Vías Terrestres #57 by Vías Terrestres

VÍAS TERRESTRES CONTENIDO

LAS VIALIDADES COMO ELEMENTOS VERTEBRADORES DEL TERRITORIO EN EL ENTORNO URBANO MANUEL FERNANDO CHAVIRA Y GERARDO RIOS QUEZADA

LA IMPORTANCIA DE LAS VÍAS TERRESTRES EN LA INGENIERÍA FORENSE LUIS ALFONSO CAMPOS HERMOSILLO

LA CERTIFICACIÓN DE LOS AEROPUERTOS MEXICANOS DEMETRIO GALÍNDEZ LÓPEZ

CURIOSIDADES MATEMÁTICAS RETROVISOR

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CONVOCATORIAS

DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO SEMIRRÍGIDO (PRIMERA PARTE: DESARROLLO) PEDRO CORONA BALLESTEROS

DISEÑO DE UNA BASE ESTABILIZADA CON ASFALTO ESPUMADO HORACIO DELGADO ALAMILLA Y FIDEL GARCÍA HERNÁNDEZ

TECNOLOGÍAS INNOVADORAS PARA EL MANTENIMIENTO VIAL ÓSCAR DE BUEN RICHKARDAY

BITÁCORA

VÍAS TERRESTRES AÑO 10 NO. 57, ENERO-FEBRERO 2019 Disponible digitalmente en www.viasterrestres.mx NOTICIAS Y BOLETINES: Encuentre las noticias de la Asociación y del gremio en nuestras redes sociales.

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Foto de portada: VISE Carretera Guadalajara-Colima.

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

DIRECCIÓN GENERAL Arturo Manuel Monforte Ocampo CONSEJO EDITORIAL Presidente Héctor Saúl Ovalle Mendívil Consejeros Amado de Jesús Athié Rubio Demetrio Galíndez López Federico Dovalí Ramos Jesús Felipe Verdugo López 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

VÍAS TERRESTRES AÑO 10 NO. 57, ENERO-FEBRERO 2019 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: en trámite, 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 1,000 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 socio, si usted desea recibir la revista impresa, favor de contactar en la oficina de la AMIVTAC a Dagoberto López.

XXII MESA DIRECTIVA Presidente Héctor Saúl Ovalle Mendívil Vicepresidentes Ernesto Cepeda Aldape Ángel Sergio Dévora Núñez Marco Avelino Inzunza Ortiz Secretaria Elidé Rodríguez Rodríguez Prosecretario Óscar Enrique Martínez Jurado Tesorero Santiago Villanueva Martínez Subtesorero Luis E. Payns Borrego Vocales Alejandro P. Alencaster González Héctor Manuel Bonilla Cuevas Carlos Domínguez Suárez José Antonio Hernández Guerrero Jesús López Ramírez Agustín Melo Jiménez Waimen Manuel Pun Contreras Jesús Sánchez Argüelles Genaro Torres Taboada Gerente General Miguel Sánchez Contreras DELEGACIONES ESTATALES

Delegados Aguascalientes, Ramón Cervantes López Baja California, Alejandro Mungaray Moctezuma Baja California Sur, Manuel de Jesús Anaya Sauceda Campeche, Marilú Escalante Castro Coahuila, Luis Encinas Bauza Colima, César Mora Amores Chiapas, Martín Olvera Corona Chihuahua, Francisco Javier López Silva Durango, Arturo Enrique Salazar Moncayo Estado de México, Amador Ortega Hernández Guanajuato, Secundino Parra Moreno Guerrero, Rigoberto Villegas Montoya Hidalgo, Agustín Melo Jiménez Jalisco, Salvador Fernández Ayala Michoacán, Esteban Brito Chávez Morelos, Martín García Leyva Nayarit, Ruy Horacio Buentello Lara Nuevo León, Armando Dávalos Montes Oaxaca, Jaime Jesús López Carrillo Puebla, Mario Cibrián Cruz Querétaro, Efraín Arias Velázquez Quintana Roo, Edmundo José Cuéllar Espadas San Luis Potosí, David Pablo Sánchez Solís Sinaloa, Lucas Manuel Aguilar Medina Sonora, Rubén Darío Soto Mendívil Tabasco, David Gastón Terrazas De la Vega Tamaulipas, Luis Alfonso De la Garza Vela Tlaxcala, René Pérez Báez Veracruz, Rafael Mendoza Véjar Yucatán, Juan Antonio Castro Medina Zacatecas, Jorge Raúl Aguilar Villegas

