos en la fabricación del concreto premezclado y beneficia al medioambiente. Con ROCAPET es posible producir concreto para uso estructural. Al utilizar plástico PET en sustitución en porcentajes minoritarios a la grava, se alcanzan resistencias de f’c=250 kg/cm² hasta f’c=350 kg/cm², con lo que se cumplen los requisitos de calidad de trabajabilidad (revenimiento), compresión, flexión, y temperatura.

1. OBJETIVOS 1.1 Objetivo general Diseñar y fabricar un concreto estructural elaborado con una nueva mezcla que reinserte el plástico PET postconsumo (y reduzca el consumo de grava, que es un recurso no renovable) como agregado grueso que sustituya la grava en un porcentaje y cumpla con la normatividad mexicana e internacional. 1.1.1 Objetivos específicos 1. Reducir la generación de residuos sólidos, la separación desde el origen y la reutilización del material, y paralelamente preservar un recurso natural como la grava, que es un recurso no renovable; 2. Diseñar la mezcla con la granulometría que debe cumplir el PET como agregado grueso; 3. Elaborar la mezcla para fabricar especímenes cilíndricos y prismáticos según normas

oficiales mexicanas y americanas; y 4. Realizar pruebas de laboratorio y evaluar resultados.

2. HIPÓTESIS Proponer el plástico PET como una materia prima que sustituya en un porcentaje al agregado grueso (grava) tradicional para la elaboración de un concreto estructural que cumpla con la normatividad vigente, para disminuir el volumen postconsumo de PET y reducir el consumo de grava. ANTECEDENTES Concreto profesional Llancreto Es un producto diseñado para incluir residuo de llanta triturada, por lo que contribuye a limpiar el ambiente de este residuo inorgánico nocivo. Este concreto incorpora hule granulado proveniente de llantas en cantidades y tamaños adecuados para las aplicaciones específicas. El hule granulado se emplea como un agregado elástico que modifica la falla frágil del concreto resultante (llancreto) e incrementa su capacidad para absorber grandes cantidades de energía previas a la falla, con una resistencia de f’c de 150 a 200 kg/cm². El llancreto tiene un comportamiento dúctil que admite grandes deformaciones posteriores al primer agrietamiento y previas a la falla total del concreto, y no se considera un concreto estructural. Agregados de plástico a una mezcla de concreto común Ecocreto Utilizar materiales plásticos (PE, PET, PP) como agregado en una mezcla de concreto común, principalmente en pisos y estructuras que cargan poco peso. Si se realiza una mezcla de concreto con agregados plásticos, se elaborará un concreto ecológico que ayudará a disminuir los índices de contaminación ocasionada por estos materiales. Propuesta para sustitución de agregados pétreos por agregados PET en diseño de mezcla de concreto con resistencia f’c=150kg/cm², usado para banquetas, guarniciones y firmes Se realizó la experimentación con pruebas empíricas, dándole poca fidelidad a la experimentación.

3. MARCO TEÓRICO 3.1 Definición y composición del concreto El concreto (hormigón): Es una mezcla de dos componentes: agregados y pasta. La pasta, compuesta de cemento Portland y agua, une los agregados, normalmente arena y grava (piedra triturada, piedra machacada, pedrejón), creando una masa similar a una roca. Esto ocurre por el endurecimiento de la pasta como consecuencia de la reacción química del cemento con el agua. [4]

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Agregados: Para concretos estructurales comunes, los agregados ocupan aproximadamente entre el 70 y el 75 por ciento del volumen de la masa endurecida. El resto está conformado por la pasta de cemento endurecida. También es importante que el agregado tenga buena resistencia, durabilidad y resistencia a la intemperie; que la superficie esté libre de impurezas como arcillas, limos o materia orgánica las cuales pueden debilitar la unión con la pasta de cemento; y que no se produzca una reacción química desfavorable entre éste y el cemento. [5] En la FIGURA 1 se muestra la composición del concreto simple. [6] El peso volumétrico del concreto es elevado en comparación con el de otros materiales de construcción, y como los elementos estructurales de éste son generalmente voluminosos, el peso es una característica que debe tomarse en cuenta. Su valor oscila entre 1.9 y 2.5 ton/m3 dependiendo principalmente de los agregados pétreos que se empleen. [7] La prueba de compresión: La resistencia a compresión especificada, ƒ´c, del proyecto es una medida de la capacidad del concreto endurecido para resistir cargas que tienden a aplastarlo, se mide en kg/cm2, y comúnmente se especifica como una resistencia característica del concreto medido a los 28 días después del mezclado. [8] Concreto estructural clase I es de resistencias mayores o iguales que 250 y menores que

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Cemento

Mortero Pasta

Agua Concreto

Lechada de cemento Yeso Estuco

Arena (agregado fino) Agregado total Grava (agregado grueso)

FIGURA 1. Composición del concreto simple.

400 kg/cm² y clase II, resistencias mayores o iguales que 200 y menores de 250 kg/cm². 3.1.1 Características del PET El politereftalato de etileno (PET) es un tipo de materia prima plástica derivada del petróleo, es un material duro, rígido, resistente y tenaz. La densidad del PET es 1370 a 1390 kg/m³, y de los residuos plásticos de PET es 50 veces menor, es decir 25 kg/m³. La técnica de compactación incrementa la densidad aparente hasta 120 kg/m³.

4. DISEÑO METODOLÓGICO 4.1 Investigación de pruebas para cumplir con la normatividad oficial El concreto es sin lugar a dudas el material mayormente utilizado en la construcción, como material requiere actividades bien definidas y cuidadosamente supervisadas para lograr el éxito garantizando el cumplimiento de su resistencia a compresión simple, estabilidad volumétrica, su durabilidad entre otros. [9] Para el control de calidad se investigaron las normas mexicanas (TABLA 1) y americanas (TABLA 2) para elaboración de los concretos, aunque cabe destacar que ambas son casi idénticas, ya que la mexicana procede de la americana, y esta última es universal en algunos países. TABLA 1. Normas mexicanas del concreto [10]. Pruebas

Norma y/o método de referencia

Industria de la construcción – Concreto – Determinación de la resistencia a la comprensión de cilindros de concreto – Método de prueba

NMX-C-083-ONNCCE-2014

Industria de la construcción - Concreto hidráulico Determinación del cabeceo de especímenes

NMX-C-109-ONNCCE-2013

Industria de la construcción - agregados para concreto hidráulico - especificaciones y métodos de prueba

NMX-C-111-ONNCCE-2004

TABLA 1. Continuación... Pruebas

Norma y/o método de referencia

Industria de la construcción - Concreto hidráulico – Concreto premezclado - Especificaciones y métodos de ensayo

NMX-C155-ONNCCE-2014

Industria de la construcción - Concreto hidráulico Determinación del revenimiento en el concreto fresco

NMX-C-156-ONNCCE-2010

Industria de la construcción - Concreto - Elaboración y curado de espécimen en el laboratorio

NMX-C-159-ONNCCE-2004

Industria de la construcción – Concreto – Elaboración y curado en obra de especímenes de concreto

NMX-C-160-ONNCCE-2004

Industria de la construcción – Concreto fresco – Muestreo

NMX-C-161-ONNCCE-2013

Industria de la construcción - Concreto - Determinación de la resistencia a la flexión del concreto usando una viga simple con carga en los tercios del claro

NMX-C-303ONNCCE-2015

Industria de la construcción - Concreto - Determinación de la resistencia a la flexión usando una viga simple con carga en el centro del claro

NMX-C-303-ONNCCE-2009

TABLA 2. Normas americanas del concreto. [11]. Pruebas

Norma y/o método de referencia

Especificación estándar de agregados para concreto

ASTM C-33

Práctica estándar para el muestreo de concreto recién mezclado

ASTM C- 172

Cementos hidráulicos adicionados. Especificaciones.

ASTM C-595

Práctica para el encabezado de especímenes cilíndricos de concreto

ASTM C-617

Práctica estándar para elaborar y curar cilindros de ensaye de concreto en campo

ASTM C-31

Método estándar para ensayos de resistencia de compresión de cilindros de concreto

ASTM C-39

Métodos de prueba estándar para las pruebas de fuego de la construcción de edificios y de los materiales

ASTM E 119

4.1.1 Metodología para fabricación de concreto estructural y pruebas En cualquiera de los ƒ´c se procede lo siguiente: 1. Limpieza de cilindros y vigas y, recubrimiento de aceite 2. Limpieza en el área para mezclar

3. Dosificación de cemento por peso 4. Dosificación de la grava de tamaño máximo de ¾” y de la arena de tamaño máximo de 5 mm por volumen o peso 5. Dosificación del PET de tamaño máximo de ¾” por volumen o peso 6. Dosificación del agua por volumen 7. Mezcla de todos los agregados activos e inertes 8. Prueba de revenimiento con el cono de Abrams (10 a 14 cm) 9. Vaciado en cilindros 10. Vaciado en viguetas 11. Descimbrado de los cilindros y vigas después de fraguarse 12. Curado de los especímenes 13. Cabeceo de cilindros 14. Prueba en máquina de compresión a los 7, 14 y 28 días en los cilindros 15. Prueba de la resistencia a la flexión del concreto usando las vigas a los 28 días del curado 16. Prueba en máquina de compresión a los 7, 14 y 28 días en los cilindros sometiéndolo a temperaturas altas Para el caso de la resistencia a la flexión del concreto se elaboraron especímenes prismáticos, es decir, vigas en formas rectangulares (FIGURA 2). El desarrollo de la experimentación del proyecto se realizó en el laboratorio de Servicios Integrales de Ingeniería y Calidad, S.A. de C.V. para realizar las pruebas de calidad de nuestro concreto, y cumplió con las normas mexicanas y la A.S.T.M. (Asociación Americana de Ensayo de Materiales).