EDITORIAL El tiempo corre de modo implacable. Han pasado dos años desde que asumimos esta responsabilidad, y lo hemos hecho con humildad, ahínco, las mejores intenciones y con muchas ganas; dos años de aprendizaje, gusto y esfuerzo en los que tuve la fortuna de contar con un espléndido equipo, comprometido y capaz, gente inteligente que supo qué y cómo hacerlo. Hicimos cosas importantes, pero siempre queremos lograr más. Estos son ejemplos de lo que hemos alcanzado: —— Llevamos a cabo el Seminario de Ingeniería Vial y la Reunión Nacional en sedes inéditas, ambos con éxito. La organización estuvo a cargo de la AMIVTAC, y así cambiamos el modo de hacer las cosas consolidando años de experiencia. En estos eventos logramos ahorros importantes, así como una cercanía que derivó en un mayor control de éstos. El objetivo de estas reuniones es innovar tanto en los temas como en la experiencia de los congresistas. Sabemos que aún queda camino por recorrer, nos estamos preparando y seguiremos mejorando. —— Intensificamos la participación de México en la Asociación Mundial de la Carretera y logramos un vínculo importante que nos posiciona como un país estratégico y como un Comité Nacional de referencia. —— Contratamos a una reconocida firma de auditoría, así como a un despacho contable serios y eficientes que han mostrado compromiso y atención a los detalles, lo que deja a la asociación en un óptimo camino en el ámbito administrativo. —— Aclaramos y resolvimos algunos adeudos pasados. —— Redefinimos la revista de la asociación que, de la mano de su director, seguirá creciendo y mejorando. La difusión internacional de nuestra publicación no podría haber aumentado sin la calidad que la respalda. Hoy podemos analizar diversas métricas respecto a la lectura y exposición de la revista. —— Rediseñamos la página web y estamos terminando de desarrollar una aplicación móvil, soportes fundamentales para difundir nuestros avances, porque aún nos falta promover la relación y vinculación con las nuevas generaciones, en particular con las universidades. También logramos acercarnos a los estudiantes y motivar un diálogo lo más cercano posible, sin embargo, aún no es suficiente. Ellos son el futuro de nuestra asociación. Hoy, al final del ciclo, nos precede el agradecimiento y la humildad para los socios por la oportunidad, a este gran equipo por su apoyo, y por las opiniones, ideas y acciones de todos los involucrados. Espero que la valoración, a pesar de nuestros temas pendientes, sea positiva. Por fortuna, en la administración que venga habrá gente muy capaz, con grandes ideas y con un potencial increíble. Hemos realizado un trabajo lleno de gusto, compromiso y dedicación por la asociación. Héctor S. Ovalle Mendívil Presidente de la XXII Mesa Directiva

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LAS VIALIDADES COMO ELEMENTOS VERTEBRADORES DEL TERRITORIO EN EL ENTORNO URBANO Manuel Fernando Chavira Quiñonez Laboratorio de Estudios Viales y Movilidad Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de Querétaro, Querétaro, México fernandochq93@hotmail.com Gerardo Rios Quezada Coordinación de Seguridad y Operación del Transporte Instituto Mexicano del Transporte, Querétaro, México grios@imt.mx

INTRODUCCIÓN Las vías de comunicación son estrategias que permiten integrar y conectar las actividades económicas y sociales con la población, por lo que la red vial puede ser considerada como factor estructurante del espacio geográfico, y como tal, puede contribuir al fortalecimiento de los procesos de transformación y cambios en la estructura y dinámica espacial. En otras palabras, se ha observado que la construcción de vialidades favorece el crecimiento urbano y genera cambios directos e indirectos en el uso de la tierra. Varias investigaciones han estudiado la relación entre la construcción de carreteras y el desarrollo urbano; no obstante, también es importante analizar el impacto de las vías de comunicación y su relación con la expansión de suelo edificable, pues éstas han demostrado ser un factor impulsor del crecimiento urbano. Este artículo tiene por objetivo exponer los estudios que se han realizado para evaluar la influencia que tienen las vialidades en el crecimiento urbano. Se consultó bibliografía de fuentes confiables y estudios recientes, así como

la base teórica existente en el tema abordado, y al final se encontró concordancia en la hipótesis que, en tanto su principal función que es la conectividad, las vialidades tienen un impacto positivo en la proliferación de asentamientos urbanos. DISTINTAS PERSPECTIVAS DE LAS VIALIDADES Las vialidades desempeñan un papel importante en el desarrollo urbano a través de la accesibilidad que proporcionan y por el intercambio de bienes (Saunders et al., 2009). Las redes viales son el “esqueleto” del desarrollo social urbano y la base de un importante factor de impulso para la expansión del uso de suelo urbano, y también están estrechamente vinculadas con la expansión de las ciudades (Angel et al., 2011). Según Chissano y Minnery (2014), las autopistas urbanas son fundamentales para el uso eficiente de las áreas dentro de la ciudad, para su crecimiento, desarrollo, y para su sostenibilidad ambiental. Los cambios en el interior de las ciudades ocurren siguiendo un patrón de ejes y nodos en

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forma de red o telaraña, y, como lo explica Terrazas (2005): la expansión ocurre a lo largo de las vías de entrada y salida más importantes de la ciudad, es decir, siguiendo un esquema territorial de ejes. Todos los elementos de la infraestructura son importantes para el correcto funcionamiento del núcleo poblacional, sin embargo, Durán et al. (2007) indican que en el proceso del cambio del uso del suelo para su incorporación a la mancha urbana el primer requisito es la existencia de una vialidad que los interconecte. Para Terrazas (2005), la red vial soporta las relaciones sociales y la mayor actividad inmobiliaria; ante esto se puede afirmar que son los ejes los que, en ondas expansivas, van generando cambios hacia las calles aledañas y a lo largo de su recorrido, tal como se muestra en la Figura 1, donde se explica que la vialidad principal, en su desarrollo y consolidación económica, expande su influencia alrededor. Conforme se genera la consolidación económica en sus actividades, también se expande su influencia en el cambio de uso de suelo y desplaza las actividades tradicionales a las vialidades cercanas. Cada etapa de desarrollo y desplazamiento influye en las vialidades secundarias, lo que fomenta también su desarrollo.

3er. impacto de consolidación 2do. impacto de consolidación 1er. impacto de consolidación

VIALIDADES PRIMARIAS

FIGURA 1. Esquema de ejes metropolitanos. Fuente: Carpinteyro.

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Para Wu et al., (2016), además de la densidad de población, el crecimiento de las redes viales también es un factor clave en la dinámica de la evolución de la ciudad. Las autopistas que se encuentran en la periferia urbana y que conectan los centros en desarrollo inducen el crecimiento de las áreas adyacentes y subdesarrolladas. Por lo tanto, Wu et al. (2011) expresan que los proyectos de parques industriales y bienes inmuebles a gran escala se dirigen a las áreas periurbanas, junto a los asentamientos humanos pequeños y zonas para buscar costos de transporte más bajos y mayor conveniencia. ESTADO DEL ARTE La literatura reciente ha confirmado el vínculo entre las redes de transporte y los patrones de desarrollo socioeconómico (Ji et al., 2014), y las autopistas se han convertido en un factor clave para pronosticar la expansión urbana en modelos de previsión de expansión (Amato et al., 2015). El área de influencia, hablando de una ciudad, es un concepto variable en el tiempo y el espacio según el desarrollo de las vías de comunicación y las funciones urbanas. Según Achibet et al. (2014), las áreas construidas y la red vial están ligadas unas con otras, es decir, cada una de ellas es forzada por la otra. Wu et al. (2016) concuerdan con Achibet al indicar que el crecimiento de la población y la red vial es un proceso de interacción en la evolución de una ciudad. Un indicador importante sobre el fenómeno antes mencionado, es el índice de densidad de autopistas, que puede utilizarse para reflejar el proceso de urbanización y la prosperidad de la economía y la población (Amato et al., 2015). Para Wu et al. (2016), la topología de la red de vialidades y la densidad de población cambian con el desarrollo de la ciudad. Por lo tanto, se pueden utilizar para reflejar las características dinámicas del tamaño y la forma de una ciudad, por ejemplo, los patrones de la población y de la red vial. La construcción sin precedentes de vialidades ha fragmentado directamente el paisaje regional y lo ha alterado indirectamente al convertir tierras de cultivo y bosques en zonas urbanizadas durante

las últimas dos décadas (Song et al., 2016). Esto se muestra en la Figura 2, donde, en la zona sur de la ciudad de Guadalajara, se aprecia la inminente urbanización sobre campos de cultivo, influenciada principalmente por dos vialidades paralelas. Las dos vialidades que corren de norte a sur han propiciado la construcción de nuevos fraccionamientos que tienen como acceso dichas vialidades. El contorno naranja indica el límite de cada conjunto habitacional y las líneas amarillas representan las vialidades principales existentes en la zona. Es fácilmente apreciable que el terreno existente en esa parte de la periferia de la ciudad es de uso agrícola, por lo que se le está dando un cambio de uso de suelo.

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FIGURA 2. Urbanización de tierras de cultivo, influenciada por dos vialidades principales.