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Recolección de PET y proceso para obtener granulometría Recolección de botellas de PET

Limpieza de botellas de PET

Trituración de botellas de PET en máquina trituradora

PET granulado y normado con la determinación de curva y ajuste granulométrico

Fabricación y control de calidad del concreto sustentable ROCAPET Curado de las probetas y vigas después de haber endurecido

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Revenimiento con el cono de Abrams

Dosificación de agregados tradicionales + PET normado

Preparación del área y equipo de trabajo

Pruebas y control de calidad del concreto sustentable ROCAPET Ensayo a la flexión del concreto en vigas

Prueba en máquina de compresión a los 7, 14 y 28 días en probetas Referencias: — Norma Oficial Mexicana: NMX-C155-ONNCCE-2’14 (Industria de la construcción - Concreto hidráulico Concreto premezclado - Especificaciones y métodos de ensayo) — Norma Oficial Americana: ASTM C172 - Sampling fresh Concrete

FIGURA 2. Composición del concreto simple [12].

En la elaboración de concreto estructural experimental se utilizó cemento Cruz Azul tipo II compuesto CPC 30R RS, que es un cemento Portland compuesto de clase resistente 30 con resistencia especificada a 3 días, resistente a los sulfatos, y que cumple con la Norma Mexicana NMX-C-414 ONNCCE y Norma Norteamericana ASTM C-595. También se utilizó el cemento CEMEX CPC 30R Extra, que cumple con ambas normas.

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La metodología para obtener el PET para la fabricación del concreto estructural sustentable y para las pruebas de control de calidad se presenta en la FIGURA 2. Se elaboró como un aporte adicional especímenes cilíndricos para prueba de temperatura, estos se sometieron a temperaturas 280 °C y después se tronaron para determinar su esfuerzo a la compresión en diferentes intervalos de enfriamiento. En todos los casos se tuvieron resultados favorables.

4.1.2 Análisis del proceso

REFERENCIAS

A través del análisis de los datos que arroja el diagnóstico se han tomado en cuenta puntos críticos en los cuales se enfoca. Dicho análisis abarca seis fases fundamentales que darán una solución integral a toda la investigación, que son:

[1] World Economic Forum. 2016. The New Plastics Economy:

1. Reducción de la grava en la creación del concreto 2. Mitigación de toneladas PET postconsumo 3. Reducción de los efectos nocivos y tóxicos de la degradación del PET 4. Cambio del proceso de diseño de mezcla 5. Menor peso volumétrico de las estructuras (esbeltas) 6. Reducción de insumos en la creación de infraestructura En nuestro siguiente número (VT 76) encontrará la segunda parte: Resultados, Discusiones y Conclusiones sobre el concreto sustentable ROCAPET.

Rethinking the Future of Plastics. Geneva: World Economic Forum. [2] UNEP-SBCI (United Nations Environment Programme-Sustainable Buildings and Climate Initiative). 2014. Greening the Building Supply Chain. Paris: UNEP. [3] UNEP (United Nations Environment Programme). 2014. The Emissions Gap Report 2014. Nairobi: UNEP. [4] Kosmatka, S. H., Kerkhoff, B., Panarese, W. C., & Tanesi, J. (2004). [5] H. Nilson, A. (2001). Diseño de estructuras de concreto. Bogotá: Mc Graw Hill. [6] Parker, H., & Ambrose, J. (1996). Diseño simplificado de concreto reforzado. México: Limusa. [7] González Cuevas, Ó. M., & Fernández Villegas, F. R. (2011). Aspectos fundamentales del concreto reforzado. México: Limusa. [8] Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A. C. (2004). Para hacer un buen Concreto. IMCYC, 44. [9] Caviedes, J. L. (1995). Tecnología del Concreto. D. F. México: IMCYC. [10] Concentrado de diversos autores. [11] Concentrado de diversos autores. [12] Elaborado por los autores.

PROBLEMA 75 La esposa de Juan ronda los 40 años. Si escribes 3 veces seguidas la edad de Juan se obtiene un número que es el producto de su edad multiplicado por la de su esposa y la de sus 4 hijos. ¿Qué edad tiene su hijo mayor?

- y sus -

RESPUESTA AL PROBLEMA 74 EN VÍAS TERRESTRES #74, PÁG. 24 aabb = cuadrado perfecto aabb = 1000 a + 100 a + 10 b + b = x2 = 1100 a + 11 b Puede observarse que el número es divisible por 11; así, x2 es divisible por 11 y x también. También puede afirmarse que x puede estar comprendido entre 32 y 99 para que elevado al cuadrado arroje un número de 4 dígitos. Pero x es divisible entre 11, por lo que x puede ser igual a: 33, 44, 55, 66, 77, 88 o 99. Así, encontramos que 882 = 7744 - el número buscado.

La placa de un coche tiene un número de cuatro dígitos que es un cuadrado perfecto. Los dos primeros dígitos son iguales entre sí y los dos últimos también. ¿Cuál es el número?

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SEGUNDO DECENIO DE ACCIÓN PARA LA SEGURIDAD VIAL 2021-2030

ING. JUAN MANUEL MARES REYES Ingeniero Civil con Maestría en Tránsito por la Universidad Autónoma de Nuevo León, Director General Adjunto de Desarrollo Técnico, SCT

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Ha transcurrido la quinta parte del siglo xxi, y en el mundo han fallecido alrededor de 27 millones de personas como consecuencia de las colisiones de tránsito. En México, en el periodo del año 2010 al 2020 han fallecido alrededor de 40 000 personas en colisiones de tránsito en la red carretera federal, y 177 000 resultaron lesionadas en casi 195 000 colisiones de tránsito. En el año 2020, la Asamblea General de las Naciones Unidas señaló su preocupación, ya que, anualmente, a nivel mundial mueren más de 1.35 millones de personas y 50 millones resultan lesionadas, donde el 90 % de los fallecidos son de países en desarrollo, además de que las colisiones de tránsito son la principal causa de muerte de niños y jóvenes entre 15 y 29 años en todo el mundo.

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Las colisiones de tránsito comenzaron a registrarse desde la última década del siglo xix, cuando hizo su aparición el vehículo con motor de combustión. Desde entonces, la pérdida de vidas humanas ha sido una constante cotidiana a la cual parecería que nos hemos acostumbrado y vemos como un acontecimiento normal. De forma general y técnica, la lucha a favor de la seguridad vial se enfoca en atender los aspectos de gestión de la seguridad vial, vías de tránsito y movilidad más segura, vehículos más seguros, usuarios de vías de tránsito más seguros, así como mejorar y aumentar tanto la capacidad de respuesta a las emergencias por las colisiones de tránsito como la de los sistemas de salud y de otra índole para brindar a las víctimas la atención de emergencia apropiada y rehabilitación a largo plazo.

A principios del presente siglo, la Asamblea General de Naciones Unidas, como consecuencia del rápido aumento mundial del número de personas fallecidas, lesionadas y discapacitadas por colisiones de tránsito, señaló la existencia de la crisis de seguridad vial en el mundo, y esto marcó el inicio de una serie de actividades que llegaron a la proclama del periodo 2011-2020 como Decenio de Acción para la Seguridad Vial. Algunos países, en especial aquellos en desarrollo, tuvieron algunas mejoras, sin embargo, el número de colisiones de tránsito y sus saldos aún presentan pérdidas de vidas humanas, por lo que la Asamblea General aprobó el 31 de agosto del 2020 la resolución con la que proclama el periodo 2021-2030 como Segundo Decenio de Acción por la Seguridad Vial, con el objetivo de reducir las muertes y lesiones causadas por las colisiones de tránsito por lo menos en un 50 %. Por su parte, el Plan Mundial para el Segundo Decenio elaborado por la OMS y las comisiones reglamentarias regionales de las Naciones Unidas, en cooperación con los asociados del grupo de colaboración de Naciones Unidas por la seguridad vial, pretenden ayudar a los gobiernos, sociedad civil, instituciones académicas, sector privado, donantes, líderes comunitarios y juveniles y otras partes interesadas, en la elaboración de planes de acción y formulación de objetivos nacionales para el decenio de acción. Dicho plan contiene las medidas necesarias para lograr la meta, y solicita a los gobiernos y asociados aplicar un enfoque de sistema seguro integrado. El sistema seguro admite que el transporte por carretera es complejo, por lo que el tema central es la seguridad. De igual forma, acepta que la interacción (seres humanos, vehículos, infraestructura) debe garantizarla en el más alto nivel. Este sistema seguro insta a: — Anticipar y tener en cuenta el error humano. — Incorporar diseños de vías de tránsito y vehículos que reduzcan las fuerzas de las colisiones a niveles dentro de la tolerancia humana para prevenir la muerte o traumatismos graves. — Alentar a quienes diseñan y mantienen las carreteras, fabrican vehículos y gestionan programas de seguridad, a compartir la responsabilidad de la seguridad con los usuarios de la infraestructura