EVALUACIONES SOBRE LA INTERACCIÓN ENTRE VIALIDAD Y CRECIMIENTO URBANO Se ha desarrollado un gran conjunto de métodos para describir los patrones espaciotemporales de la estructura del uso del suelo influenciados por las vialidades. De igual manera, muchos estudios empíricos han confirmado la causalidad entre el desarrollo urbano y la red vial. En la Tabla 1 se muestran los más sobresalientes. De la tabla anterior se desprenden las variables que se utilizaron para cada estudio, en las cuales resalta por supuesto la red vial como principal. En la Figura 3 se muestra una nube de palabras, herramienta de minería de textos para representar visualmente un grupo de palabras agrupadas en un conjunto abstracto que tienen un contexto o nexo de unión común. En este caso, son las varia-

bles utilizadas en los estudios realizados para evaluar la influencia de las vialidades en el crecimiento urbano. Las de mayor tamaño y colores intensos reflejan las variables de mayor utilización, siendo las menos significativas aquellas más pequeñas y de colores más degradados. desarrollo urbano

población

urbanización

perímetro urbano administrativo

valor de suelo

red vial desarrollo económico

puertos

crecimiento urbano

vías férreas

indicadores de tráfico

área urbana elevación

estructura jerárquica del centro áreas administrativas densidad de población viajes Planeación

expansión urbana

demografía

aeropuertos

uso de suelo

accesibilidad

precio de renta

financiamientos

FIGURA 3. Nube de palabras sobre variables utilizadas en los estudios indicados en la tabla 1.

TABLA 1. Estudios realizados para evaluar la influencia vial en el crecimiento urbano.

AUTOR

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DESCRIPCIÓN DEL ESTUDIO

RESULTADOS

VARIABLES

Matthew et al. (2007)

Modelaron el uso del suelo de tipo urbano y el proceso de co-evolución de la red vial.

Demostraron cómo los patrones espaciales de distribución vial evolucionan a lo largo del tiempo desde las perspectivas de aglomeración urbana.

Demanda de viajes, infraestructura vial (inversiones), accesibilidad y uso de suelo.

Barthélemy y Flammini (2009)

Describieron los efectos de los mecanismos económicos en la evolución de la densidad de población y la topología de la red de carreteras.

Encontraron que los problemas de accesibilidad vial conducen a regiones de alta densidad y a la aparición de centros densamente poblados.

Red vial (crecimiento), distribución espacial desde el centro, estructura jerárquica del centro, precio de renta, accesibilidad.

Aljoufie et al. (2013)

Evaluaron el impacto de la infraestructura del transporte con el crecimiento urbano mediante indicadores de desarrollo.

Encontraron una relación entre el crecimiento urbano y el transporte: el crecimiento en la expansión de la infraestructura de transporte coincidió con el crecimiento de la población.

Crecimiento urbano, infraestructura vial (expansión y densidad), uso de suelo, densidad poblacional, viajes.

Xie et al. (2013)

Analizaron los cambios espaciotemporales en un paisaje urbano a lo largo de grandes franjas viales y compararon la relación entre el crecimiento urbano y el transporte.

Las principales vialidades estimularon la expansión urbana de la zona de estudio. Un patrón de crecimiento de ramificación lineal y aglomeraciones axiales se extendían desde el centro hacia la periferia a lo largo de la red vial.

Expansión urbana, desarrollo económico y uso de suelo.

Achibet et al. (2014)

Proponen un estudio donde áreas urbanas y red vial se rigen por reglas locales y evolucionan conjuntamente.

El crecimiento se debe a la construcción de la red vial y se expande naturalmente, debido a la densificación de las vías que mejora la accesibilidad.

Red vial, área urbana, valor de suelo, altitud, áreas restringidas.

Chissano et al. (2014)

Exponen que una pobre distribución vial o una mal planeada red vial lleva consigo poco y mal esparcido desarrollo urbano.

La mejora de las carreteras locales tiene un claro impacto en el desarrollo económico y urbano local.

Estructura vial, financiamientos, planeación, desarrollo urbano.

Ji et al. (2014)

Investigaron la relación entre las autopistas, la cobertura del suelo y la población de Beijing.

A medida que aumenta la distancia desde una autopista, la cantidad de edificaciones disminuyó gradualmente, y el cambio de suelo cerca de la autopista fue más intensa y frecuente en comparación con la de toda la ciudad.

Red vial, uso de suelo, población, perímetro urbano administrativo, elevación.

Zhao et al., (2015)

Analizaron estadístico-espacialmente la relación entre las redes viales y la expansión urbana, para estudiar sus características de distribución. Establecieron un modelo de densidad de red de expansión urbana con base al análisis de regresión.

La expansión urbana inicialmente se acelera al aumentar la densidad de la red vial, pero luego disminuye después de que se alcanza el punto de inflexión; y al exceder el umbral, las áreas urbanas dejan de expandirse.

Red vial, vías férreas, perímetro urbano administrativo, uso de suelo, expansión urbana.

Lu et al. (2016)

Mediante el análisis de ruta, exploraron y explicaron las conexiones entre las dimensiones fractales geométricas (medida de la complejidad de infraestructura de transporte) y estructurales de una ciudad.

Un aumento en la dimensión fractal geométrica conduce directamente a una menor densidad de población urbana y calidad de vida.

Red vial, población, área urbana, desarrollo urbano, indicadores de tráfico.

Song et al. (2016)

Exploran la interacción entre las autopistas y la pérdida de tierras agrícolas, utilizando el caso de los centros altamente urbanizados del este de China.

En la zona circundante a las autopistas del área urbana interna, el patrón de expansión urbana fue continuo; en cambio, dicho patrón fue discontinuo en la zona de influencia de las autopistas en el área urbana exterior.

Uso de suelo, área urbana, red vial, datos demográficos y socio-económicos.

Lyu et al. (2017)

Presentan un modelo de simulación urbano que genera diseños de ciudades con capas de población, red vial y uso del suelo.

Los resultados son diseños urbanos adecuados para el análisis de escenarios en el ámbito académico.

Red vial, valor de suelo, población, uso de suelo, áreas restringidas.

Maparu y Mazumder (2017)

Analizaron diferentes sectores de la infraestructura de transporte para encontrar su relación a largo plazo con el desarrollo económico y la urbanización.

Se encontró relación a largo plazo entre la infraestructura de transporte y el desarrollo económico y urbano, apoyando así la ley de Wagner.

Red vial, vías férreas, puertos, aeropuertos, desarrollo económico, urbanización.

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CONCLUSIONES Con base en la revisión de literatura se puede concluir que las vialidades (calles, autopistas o carreteras) están fuertemente relacionadas con el desarrollo urbano. Cabe destacar que en todos los estudios que han medido el impacto de las vialidades en el desarrollo urbano, se llegó a la conclusión de la influencia positiva de este fenómeno. La utilización de Sistemas de Información Geográfica para investigar y comprender cómo se produce la expansión urbana es de gran utilidad para comprender su desarrollo. Las predicciones pueden basarse en patrones históricos de crecimiento, adicionando información sobre las vialidades (como ya se ha discutido), tierras de pendiente pronunciada que no se pueden usar para el desarrollo, tierras que de otro modo están protegidas del uso urbano y otros factores que fomentan o restringen el desarrollo urbano. Cada uno de estos factores puede representarse en forma de mapa, como una capa en los Sistemas de Información Geográfica, mientras que el software especializado puede diseñarse para simular los procesos que impulsan el crecimiento. Estos modelos de crecimiento urbano son ejemplos de modelos de simulación dinámica, o programas de computadora diseñados para simular el funcionamiento de alguna parte del sistema humano o ambiental. La mayoría de estudios utilizaron el factor vialidad o red vial como variable en sus modelos de predicción de crecimiento urbano. En segundo lugar, se encuentra el uso de suelo, debido a la importancia del cambio de uso de suelo que se genera al existir una vialidad. De los resultados de los estudios se desprenden los siguientes puntos clave: a. La relación entre crecimiento urbano y la red vial es un proceso evolutivo. b. En toda vialidad existe una tendencia de desarrollo simétrico alrededor de ella. c. Si la vialidad es periférica, tiende a atraer desarrollo urbano de manera dispersa; conforme avance el tiempo, tiende a densificarse.