vial, de modo que cuando se produzca una colisión, se busquen soluciones en todo el sistema, en lugar de culpar sólo al conductor u otros usuarios de la carretera. — Perseguir un compromiso con la mejora proactiva y continua de las carreteras y los vehículos para que todo el sistema sea seguro y no sólo los lugares o situaciones donde ocurrieron las últimas colisiones. — Actuar de conformidad con la premisa subyacente de que el sistema de transporte debe producir cero defunciones o traumatismos graves y la seguridad no debe verse amenazada en aras de otros factores, como el costo o el objetivo de lograr tiempos de transporte más rápidos. El Plan Mundial del Decenio de Acción para la Seguridad Vial 2021-2030 recomienda diversas medidas basadas en intervenciones que han demostrado buenos resultados para la prevención de traumatismos provocados por el tránsito y que pueden emplearse para fundamentar la elaboración de planes de acción nacionales de seguridad que se adapten a los contextos, recursos disponibles y la capacidad local.

ALGUNAS MEDIDAS RECOMENDADAS Transporte multimodal y planificación del uso del territorio — Aplicar políticas que promuevan el diseño urbano compacto. — Establecer políticas que reduzcan la velocidad y den prioridad a las necesidades de los peatones, ciclistas y usuarios del transporte público. — Desalentar el uso de vehículos privados en zonas urbanas de alta densidad por medio de restricciones a los usuarios de vehículos de motor, de otros vehículos y de la infraestructura vial, y proporcionar alternativas accesibles, seguras y fáciles de usar, como caminar, bicicleta, autobuses y tranvías. — Facilitar la conectividad intermodal entre el tránsito y los planes de uso compartido de bicicletas en las principales paradas de tránsito y crear conexiones de transporte para desplazamientos en bicicleta y a pie que reduzcan el tiempo total del viaje.

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— Establecer redes de transporte (o reconstruir las existentes) para garantizar que los modos de desplazamiento no motorizados sean tan seguros como los motorizados y satisfagan las necesidades de movilidad de todas las edades y capacidades. Infraestructura vial segura — Revisar y actualizar la legislación y las normas de diseño locales que tengan en cuenta la función de las vías de tránsito y las necesidades de todos los usuarios para zonas específicas. — Definir una norma técnica y un objetivo de clasificación por estrellas para todos los diseños vinculados a cada usuario de red vial, así como el criterio de desempeño deseado en esa ubicación. — Establecer reglamentos por el uso de la infraestructura que garanticen el cumplimiento lógico e intuitivo del entorno de velocidad deseado (por ejemplo, límite de 30 km/h en centros urbanos;

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menor o igual a 80 km/h en carreteras rurales con línea discontinua, de 100 km/h en autovías). — Realizar auditorías de seguridad vial en todos los tramos de las nuevas carreteras (estudio previo de viabilidad mediante un diseño detallado) y llevar a cabo evaluaciones con expertos independientes y acreditados para garantizar un criterio mínimo de tres estrellas o superior para todos los usuarios de la carretera. — Establecer un objetivo de desempeño de las vías de tránsito para cada usuario basado en los resultados de la inspección con parámetros de medición claros en relación con las características de la vía (por ejemplo, dotación de aceras). Seguridad del vehículo — Instaurar normas de seguridad armonizadas de alta calidad para vehículos de motor nuevos y usados, cinturones de seguridad, sistemas de retención infantil y casco de motociclistas.

— Asegurarse de que se mantengan normas de seguridad armonizadas y de alta calidad durante todo el ciclo de vida del vehículo. Uso seguro de las vías de tránsito — Promulgar y hacer cumplir la legislación sobre seguridad vial. — Establecer normas de circulación y requisitos para el permiso de conducción. — Garantizar que la infraestructura vial tenga en cuenta las necesidades de todos sus usuarios y esté diseñada para propiciar comportamientos seguros. — Utilizar las características y tecnologías de seguridad del vehículo para fomentar comportamientos seguros. Respuesta tras las colisiones — Establecer un mecanismo para activar la respuesta tras las colisiones mediante un único número de teléfono de emergencia con cobertura nacional y un mecanismo de coordinación para ejecutar la respuesta (bomberos, policía, ambulancia). — Fortalecer la capacidad de respuesta entre quienes intervienen en ella y no son expertos (profesionales no médicos), dando capacitación básica en materia de servicios médicos de emergencia a conductores de taxis y transporte público, policías, bomberos, etc. — Robustecer la atención médica profesional. — Instaurar requisitos multidisciplinario de investigación posterior a la colisión. — Proporcionar apoyo social, judicial y, cuando corresponda, financiero a las familias en duelo y a los sobrevivientes.

CONCLUSIONES Las medidas para contrarrestar la pandemia de la seguridad vial requieren recursos económicos sostenibles y de largo plazo. Por este motivo, urge que los diferentes órdenes de gobierno federal, estatal y municipal ubiquen la seguridad vial a la par en la toma de decisiones para la planeación, proyecto, construcción, modernización y conservación de la

infraestructura (carretera y vías urbanas) y del transporte público. En los tiempos actuales se manifiesta una gran escasez de recursos económicos, un constante y considerable número de personas fallecidas y lesionados permanentes en colisiones de tránsito en la red de carreteras federales, y un mayor compromiso por el cuidado del medioambiente, lo que hace necesario que los recursos programados integren acciones de corto plazo con soluciones que eleven el nivel del servicio operativo de la carretera, disminuyan la ocurrencia de colisiones de tránsito y sus consecuencias, y aprovechen los materiales existentes en la carretera al máximo para contribuir a un mejor planeta. Otras formas de captar recursos económicos para acciones de corto plazo pueden ser a través del patrocinio de la iniciativa privada y de ayuda de la filantropía. De igual manera, y considerando que la seguridad vial necesita la suma de esfuerzos y voluntades de los diferentes órdenes de gobierno, y de la sociedad en general, y teniendo en cuenta que el ser humano en su papel de conductor, peatón, ciclista y motociclista, se desplaza diariamente para atender múltiples aspectos para su desarrollo, formación, sobrevivencia, entre otros, es indispensable generar campañas tendientes a una mayor humanización, responsabilidad y concienciación del proceder de cada uno de los actores que convergen en la movilidad, para lograr, de hoy al 2030, cumplir con el objetivo del Segundo de Decenio de Acción para la Seguridad Vial. ¿Quieres conocer más sobre el Plan Mundial del Decenio de Acción para la Seguridad Vial 2021-2030? Consulta el QR.

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LA SUPERVISIÓN DE OBRAS EN LA INFRAESTRUCTURA CARRETERA

ING. ENRIQUE MENDOZA SOTO Ingeniero civil por la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo con especialidad en Vías Terrestres, y maestría en Administración Pública. Perito profesional en VT por el CICM. Fue servidor público en la SCT durante 21 años y 2 años en CAPUFE. Actualmente es director de la empresa de Ingeniería GESYC, SA de CV.

INTRODUCCIÓN En la ejecución de las obras de infraestructura carretera interactúan diversos factores que nos obligan a hacer una adecuada planeación de los mismos: la magnitud de la obra, el tiempo disponible, la asignación presupuestal, medios con que se cuenta, entre otros. En la etapa preliminar debe revisarse que la información necesaria esté completa, así como los estudios previos y si se realizará con medios propios (por administración directa) o con ayuda de particulares (por contrato). Independientemente de la modalidad elegida, debemos cuidar que el proyecto ejecutivo cuente con todos los elementos: planos, trabajos por

ejecutar, especificaciones generales y particulares, manifestación de impacto ambiental, dictamen de riesgos, liberación del derecho de vía, etc. Dentro de estas consideraciones, la supervisión de la ejecución de la obra es un tema medular, pues de la eficacia de esta actividad dependerá en gran medida el éxito del proyecto. En tiempos pasados, la ejecución y la supervisión de la obra eran realizadas por los servidores públicos de la dependencia, pues había personal, instalaciones y medios suficientes y de calidad. Hoy en día, en lo general, se hace mediante la contratación de empresas privadas. En ese sentido, es de suma importancia que las reglas del juego estén debidamente estructuradas, esto es, que tanto los proyectos ejecutivos como los términos de referencia se hagan con la mayor precisión y claridad para evitar subjetividad y, por tanto, posibles controversias.

DEFINICIÓN FIGURA 1. Reunión de planeación de las obras de infraestructura.