d. Una red vial mal planeada conlleva un lento y mal esparcido desarrollo urbano. e. El índice de densidad vial refleja el grado de urbanización de una ciudad. f. La influencia de una vialidad incentiva el cambio de uso de suelo instantáneamente. g. Una vialidad fracciona el paisaje y puede segregar elementos sociales presentes en la ciudad o su periferia. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Achibet et al., 2014. A model of road network and buildings extension co-evolution. Procedia computer science. Aljoufie et al., 2013. Spatial-temporal analysis of urban growth and transportation in Jeddah City, Saudi Arabia. Cities. Amato et al., 2015. Supporting planning activities with the assessment and the prediction of urban sprawl using spatio-temporal analysis. Ecological Informatics. Angel et al., 2011. The dimensions of global urban expansion: Estimates and projections for all countries, 2000–2050. Progress in Planning. Barthélemy M. and Flammini A., 2009. Co-evolution of density and topology in a simple model of city formation. Networks and Spatial Economics. Chissano et al., 2014. Roads, rates and development: Urban roads and growth in Xai-Xai, Mozambique. Habitat International. Durán et al., 2007. La Vialidad en el Área Periférica. Elemento Detonante de la Dispersión Urbana. Universidad Autónoma de Aguascalientes. Ji et al., 2014. Spatial and temporal distribution of expressway and its relationships to land cover and population: A case study of Beijing, China. Transportation Research Part D: Transport and Environment. Lu et al., 2016. Fractal dimensions of metropolitan area road networks and the impacts on the urban built environment. Ecological Indicators. Lyu et al., 2017. Procedural modeling of urban layout: population, land use, and road network. Transportation Research Procedia. Maparu, T. and Mazumder T., 2017. Transport infrastructure, economic development and urbanization in India (1990–2011): Is there any causal relationship. Transportation research part A: Policy and Practice. Matthew et al., 2007. The co-evolution of land use and road networks. Transportation and Traffic Theory. Saunders et al., 2002. Effects of roads on landscape structure within nested ecological units of the Northern Great Lakes Region, USA. Biological Conservation. Song et al., 2016. Analyzing the Impact of Highways Associated with Farmland Loss under Rapid Urbanization. International Journal of geo- information. Su et al., 2011. Transformation of agricultural landscapes under rapid urbanization: A threat to sustainability in Hang-Jia-Hu region, China. Applied Geography. Terrazas O., 2005. La ciudad de los caminos. Wu et al., 2016. City expansion model based on population diffusion and road growth. Applied mathematical modelling. Xie et al., 2013. Changes and effect of landscape pattern along the National Road 312 between Jiuquan and Jiayuguan city. Arid Zone Research. Zhang et al., 2002. Urban built-up land change detection with road density and spectral information from multi-temporal Landsat TM data. International Journal of Remote Sensing. Zhao et al., 2015. Spatial and temporal characteristics and correlation analysis of road networks and urban sprawl. Nongye Gongcheng Xuebao/Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering.

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LA IMPORTANCIA DE LAS VÍAS TERRESTRES EN LA INGENIERÍA FORENSE M.I. Luis Alfonso Campos Hermosillo Docente e Investigador de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Chihuahua ingecampos@gmail.com

INTRODUCCIÓN La investigación de los hechos delictivos que se cometen en nuestro país recae sobre las instituciones gubernamentales estatales y federales encargadas de la procuración e impartición de justicia, por supuesto, siempre considerando la competencia de la naturaleza del delito. Desarrollar y presentar la carpeta de investigación ante el juez es responsabilidad del agente del Ministerio Público. Dicha carpeta de investigación tiene que basarse en estudios técnicos elaborados mediante el método científico y deberá contener procedimientos técnicos desarrollados por uno o varios expertos en distintas materias, denominados peritos forenses; son ellos quienes emiten dictámenes e informes periciales forenses en diversas áreas como criminalística, balística, contabilidad, retratos hablados, psicología, incendios y explosiones, avalúos, hechos de tránsito terrestre, ingeniería civil, ingeniería topográfica, ingeniería estructural, valuación inmobiliaria, genética, química, médico legista, grafoscopía, informática, entre otros.

El conjunto de expertos forenses está adscrito al laboratorio de Ciencias Forenses de cada entidad federativa; por ejemplo, en la ley orgánica de la fiscalía general del estado de Chihuahua (última reforma POE 2018.07.21/No.58) se menciona que “la Dirección de Servicios Periciales y Ciencias Forenses es la unidad técnica y científica de la Fiscalía General del Estado que, con el carácter de auxiliar y bajo el mando directo del Ministerio Público, coadyuva con éste en la investigación y persecución de los delitos…” y según el reglamento del servicio profesional de carrera de las instituciones de seguridad pública del estado de Chihuahua y sus municipios, un perito es: El integrante de la Fiscalía General que, en su calidad de auxiliar del Ministerio Público, es el experto en el conocimiento de una ciencia, técnica, arte o disciplina, responsable de dictaminar y elaborar informes derivados del examen de personas, hechos, objetos, lugares o circunstancias relevantes relacionados con la

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comisión de delitos, para el cabal esclarecimiento de la verdad.

entre las cuales podríamos mencionar de manera general las siguientes:

Con base en lo anterior, cabe aclarar que el concepto de forense ha sido vinculado coloquialmente como una práctica profesional de los médicos legistas, también llamados médicos forenses, debido a que el concepto forense, según la Real Academia Española proviene del latin forensis y significa “perteneciente o relativo al foro”. El foro en la antigua Roma era el lugar donde se reunían los tribunales o especialistas a debatir sobre una situación determinada, principalmente enfocada a la impartición de justicia sobre algún hecho. Posteriormente el principal auxiliar del órgano juzgador fue el médico forense. En la actualidad se aplica el término Ciencias Forenses a los conocimientos de una agrupación de expertos que auxilian al agente del ministerio público mediante técnicas y/o métodos científicos; dichos expertos poseen capacitación en técnicas, artes y profesiones que dan fundamento a las investigaciones de carácter judicial. La ingeniería forense está integrada por diversas áreas del conocimiento, como ingeniería civil, topográfica, ingeniería en vías terrestres, en estructuras, en hidrología, en ciencias de los materiales, ingeniería química, eléctrica, mecánica, entre otras. Los peritos forenses especializados en la emisión de dictámenes e informes periciales relacionados con los automotores, peatones, ferrocarriles, semovientes, ciclistas, motociclistas y otros usuarios que empleen en su trayecto el uso de las vías terrestres urbanas y rurales se denominan peritos en hechos de tránsito terrestre, que es una especialización basada en los conocimientos de la ingeniería de las vías terrestres y de la criminalística.