La palabra supervisión es una palabra compuesta, y viene del latín visus que significa examinar un

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instrumento poniéndole el visto bueno; y super, que significa: privilegio, ventaja o preferencia por razón o mérito especial. De acuerdo con lo anterior, supervisión es dar el visto bueno después de examinar el trabajo realizado.

LA SUPERVISIÓN Debe entenderse como la actividad de vigilar y constatar, con base en la información que se genera durante la ejecución de una obra, que ésta haya cumplido con todos los requisitos técnicos, de calidad, geométricos, volumétricos y dentro de los costos establecidos en el proyecto.

FIGURA 2. Supervisión y control de calidad durante tendido y compactado de capas de rodadura asfáltica.

MARCO LEGAL 75 30

La supervisión es un servicio relacionado con la obra pública, tal como se establece en el artículo 4 de la LOPSRM: Artículo 4: Para los efectos de esta Ley, se consideran como servicios relacionados con las obras públicas, los trabajos que tengan por objeto concebir, diseñar y calcular los elementos que integran un proyecto de obra pública; las investigaciones, estudios, asesorías y consultorías que se vinculen con las acciones que regula esta Ley; la dirección o supervisión de la ejecución de las obras y los estudios que tengan por objeto rehabilitar, corregir o incrementar la eficiencia de las instalaciones.

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FIGURA 3. Supervisión y control topográfico de niveles durante la construcción.

¿QUIÉNES SUPERVISAN? En la obra pública es común encontrar diferentes actores en el organigrama de campo, sin embargo, son tres profesionales los que tienen a su cargo la supervisión: el residente de obra, el superintendente de construcción y la supervisión contratada.

RESIDENTE DE OBRA Las dependencias y entidades establecerán la residencia de obra con anterioridad a la iniciación de la misma, la cual deberá recaer en un servidor público designado por la dependencia o entidad, y quien fungirá como su representante ante el contratista y será el responsable directo de la supervisión, vigilancia, control y revisión de los trabajos, incluyendo la aprobación de las estimaciones presentadas por los contratistas (art. 53 de la LOPSRM).

Supervisión ejecutiva (SE) Es una supervisión para obras de gran envergadura y alto grado de complejidad, donde la capacidad instalada de la residencia se ve superada y requiere personal y equipamiento de vanguardia.

FIGURA 4. Composición de un equipo de supervisión de obra. Especialistas técnicos y supervisores.

SUPERINTENDENTE DE CONSTRUCCIÓN Es el representante permanente de la contratista, conocerá con amplitud los proyectos, normas de calidad, especificaciones de construcción, catálogo de conceptos, programa de ejecución, además de contar con las facultades suficientes para la toma de decisiones en todo lo relativo al cumplimiento del contrato y para firmar la bitácora, las solicitudes y las estimaciones.

SUPERVISIÓN CONTRATADA Es el auxilio técnico de la residencia de obra con las funciones que, para tal efecto, se señalan en el Art. 86 del RLOPSRM. Sus alcances se precisan en los términos de referencia que forman parte del contrato de supervisión.

MODALIDADES DE LA SUPERVISIÓN Según sus alcances, existen diversas modalidades, que serán definidas por la dependencia de acuerdo con sus necesidades y capacidades instaladas o con la complejidad de la obra a supervisar. Cada dependencia contratante las denomina de diferente manera, pero siempre están encauzadas a garantizar el seguimiento veraz y oportuno de la ejecución de los trabajos de acuerdo con los proyectos. Como ejemplo se presentan a continuación algunas: Supervisión, seguimiento y verificación (SSV) En cada entidad del país, cubre, además de las obras en proceso, el estado de la red desde el punto de vista de la operación. Dirección de ejecución de obras (DEO) Enfocada a obras especificas donde las residencias de obra no cuentan con personal ni medios para llevarla a cabo.

Agente administrador supervisor (AAS) Para proyectos donde se mezclan la ejecución de las obras con la operación de las carreteras (autopistas de cuota) y cuya evaluación se basa en el cumplimiento de indicadores de desempeño. Estos servicios se contratan bajo esquemas de asociaciones públicoprivadas y sus alcances incluyen el acompañamiento y asesoría a la dependencia desde el proceso de contratación hasta la finalización de la obligación contractual del desarrollador.

OBLIGACIONES DE LA SUPERVISORA (ENUNCIATIVA PERO NO LIMITATIVA) Independientemente de lo establecido en el Reglamento de la LOPSRM (Art. 115), la supervisión debe realizar las siguientes actividades: — Mantener comunicación permanente con el cliente (dependencia). — Tener siempre una actitud de carácter preventivo más que correctivo. — Conocer al detalle el proyecto, la zona de realización de los trabajos, los canales de comunicación, las tecnologías requeridas para la ejecución, los procedimientos constructivos, los rendimientos, los

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Valor promedio de Mu 1.000 0.900 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100

1 2 6 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

valor promedio de C.F.

valor mínimo de Mu

valor máximo de Mu

FIGURA 5. Procesamiento de datos obtenidos y determinación de rangos admisibles de acuerdo a normativa, durante medición de coeficiente de fricción en tramos carreteros del norte del país.

— —

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—

costos, los bancos de materiales en la zona, etc. Abrir la bitácora de obra. Registrar en la bitácora de obra los avances y aspectos relevantes durante la ejecución de los trabajos y mantenerla actualizada. Mantener actualizado el programa de obras y expedientes unitarios (convenios, terminaciones anticipadas, suspensiones temporales, rescisiones administrativas, ajuste de costos, etc.). Con su personal, mantener presencia permanente durante todo el plazo de su contrato mediante las actuaciones y recorridos diarios y de común acuerdo con el cliente. Durante días festivos y fines de semana, prever un supervisor de guardia para atender cualquier requerimiento de información. Inmediatamente después de cada recorrido diario, generar reporte y entregar al residente, incluyendo las observaciones encontradas en la obra.

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— Buscar por todos los medios (reportes, notas de bitácora, minutas quincenales de seguimiento, reuniones, etc.), coadyuvar en la solventación de las posibles irregularidades con los residentes y superintendentes de obra. — Dar seguimiento a las irregularidades hasta su solventación. — Revisar las estimaciones de trabajos ejecutados por los contratistas para efectos de que la residencia las autorice. Para esta actividad deberá apoyarse con la topografía, resultados de laboratorio y demás mediciones. — Vigilar que los planos se mantengan debidamente actualizados y autorizados por conducto de las personas que tengan asignada dicha tarea. — Coadyuvar con la dependencia a generar la documentación de cierre del contrato de obra.

CANALES DE COMUNICACIÓN Es común, durante el desarrollo del servicio de supervisión, que surjan dudas respecto a los canales de comunicación. Para evitarlas, es muy importante que desde los términos de referencia se precise de forma contundente cuáles serán estos canales y quiénes los actores que participarán en la toma de decisiones. La supervisión representada por su coordinador de supervisión o director de proyecto —según la modalidad contratada— se debe comunicar en todo momento con el residente de obra, que es el único facultado para tomar las decisiones apoyado en la información que la supervisión le proporciona. Los instrumentos con que cuenta son, en primera instancia, la bitácora electrónica de obra, las notas informativas, las minutas de reuniones de trabajo y la comunicación directa con el residente.

En campo, en ausencia del residente, se debe buscar al superintendente de construcción para reportar de manera preventiva cualquier desviación registrada en cualquier etapa de construcción, en la calidad de la obra, en la ejecución, la topografía o el proyecto en general. De dicha anomalía se debe enterar al residente de obra y dar seguimiento hasta la solventación definitiva. Todo el proceso se debe registrar en la bitácora electrónica de obra.

Respeto y aplicación

Norma Oficial Mexicana NOM-086-SCT2-2015 Señalamiento y dispositivos para protección en zonas de obras viales. DOF. 24/06/2016 *En proceso de actualización:

Norma Oficial Mexicana NOM-034-SCT2-2018 Señalamiento horizontal y vertical de carreteras y vialidades urbanas. DOF. 25/06/2019

FIGURA 6. Algunas normas a considerar durante la ejecución y supervisión de obras.

NORMATIVIDAD En la práctica existen los elementos suficientes para hacer una correcta supervisión. Debemos dirigir la supervisión de las obras, apoyar las decisiones con el personal técnico de las dependencias con base en las normas, manuales y publicaciones técnicas, aunque en constante actualización, y hacer sinergia positiva con los contratistas para el correcto desarrollo de la supervisión y el éxito del proyecto.

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RETOS EN LA SUPERVISIÓN La ejecución de obras en la infraestructura carretera evoluciona a gran velocidad con nuevas tecnologías. La supervisión exige al personal técnico cada día mayor capacitación e inversión en equipo de vanguardia de alta tecnología y alto rendimiento. Nuestro país no se ha quedado atrás, más empresas e ingenieros del ramo de la supervisión se actualizan e invierten en capacitación y certificación. Los

FIGURA 7. Equipo de alto rendimiento para medición de coeficiente de fricción tipo Mu Meter.

FIGURA 8. Equipo de alto rendimiento para medición de coeficiente de fricción tipo CFT.

75 34 FIGURA 9. Equipo tipo perfilómetro inercial de alto rendimiento para medición de DS, IRI, PR, MAC.