-- ¿El diseño de la curva es el correcto con base en la velocidad establecida por los señalamientos viales actuales? -- ¿Es posible distinguir la huella de frenado con respecto a la huella de derrape? -- ¿La distancia de velocidad de parada en el tramo carretero sería suficiente para haber evitado el atropellamiento? -- ¿Los trabajos de mantenimiento que se llevan a cabo en la carretera estaban debidamente señalados al momento de presentarse el accidente, y las maniobras eran las adecuadas? -- Los topes, vialetas, boyas y/o dispositivos empleados para la disminución de velocidad ¿están colocados de manera correcta y debidamente señalados? -- ¿El crucero de cuatro altos ¿está debidamente señalado horizontal y verticalmente? -- ¿La sincronización de los semáforos es la óptima para permitir el flujo óptimo de vehículos y evitar el atropellamiento de peatones? -- ¿Están ubicados correctamente los pasos peatonales y su señalamiento es el indicado? -- ¿Es posible establecer el daño estructural ocasionado a un puente debido a la circulación de un vehículo que excede su peso y sus dimensiones, ya sea por colisión y/o circulación? -- Considerando que una volcadura pudo ser ocasionada por diversos factores, como por ejemplo los baches que presenta la vía, el diseño de las tangentes y curvas, el estado de los neumáticos, el sistema de estabilización del vehículo, el exceso de velocidad, la topografía de la zona, los perfiles longitudinales del camino, las secciones transversales del lugar del accidente, la falta de pericia del conductor, la situación climatológica (viento, lluvia, nieve, etc.), el sistema de frenado del vehículo, el estado anímico y físico del conductor, cruce de semovientes, ciclistas sobre la cinta asfáltica, entre otras causas eventuales, ¿es posible establecer la causa real de la volcadura?

INGENIERÍA FORENSE Los conocimientos que aporta la ingeniería de las vías terrestres a la ingeniería forense (enfocados a la procuración e impartición de justicia) son de suma importancia, ya que nos permiten responder a las preguntas más comunes que se hace el investigador de accidentes de tránsito terrestre,

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-- ¿A qué velocidad transitaba el vehículo precolisión y postcolisión? -- ¿Con qué cantidad de energía golpeó el vehículo al primer poste de alumbrado público? -- ¿Cuál fue la pérdida de energía al impactar al tercer vehículo? -- ¿Cuál fue la velocidad del vehículo No. 1 después de impactar al vehículo No. 2 (postcolisión) y antes de atropellar a los peatones sobre la acera? Considerando lo anterior debemos destacar que el perito forense en Hechos de Tránsito Terrestre deberá poseer estudios de ingeniería con especialización en las Vías Terrestres. Sin embargo, al tratarse de accidentes en los cuales se ven involucrados daños a vehículos, bienes inmuebles, lesiones y muerte de personas, es de suma importancia poseer amplios conocimientos en criminalística de campo. La criminalística se puede definir como el estudio de un crimen o hecho delictivo tomando en cuenta los principios fundamentales del método científico y haciendo especial énfasis en la recuperación de evidencias e indicios en el lugar de los hechos. Asimismo, deberá contemplar el análisis de los vehículos, bienes, personas y semovientes involucrados, con sus correspondientes pruebas en laboratorios y estudio en gabinete, considerando: -- La correcta delimitación y aseguramiento de la escena del crimen. -- La visualización de la zona de investigación de lo general a lo particular, con el objetivo de establecer todas las posibles variables que pudiesen estar involucradas en el accidente. -- Realización de la serie fotográfica, mediante la cual se quedará fijada gráficamente la escena del accidente. -- Identificación de las evidencias e indicios, así como su posterior embalaje y transporte a la bodega de evidencias y/o laboratorios correspondientes. -- Elaboración de las cadenas de custodia. -- Planimetría y altimetría de la zona de investigación. -- Descripción de la zona, de los vehículos involucrados y demás factores que se vieron involucrados en el hecho.