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órganos colegiados y las universidades promueven igualmente iniciativas para peritos, especialistas y maestros en la materia de vías terrestres y otras necesarias para el buen desempeño. Es necesario que continuemos fomentando y apoyando la capacitación, pues redundará en mayores logros, economías y obras con calidad de vanguardia. La normativa SCT es muy útil para la homologación de criterios en la supervisión de las obras de construcción y conservación; sin embargo, ésta nunca será suficiente si no concientizamos de su importancia a los actores involucrados en estas actividades: residentes, contratistas y supervisores.

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TESTIMONIO Esta sección presenta el testimonio de ingenieros, obreros, personal de campo, trabajadores de todos los ámbitos, que trabajan día a día en las vías terrestres.

ING. PASCUAL ROJAS VITE Administrador Único de la empresa Unión de Contratistas, S.A. de C.V. Miembro de la Asociación Mexicana de Ingeniería de Vías Terrestres, A.C.

TRES GRANDES AMISTADES: ERNESTO VELASCO LEÓN

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Retomo mi amistad con los tres personajes de la vida pública que mencioné en la revista Vías Terrestres No. 74. En estas páginas quiero hablar del arquitecto Ernesto Velasco León y me voy a situar en la segunda mitad de los años 70. Después de haber sido superintendente en una empresa filial del Grupo de Ingenieros Civiles Asociados (ICA) y Director de Caminos en el gobierno del estado de Hidalgo, regresé a mi puesto de jefe de oficina en Aeropuertos y Servicios Auxiliares (ASA), pero me sentía inquieto y pensé que era momento de independizarme para formar una empresa. Lo comenté con un licenciado compañero en ASA de apellido Zapico, quien me recomendó con un notario amigo suyo. Lo fui a ver para que me indicara cómo formalizar un acta constitutiva y me explicó todos los documentos y requisitos que debería cumplir para constituir mi empresa. Así, el 20 de enero de 1978 nació Unión de Contratistas, S.A. (UNICONSA). En ese año hubo cambios en la administración de Aeropuertos y Servicios Auxiliares, y llegó como gerente de proyectos el Arq. Ernesto Velasco León. El subgerente era un joven arquitecto de apariencia indiferente, de nombre Pedro Cerisola y Weber. A pocos días de haber llegado el Arq. Velasco a la gerencia, me lo encontré en los pasillos de las oficinas y me ofreció el puesto de administrador del Aeropuerto de Acapulco. Desde luego, acepté con gusto. Sin embargo, días después me mandó llamar el subgerente Cerisola para informarme que la gerencia estaba en proceso de reorganización y que yo no tenía cabida en el equipo, por lo que solicitaba mi renuncia y me ofreció tres meses de salario, y que

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yo me diera unos días para pensarlo. La noticia me sorprendió, supuse que el Arq. Cerisola (no sé en qué momento) había convencido al Arq. Velasco de que yo no convenía en su equipo de trabajo. La semana siguiente me mandó llamar para preguntarme qué había pensado, le respondí que si era una orden, las órdenes eran para cumplirse, pero que durante los años que yo había estado en el organismo, había adquirido responsabilidades, pero también tenía derechos, y que lo que él me proponía me parecía injusto. Me preguntó qué quería y le respondí que se me hiciera justicia solamente. Él me respondió que no estaba dentro de sus facultades, y ahí terminó la conversación. Me retiré a mi oficina. Un par de semanas después, caminando por el edificio, me encontré al Arq. Velasco, lo saludé y le pedí que, por favor, me autorizara mis vacaciones. Él, un poco molesto, me respondió: —Con usted hay un problema: prometió algo y se rajó. —Señor —respondí—, creo que está usted mal informado, yo no me he rajado de nada. Me invitó a su despacho y le referí la conversación con el arquitecto Cerisola, y que quería hacer valer mis derechos. —Usted no tiene ningún derecho —respondió. —No, señor, tengo algunos años aquí en el organismo y, por lo tanto, no me puede usted separar nada más porque sí, lo más que usted puede hacer es ponerme a disposición de la Comisión Intersecretarial, justificando que aquí no hay espacio para mi profesión. —¿Qué pretende? —preguntó, un poco más relajado.

—Que se me haga justicia, señor arquitecto, y se me liquide conforme a la ley, y sin problema me retiro del organismo. —Déjeme ver eso —repuso—, y nos vemos pasado mañana. Al tercer día me mandó llamar y, con tono muy amigable, me dijo: —Su asunto ya está arreglado, pase al departamento de personal y cualquier cosa en la que no esté de acuerdo, me la comunica. Le di las gracias y me retiré. Fui a la oficina del Departamento de personal y me informaron que había un cheque para mí por la cantidad acordada, tenía que firmar mi renuncia, para lo cual me citaban al siguiente día a las 11 a.m. Como a los tres días, y haciendo algunas gestiones en el organismo, me encontré en las escaleras al Arq. Velasco y me preguntó si ya había hecho mi trámite y si me había parecido bien; le contesté que sí y di las gracias. También le dije que después de haber solucionado algunos pendientes, me había sobrado algo de dinero y quería invitarlo a comer. Nos vimos ese mismo día a las tres en el restaurante del hotel Holiday Inn. Ya en la sobremesa, me dijo: —Yo sé que está formando una empresa. —No, arquitecto, la empresa ya está formada, solamente espero que alguien me dé la alternativa —respondí. —Yo se la voy a dar. Al terminar de comer, volvimos a su oficina, él llamó al subgerente de conservación, el ingeniero Antonio Zárate Reyes, y me indicó que lo fuera a ver. Cuando llegué con él, me preguntó cuánta experiencia tenía como contratista y yo le contesté que él sabía que ninguna, pues él me conocía desde estudiante, pero que si no estaba de acuerdo, me retiraba. De mala gana, me dijo que había una obra en Nuevo Laredo, y que la iban a encargar a un ingeniero amigo de él, pero que esta persona no tenía empresa y que la obra ya estaba cotizada. Entonces firmé el contrato a nombre de Unión de Contratistas, S.A. La obra resultó bastante problemática. En el año 1982, al concluir el sexenio, el Arq. Velasco se fue del organismo. Después de algún tiempo, en 1988, regresó a ASA como subdirector de obras. Se volvió a ir del organismo en el año 1994 y lo nombraron director de obras en la UNAM. Lo fui a visitar y ahí también me asignó algunos contratos, pero él ya iba rodeado de gente de ASA, con la cual yo no simpatizaba, así que me pusieron algunas tra-

bas al llegar a la Universidad y como no quise entrar en polémicas, dejé de participar sin comentárselo al arquitecto. En el año 2000, el Arq. Cerisola fue nombrado Secretario de Comunicaciones y Transportes, y el Arq. Velasco, Director General de ASA, pero yo ya no lo fui a ver y preferí recordarlo como el hombre bueno que me apoyó y con lo cual cambió mi vida. Desde hace algunos lustros, varios excompañeros de ASA promueven un desayuno mensual al cual invitan a todos los que trabajamos en el Organismo. En el año 2008 coincidimos en un desayuno el Arq. Velasco y yo, nos tomamos una fotografía juntos y me proporcionó su número de teléfono celular, con lo que pudimos reanudar nuestra amistad. Ha pasado el tiempo, nos comunicamos por teléfono de vez en cuando. Él, por prescripción médica, se fue a vivir a Acapulco y nos comunicamos por teléfono. Hace poco me contó que tenía un problema de salud y estaba en rehabilitación. Hasta aquí mi amistad con el arquitecto Velasco, la cual continúa. La primera vez que el Arq. Velasco ingresó al organismo ASA como gerente de proyectos, se inició el camino perimetral del aeropuerto de Cd. Victoria, Tamps., y se aplicaron riegos de taponamiento en la pista, calles de rodaje y plataforma. También se aplicaron estos trabajos posteriormente, durante su gestión como subdirector de ASA, en el aeropuerto de Tamuín. S.L.P. Además de riegos de taponamiento en pistas, calles de rodaje y plataforma en los aeropuertos de Nuevo Laredo y Matamoros, Tamps., así como en los de León, Tlaxcala y Tehuacán. De igual forma, se realizaron trabajos de mantenimiento en todos los aeropuertos del país. Debo decir que el Arq. Velasco es un hombre muy dinámico, fue funcionario ejecutivo muy activo y nada burocrático. Lo admiro porque es un hombre probo, cumple lo que promete y no está amarrado al escritorio, es un hombre de acción y lo que más me ha llamado la atención es que fue el único que duró ocho años como director de ASA, periodo durante el cual fue proyectada y construida la terminal 2 del Aeropuerto Internacional de la Ciudad de México. Además, ocupó otros puestos, como el de director de INFONAVIT, subdirector de Obras en el ISSTTE, catedrático de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), donde tuvo diversos cargos, por eso mi reconocimiento y mi respeto para él.

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MODELOS DIGITALES DE ELEVACIÓN APLICADOS A LOS ANÁLISIS HIDRÁULICOS E HIDROLÓGICOS EN OBRAS DE DRENAJE CARRETERO DAVID MORALES FLORES1, IEVE ADONAI MARTÍNEZ LANDA2, JOSÉ ANTONIO FLORES VÁZQUEZ3 Ceicca consultoría especializada S.A de C.V e-mail: migedmf@gmail.com Ceicca consultoría especializada S.A de C.V e-mail: ieve.ipn@gmail.com 3 Ceicca consultoría especializada S.A de C.V e-mail: ceicca.perote@gmail.com 1

DAVID MORALES FLORES

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1. INTRODUCCIÓN En cualquier obra carretera es necesaria la elaboración de estudios hidrológicos e hidráulicos con el fin de tomar decisiones de relevancia para construir una obra de drenaje, un puente, controlar inundaciones, proteger contra erosión, entre otros. Contar con dichos estudios ayuda a evitar excesivas inversiones económicas, impactos ambientales, e incluso riesgo de pérdida de vidas humanas. Existen diferentes métodos tradicionales para la realización de cálculos hidrológicos, los cuales hacen consideraciones que no siempre llegan a cumplirse; sin embargo, en el pasado dichos métodos eran aceptables considerando la información con la que se contaba en esos momentos. En la actualidad, la tendencia ha sido la integración de los sistemas de información geográfica (SIG), que mientras más detallada sea, más cercanos a la realidad podrán ser los resultados obtenidos. En nuestros días, el INEGI ofrece acceso a modelos digitales de elevación de alta resolución LIDAR, como menciona en su página de internet. Dicha información se genera con la finalidad de coadyuvar

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al desarrollo de México y a la generación del conocimiento y estudio de las formas del terreno como un factor determinante en las condiciones físicoambientales, recursos naturales, diseño de infraestructura y, en su caso, para atender emergencias o catástrofes originadas por desastres naturales. Uno de los campos de aplicación más común de un modelo digital de elevación (MDE) es el de la hidrología e hidráulica, modelo que nos permite dar una mayor confiabilidad a nuestros análisis, pues nos permite resolver problemas con mayor precisión. Una de las ventajas de emplear este tipo de modelos es poder realizar una simulación del comportamiento de la precipitación en toda la cuenca, obteniendo directamente zonas de inundación, dirección del flujo, zona de acumulación de flujo, etc.; además, cualquier alteración en el terreno ocasiona un cambio en el comportamiento hidráulico.

2. CONSIDERACIONES TEÓRICAS Los parámetros relacionados con la hidrología y que influyen en los escurrimientos son: — Precipitación

— Área de la cuenca — Pendiente general en la cuenca — Características de la superficie, incluyendo tipo de suelo, su uso, su permeabilidad, su vegetación y sus condiciones preexistentes de saturación El área de la cuenca y la pendiente de la misma permanecen con el tiempo. La precipitación es variable y difícil de predecir con exactitud, las condiciones superficiales varían y son dependientes de muchos factores, principalmente de la intervención humana. Una de las hipótesis para la aplicación de los métodos de correlación lluvia–escurrimiento es la consideración de una precipitación con duración igual al tiempo de concentración de la cuenca y, a su vez, éste se relaciona con la pendiente media del cauce principal. Dicha hipótesis no siempre se cumple, y, por lo tanto, las consideraciones hechas para la determinación de la tormenta de diseño también resultan erróneas. Un modelo digital también nos puede proporcionar los hidrogramas de salida donde directamente se pueden determinar los volúmenes de escurrimiento a lo largo del tiempo y, por lo tanto, los tiempos de concentración. A partir de un modelo digital de elevación, como el mostrado en la FIGURA 2.1, es posible la delimitación de una cuenca y la determinación de sus parámetros geométricos, tales como área, longitud de

FIGURA 2.1. Cuenca sobre un modelo digital de elevación.

cauce principal, pendiente media del cauce principal, centroide, etc., con el apoyo de programas como QGIS, Argis, Global Mapper, etc. Con la información generada a partir de un modelo digital de elevación y un programa GIS se pueden elaborar los cálculos hidrológicos por los métodos convencionales, incluso se puede hacer un modelo hidrológico complejo con ayuda de programas como el HEC–HMS.

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FIGURA 2.2. Modelo hidrológico con HEC-HMS apoyado sobre modelo digital de elevación.

La elaboración de un modelo hidrológico con ayuda de un modelo digital de elevación es conveniente gracias a la velocidad y precisión en la obtención de los parámetros geométricos para los cálculos hidrológicos, ya sea directamente con algún software o con los métodos comúnmente conocidos tales como el método racional, método de Chow, método de Hidrograma unitario, etc. Los ingenieros civiles conocemos y manejamos lo anteriormente mencionado en tanto que nos dedicamos a la elaboración de estudios y proyectos para carreteras. En este artículo queremos exponer el empleo de simulaciones como alternativa de diseño para estructuras hidráulicas, en este caso, enfocado al diseño de obras de drenaje en carreteras, con la

ayuda de un modelo de análisis hidrológico–hidráulico bidimensional y, claro está, con el apoyo de modelos digitales de elevación y un programa de uso libre llamado IBER.

No fue sino hasta la introducción de mejoras en aspectos puramente cartográficos cuando se produjo un nuevo salto en la evolución de la modelización hidrológica computacional, cuando aportaron a dicha cartografía nuevas fuentes de datos, además de traer consigo la precisión espacial que antes se encontraba ausente. Esto hizo posible un análisis desde puntos de vista distintos, con lo que se desarrollaron paralelamente técnicas de análisis que enriquecieron enormemente el ámbito de la hidrología aplicada.

4. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

FIGURA 2.3. Simulación hidrológica con IBER. 75 40

3. PROGRAMAS PARA SIMULACIÓN HIDROLÓGICA Hacia 1966 apareció el modelo Stanford desarrollado por Crawford y Linsey, considerado como el primer modelo completo de la era informática y que daría comienzo a una época de elevada productividad en lo que a modelos hidrológicos se refiere. En los años 70, los mismos autores desarrollaron la aplicación HSP (acrónimo de Hydrocomp Simulation Program). El U.S Corp Engineers, a través de su cuerpo de ingenieros, desarrolló modelos matemáticos en el campo de la hidrología, los ya conocidos HEC-1 y HEC-2 con sus respectivas aplicaciones asociadas. En los años 90 surgió una nueva versión denominada HEC-HMS con una interfaz de usuario acorde con las tendencias vigentes de la época y que presentaba una mejora en algunos aspectos técnicos. A esas alturas no existía ningún programa que trabajara directamente con modelos digitales de elevación, pero el planteamiento de los modelos teóricos era muy interesante, pues se basaban en la idea que presentaban del ciclo hidrológico y sus distintos elementos conceptuales, apoyados en el conocimiento del terreno en representaciones cartográficas.

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Sin duda la aparición de los sistemas de información geográfica ha representado y representa en la actualidad la apertura de un nuevo campo de actuación, gracias al cual las posibilidades del análisis hidrológico se extienden hasta límites anteriormente insospechados. Hoy en día existen programas para análisis hidráulicos bidimensionales de uso libre como HEC-RAS o IBER, esto claro está, con apoyo de modelos digitales de elevación a partir de los cuales se genera una malla que permite resolver una ecuación diferencial por el método de volúmenes finitos. La obtención de información cartográfica digitalizada se puede obtener en la página del INEGI. De manera general, se encuentra en escala 1 a 50 000,

FIGURA 4.1. Modelo digital de elevación obtenido de INEGI escala 1:10 000.

y en algunas zonas del territorio mexicano se pueden encontrar modelos escala 1 a 10 000. La aproximación de los modelos dependerá de la exactitud que se requiera en los análisis; para modelos de mayor aproximación se puede hacer un vuelo LIDAR o levantamientos topográficos directos en campo.

5. PROGRAMAS DE ANÁLISIS HIDRÁULICO BIDIMENSIONAL Los modelos hidráulicos bidimensionales son una herramienta clave para el análisis del comportamiento de cauces y sus llanuras de inundación; permiten anticipar la eficacia de las medidas de contención que se puedan considerar para minimizar los efectos de lluvias extraordinarias, y posibilitan la adopción de las mejores estrategias para solucionar problemas ocasionados por escurrimientos. Como ya se mencionó con anterioridad, en la actualidad existen muchos programas que posibilitan el análisis hidráulico bidimensional que son capaces de modelar dominios de flujo en los que se tienen en cuenta variaciones del plano horizontal promediando valores en la columna vertical de agua. En México, uno de los programas que ha extendido su uso para el análisis hidráulico en una dimensión es el HEC–RAS. Aunque este programa remonta su origen al año de 1995, actualmente pocos emplean el módulo de análisis bidimensional integrado en la versión 5, que también permite el manejo de modelos digitales de elevación en su módulo de RAS MAPPER y el cual es útil para analizar tanto en 1D como en 2D. Una de las ventajas del RAS MAPPER es la incorporación de una librería de mapas que se añaden como fondo de imagen, lo que ayuda tanto al trazo de la geometría como a la visualización de los resultados. Por otro lado, existe otro programa de uso libre llamado IBER, enfocado en el análisis hidráulico bidimensional, que también tiene el alcance de generar modelos hidrológicos partiendo de modelos digitales de elevación y datos de precipitaciones. IBER, al igual que HEC-RAS, admite la incorporación de diversos tipos de estructuras como compuertas, diques, obras de drenaje, pero, a diferencia de HEC–RAS, IBER permite también estructuras tipo puente, y una de las mayores ventajas es que se permite la edición de

FIGURA 5.1. Simulación de inundación con HEC-RAS.

la malla generada a partir de un modelo digital de elevación. Con esta herramienta es posible la incorporación de obras proyectadas externamente, como terraplenes, canales, obras de encauzamiento, obras de protección, obras complementarias en carreteras, etc. En lo que al cálculo se refiere, los tiempos de ejecución de IBER aumentan de forma considerable según el tamaño del modelo; en simulaciones reales pueden alcanzar tiempos de análisis de varios días. Un punto que debe tomarse en cuenta es que para el uso de IBER será conveniente contar con equipos de cómputo con una buena capacidad de procesamiento y almacenamiento, ya que los procesos implican archivos de gran magnitud.

FIGURA 5.2. Simulación de inundación con IBER.

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6. CASOS DE APLICACIÓN

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Uno de los casos donde conviene trabajar con modelos digitales de elevación y modelos hidráulicos bidimensionales es en zonas planas, donde en las cartas topográficas no se pueden identificar los escurrimientos debido a que no existen cauces bien definidos, sino que el comportamiento del flujo es más bien laminar en toda la superficie del terreno, además de presentar encharcamientos y zonas inundables. Considerando que esta situación se presente en donde se construirá un camino, es complicada la ubicación de las obras de drenaje, así como el análisis del comportamiento hidráulico de las mismas, ya que muchas de las veces funcionan únicamente como vasos comunicantes entre un lado y otro del camino. Como se aprecia en la FIGURA 6.1, el tramo en estudio se ubica en una zona plana donde no existen cauces identificados, por lo que sería complicado determinar tamaños de cuencas y sus características para la aplicación de métodos tradicionales de correlación lluvia–escurrimiento para dimensionar obras de drenaje. En este caso lo ideal es hacer una simulación de precipitación directamente sobre el modelo digital de elevaciones, identificar el sentido del escurrimiento real dado por la topografía del lugar, la influencia que tiene el cuerpo de la carretera en el flujo natural y con base en esto proponer la ubicación ideal de las obras de drenaje y sus dimensiones.

Con la simulación se puede determinar la eficiencia de descarga de las obras de drenaje y el abatimiento del tirante de agua provocado por la inundación. En la FIGURA 6.2 se puede apreciar el escurrimiento laminar y la influencia que tiene el cuerpo de la carretera, así como el comportamiento del agua donde se ubicaron las obras de drenaje. La FIGURA 6.3 muestra la variación del tirante de agua durante un evento de precipitación extraordinaria y el tiempo que le tomará al sistema de drenaje propuesto abatir esos niveles. En este caso, el tiempo es del orden de 40 minutos.

obras de drenaje

FIGURA 6.2. Simulación de escurrimiento en zona inundable.

Cota (m) 7.51

vialidad estudiada

7.45 7.39 7.33 7.27 7.21 7.15 7.09 7.03 0.00

114

133

152

171

190

variación según la línea

FIGURA 6.1. Zona plana propensa a inundaciones.

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FIGURA 6.3. Variación del tirante de agua con el tiempo.

En la simulación hidráulica se tiene la opción de determinar la eficiencia de las obras, por ejemplo, en la FIGURA 6.4 está muy marcada la diferencia en eficiencia hidráulica de las dos obras analizadas, por lo que la menos eficiente podría omitirse. Otro caso donde conviene realizar una simulación hidráulica sobre un modelo digital de elevación es para la revisión y dimensionamiento de las obras de drenaje complementarias como cunetas, bordillos, lavaderos, contracunetas, etc. (FIGURA 6.5). La hipótesis para el análisis hidrológico de cunetas planteado por la SCT en su manual M·PRY·CAR·4·02·002/16, en la realidad es difícil de cumplirse, por lo que en estos casos es recomendable realizar una simulación bidimensional apoyada sobre modelos digitales de elevaalcantarilla 1 alcantarilla 2

descarga 3 (m /s) 0.34 0.29 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 -0.05 0

810

1620

2430

3240

4050

4860

5670

6480

7290

8100 tiempo (s)

FIGURA 6.4. Funcionamiento hidráulico de obras de drenaje propuestas.

ción, ya que con esto es posible tener un comportamiento real del flujo sobre el terreno natural y su distribución en las obras complementarias y de drenaje. La FIGURA 6.6 representa un modelo para el análisis del comportamiento hidrológico e hidráulico de una contracuneta y una cuneta en un tramo carretero, sabiendo que la contracuneta capta el escurrimiento aguas arriba del talud y la cuneta controla el escurrimiento de la precipitación directa sobre la cara del talud y la calzada. Una de las ventajas del modelo hidráulico es que se puede determinar directamente el gasto que pasa por cada una de las obras complementarias y su variación con respecto al tiempo, esto tiene que ver con el tiempo de concentración del escurrimiento, mientras que las velocidades y tiempos de concentración son calculados directamente con base en las características topográficas del modelo empleado para el análisis.

10%

área de aportación

: 0.5

C=0.20

eje de la carretera

pendiente del terreno natural

bombeo bombeo C=0.95

eje de carretera

0.33m

carretera

3:1

ancho de corona

150m

PLANTA

CORTE

FIGURA 6.5. Hipótesis para análisis hidrológico de cunetas, normativa SCT.

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Del proceso del modelo se pueden obtener diferentes datos hidráulicos, como un hidrograma del tránsito en la obra analizada, el perfil transversal donde se puede ver el tirante alcanzado, la zona de acumulación de agua, zonas de desbordamiento, velocidades alcanzadas etc. Como se muestra en la FIGURA 6.8, el gasto máximo que se presenta en la contracuneta es del orden de los 400 lts por segundo después de 48 minutos de iniciado el evento de precipitación.

CONCLUSIONES

contracuneta

talu

ec ort

cor o

talu

e te

La simulación hidráulica nos permite hacer cortes transversales, longitudinales, generar gráficos de gastos, de velocidades, de tirantes, animaciones. Dentro del modelo es posible considerar obras especiales como muros de protección, compuertas, rejillas de piso, descargas, etc.

del

cam

ino

cuneta

rrap

lén

75 44 FIGURA 6.6. Modelo de análisis a partir de un modelo digital de elevación.

comportamiento hidráulico de contracuneta

comportamiento hidráulico de cuneta

FIGURA 6.7. Comportamiento hidráulico de obras complementarias.

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Los casos de aplicación mostrados en este artículo son una pequeña parte de todas las posibilidades para poder modelar un problema hidrológico–hidráulico. El software necesario para poder elaborar estos y muchos otros modelos es de uso libre, lo cual es una ventaja. Cabe mencionar que se debe tener el conocimiento teórico y la experiencia en el tema, ya que sin éstos se corre el riesgo de cometer errores que podrían llevar a resultados erróneos. Podemos ver que se tienen las herramientas necesarias para hacer mejores proyectos, más aproximados a la realidad, teniendo una mejor idea del comportamiento del agua en un acontecimiento de precipitación. En general, la ingeniería civil se encuentra en evolución, adaptando el conocimiento a las nuevas tecnologías, por lo que hace falta un ambiente adecuado para la innovación en todas sus formas. Debemos sacar provecho de todas las herramientas que se tienen hoy en día para lograr mejores resultados en los proyectos carreteros y seguir impulsando el

descarga 3 (m /s) 0.42 0.36 0.30 0.24 0.18 0.12 0.06 0.00

0.00

290

580

870

1160

1450

1740

2030

2320

2610

2900

tiempo (s)

FIGURA 6.8. Variación del gasto con respecto al tiempo en contracuneta.

desarrollo del conocimiento en estas áreas. El filósofo griego Heráclito dijo: “Lo único que permanece constante es el cambio”.

REFERENCIAS Set de gráficas-7 Gráfico de contorno corte 9(13). Paso 0 Gráfico de contorno corte 9(13). Paso 2880

FIGURA 6.9. Perfil transversal en contracuneta.

FIGURA 6.10. Análisis hidráulico en cauce.

Ashish Pandey, S.K Mishra, M.L Kansal, R.D. Singh, V.P. Singh; Hydrological Extremes River Hydraulics and Irrigation Water Management; Editorial Springer, 2021. Sandro Longo, María Giovanna Tanda, Luca Chiapponi; Problems in Hydraulics and Fluid Mechanics; Editorial Springer, 2021. Mohammad Karamouz, Azadeh Ahmadi, Masih Akhbari; Groundwater Hydrology Engineering Planning and Management; Editorial Taylor & Francis. Segunda edición, 2020. Instituto Mexicano del Transporte; Manual M·PRY·CAR· 4·02·002/16 Proyecto de drenaje y subdrenaje, Pro-yecto de obras complementarias, diseño hidráulico de obras complementarias de drenaje; Secretaría de Comunicaciones y Transportes; 2016. Víctor Olaya Ferrero; Hidrología Computacional y modelos digitales del Terreno; Víctor Olaya Ferrero. Primera edición, 2004. Daniel Francisco Campos Aranda; Introducción a los métodos numéricos: Software en Basic y aplicaciones en hidrología superficial; Universidad Autónoma de San Luis Potosí; Primera edición, 2003. Moisés Berezowsky Verduzco, Amado Abel Jiménez Castañeda; Capítulo 6. Manual de Ingeniería de ríos, flujo no permanente en ríos; Instituto de Ingeniería de la UNAM; Actualización 1994.

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NUEVO COMITÉ EJECUTIVO DE PIARC Y FUTURO DEL MODELO HDM-4

ÓSCAR DE BUEN RICHKARDAY Ingeniero civil y maestro en Ciencias con especialidad en Transporte. Presidente de la PIARC en el periodo 2013-2016.

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En los meses finales de 2021, la Asociación Mundial de Carreteras eligió a su nuevo Presidente y a los integrantes del Comité Ejecutivo para el período 20222024. Asimismo, después de varios años de esfuerzos para asegurar la continuidad del modelo HDM-4, éstos se concretaron en un esquema que asegurará su actualización y reforzamiento para mantenerlo vigente al servicio de la comunidad vial internacional. El pasado 20 de octubre, el Consejo de la Asociación Mundial de Carreteras eligió Presidente, Vice Presidentes y Comité Ejecutivo para 2022-2024. En una votación muy cerrada, Nazir Alli, de Sudáfrica, superó a María del Carmen Picón, de España, y resultó electo como nuevo Presidente de la Asociación. El Consejo también eligió a los 25 integrantes de su nuevo Comité Ejecutivo, incluyendo a sus tres Vice Presidentes, así como al Representante de los Comités Nacionales, quien también se integrará al Comité Ejecutivo. Nazir Alli es el primer Presidente de PIARC que proviene de un país africano. El señor Alli tiene una gran trayectoria profesional, tanto fuera como dentro de la Asociación. Fue Presidente Fundador de Sanral, la Agencia Sudafricana de Carreteras, y la encabezó durante 16 años hasta su retiro a finales de 2016. En la Asociación fue miembro del Comité Ejecutivo

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durante muchos años, organizador del Congreso Mundial de Durban en 2003 y permanente promotor de la participación de los países en vías de desarrollo, en particular los africanos. En lo que se refiere a los 25 integrantes del Comité Ejecutivo, 11 representan a países europeos, 5 a asiáticos, 3 a africanos y 6 a países del continente americano. México conservó su tradicional asiento en el Comité Ejecutivo mediante la elección del Ing. Jorge Arganis Díaz Leal, Secretario de Infraestructura, Comunicaciones y Transportes. Para las tres vicepresidencias de la Asociación, fueron electos los representantes de Argentina, Uganda y Australia. El Comité Ejecutivo de la Asociación también contará con la participación del Ing. Clemente Poon Hung, expresidente de AMIVTAC, quien fue electo como representante de los Comités Nacionales ante el Comité Ejecutivo. En esa capacidad, el Ing. Poon fungirá como enlace entre PIARC y sus 47 Comités Nacionales, uno de ellos AMIVTAC, y coordinará sus esfuerzos para aumentar su presencia, su influencia y sus aportaciones en el ámbito de las carreteras de sus respectivos países. Una de las primeras tareas del nuevo Presidente y Comité Ejecutivo consistirá en organizar el Congreso Invernal que estaba programado para celebrarse en Calgary, Canadá, y que tendrá lugar del 7 al 11 de febrero de 2022 en un formato completamente virtual. Esta es una de las razones por las que este Congreso será inédito. Ante la persistencia de

la pandemia, con total apoyo del Comité Organizador canadiense se decidió organizarlo en una modalidad a distancia, lo que lo convertirá en el primer Congreso no presencial de PIARC. La otra razón es que por primera vez el Congreso Invernal incorporará temas de interés para países con inviernos benignos, como lo es la resiliencia del sistema de transporte, lo cual aumentará su atractivo y su capacidad de convocatoria. El Congreso tendrá como siempre un gran nivel técnico, y para conocer el programa y las condiciones de inscripción puede consultarse la página piarc-calgary2022.org. El modelo HDM-4 es una herramienta de software que apoya la gestión de activos en el sector vial mediante procesos que permiten predecir el deterioro de los pavimentos, identificar los tratamientos más apropiados y optimizar la asignación de recursos a proyectos y programas bajo restricciones presupuestarias, entre otras tareas. La utilidad del modelo para sustentar la formulación de programas de inversión en carreteras durante los últimos 25 años, aunada a su gradual obsolescencia, llevaron a la Asociación a encabezar un esfuerzo para actualizar el modelo y darle continuidad a su utilización. En octubre pasado, la Asociación y el Banco Mundial acordaron que éste último asumirá el liderazgo para la actualización del HDM-4. El acuerdo permitirá modernizar la interfase informática del modelo, así

como desarrollar nuevos submodelos que actualicen sus capacidades y le permitan analizar nuevos temas de gran actualidad para el sector, como son los efectos de diferentes proyectos sobre las emisiones de gases de efecto invernadero, la seguridad vial y el uso de combustibles “verdes”. Bajo los términos del nuevo esquema de trabajo, el Banco Mundial establecerá un mecanismo que se encargará de obtener recursos provenientes de donantes internacionales interesados en la descarbonización del transporte. Esos recursos serán concentrados y administrados en un fideicomiso que se encargará de identificar los trabajos a realizar, de definir las prioridades con que se llevarán a cabo, de contratar y supervisar las actividades correspondientes y de asegurar la difusión y la disponibilidad del modelo para quienes se interesen en utilizarlo. PIARC participará en el Comité Técnico de ese fideicomiso a través de un integrante de su Comité Ejecutivo. Debido a la situación actual del proceso y a las actividades que se requerirán para implementarlo, se estima que la transición del esquema de operación actual al nuevo tomará un par de años, por lo que se concretará en 2023. En tanto eso sucede, el manejo del modelo continuará en los términos actuales, a través del consorcio HDM Global.

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BITÁCORA EVENTOS PASADOS 19 DE NOVIEMBRE DE 2021 TOMA DE PROTESTA DELEGACIÓN BAJA CALIFORNIA Tomó protesta el nuevo delegado de la IX Mesa Directiva, el Ing. Sergio Barranco Espinoza. El evento estuvo a cargo del Ing. Jesús E. Sánchez Argüelles. En el presídum contamos con la presencia de los ingenieros Jesús Felipe Verdugo López, director general del Centro SCT Baja California; Arturo Espinoza, representante del gobierno del estado de Baja California; Alejandro Mungaray Moctezuma, delegado saliente y el nuevo delegado, Sergio Barranco.

30 DE NOVIEMBRE DE 2021 TOMA DE PROTESTA DELEGACIÓN SINALOA Tomó protesta el Ing. Saúl Soto Sánchez como nuevo delegado en AMIVTAC Sinaloa. En el presídum contamos con la participación de los ingenieros Refugio Ávila Muro, director general del Centro SCT Sinaloa; Clemente Poon Hung, representante de los Comités Nacionales de la Asociación Mundial de la Carretera (PIARC) y presidente de la XIX Mesa Directiva de la AMIVTAC; Juan Manuel Reyes, miembros de la XXIV Mesa Directiva y director general adjunto de la Dirección General de Servicios Técnicos de la SCT; Lucas Manuel Aguilar Medina, delegado saliente.

01 DE NOVIEMBRE, 2021 NOMBRAMIENTO AL MTRO. ÓSCAR DE BUEN RICHKARDAY Nombramiento como Presidente Honorario de la Asociación Mundial de la Carretera (PIARC)

23 AL 25 DE MARZO, 2022 1ER. SEMINARIO INTERNACIONAL SEGURIDAD VIAL Puebla, Pue.

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EVENTOS PRÓXIMOS

7 AL 11 DE FEBRERO, 2022 XVI CONGRESO MUNDIAL DE VIALIDAD INVERNAL Y RESILIENCIA DE LA CARRETERA Adaptándonos a un mundo cambiante Calgary, 2022 - Evento virtual www.piarc-calgary2022.org/ 3 Y 4 DE MARZO, 2022 5° SIMPOSIO INTERNACIONAL DE CIMENTACIONES PROFUNDAS Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A.C.

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MAYO, 2022 1ER. SEMINARIO INTERNACIONAL IMPACTO AMBIENTAL EN LAS VÍAS TERRESTRES Durango, Dgo. 20 AL 22 DE JULIO, 2022 XII SEMINARIO DE INGENIERÍA VIAL AMIVTAC Chihuahua, Chih. SEPTIEMBRE, 2022 SEMINARIO INTERNACIONAL ADMINISTRACIÓN DE CARRETERAS Ciudad de México NOVIEMBRE, 2022 VI SEMINARIO INTERNACIONAL DE PUENTES