-- Elaboración y emisión del dictamen pericial forense. El personal capacitado en el área de hechos de tránsito terrestre posee conocimientos basados en la criminalística de campo, y mediante éstos es capaz de realizar un análisis de las etapas de desarrollo de un determinado accidente vial, por lo cual deberá de recabar la información de campo en el lugar de los hechos, tales como cristales, restos de los vehículos, huellas de frenado, huellas de derrape, impactos contra objetos fijos, condiciones del pavimento, condiciones de visibilidad, vegetación en la zona, sangre, armas, bebidas alcohólicas, drogas, etc. Asimismo, el personal capacitado deberá recabar información médica de los lesionados en hospitales e informes de las autopsias realizadas por el médico legista perteneciente al Servicio Médico Forense (Semefo); también deberá tener acceso a los vehículos involucrados en el accidente para la revisión de daños en sus partes mecánicas y carrocería (por lo general dichos vehículos están depositados en corralones oficiales), y tendrá acceso a los informes viales del accidente (los cuales fueron elaborados por un agente vial a nivel estatal o un agente de caminos a nivel federal). TIPOS DE ACCIDENTES Entre los principales tipos de accidentes viales podemos mencionar los siguientes: -- Colisiones traseras comúnmente llamadas choque por alcance: son aquellas en las cuales un vehículo en circulación impacta con su parte frontal a otro vehículo en su parte trasera; a la acumulación de varios vehículos dañados de esta manera en un mismo suceso es lo que coloquialmente llaman choque en carambola, en cadena o alcance múltiple; suelen causar daños en las cervicales de los conductores y pasajeros. -- Las colisiones en las intersecciones son las que comúnmente se presentan en los cruces de semáforos y en los de cuatro altos. Por lo general se producen porque alguno de los conductores omite el semáforo en rojo o el señala-

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miento de alto, aunque también suelen suceder por errores o fallas en la sincronización de los semáforos. Estos accidentes normalmente se presentan cuando un vehículo impacta con su parte frontal a otro vehículo en su parte lateral; estas colisiones pueden ocasionar desde proyecciones y giros del vehículo que fue impactado, hasta volcaduras en el mismo crucero de los hechos y con posibles postcolisiones contra otros vehículos y peatones. -- La colisión contra objetos fijos es aquella en la cual un vehículo en circulación se impacta directamente contra un objeto fijo como un árbol, un poste, una casa habitación, un semáforo, un vehículo estacionado, etc. Suele suceder debido al cansancio del conductor, al efecto de las drogas y/o alcohol en el conductor o al realizar una maniobra evasiva previa como esquivar un peatón u otro vehículo, por el exceso de velocidad, entre otros. -- Las colisiones contra peatones, ciclistas y semovientes consisten en que el vehículo en circulación golpea y proyecta, carga o arrastra a un peatón, ciclista o semoviente. Normalmente esta clase de accidentes viales se debe a la falta de premura por parte del peatón al cruzar una vía por lugares inadecuados, cortándole la circulación a los vehículos que transitan por dicha vía, principalmente al no cruzar por las esquinas o cruzar entre los vehículos estacionados; en el caso de los semovientes suele suceder al escaparse ganado de algún establo cercano o al hecho de tenerlos pastando a las orillas de las vías de circulación. En el caso de los semovientes, debido a su altura, peso, centro de gravedad y a la velocidad, es común que terminen incrustados en el interior de la cabina de los automóviles, ingresando a través del cristal frontal y ocasionando la muerte instantánea de todos los pasajeros. En el caso de los ciclistas, es común que en temporadas de preparación para las competencias se agrupen varios para circular sobre la cinta asfáltica y que, a lo largo del trayecto, se separen en varios subgrupos, y, a su vez, se distancien del vehículo escolta que VÍAS TERRESTRES 57 ENERO-FEBRERO 2019

los acompaña. Lo anterior, aunado a las maniobras de rebase de otros vehículos en circulación, a las velocidades y al tráfico, hace factible que se presenten accidentes viales por impactos directos a dichos ciclistas y al realizar maniobras evasivas para evitar impactarlos, resultando colisiones contra otros automotores o salidas de la vía. -- Las colisiones por exceso de velocidad, cansancio o maniobras inadecuadas, son ocasionadas principalmente por la falta de experiencia en la conducción de vehículos por parte del conductor o por el exceso de confianza en conductores experimentados; es lo que coloquialmente nombran como falta de pericia del conductor. Asimismo, se suelen presentar accidentes por realizar reparaciones de los vehículos sobre el camino. También se presentan accidentes en el caso de vehículos de carga que realizan maniobras para retornos de circulación, para el ingreso a bodegas o patios de manera inadecuada y durante la incorporación a caminos de alta velocidad. Esta clase de accidentes resultan en volcaduras, salidas de la pista de circulación, impacto contra objetos fijos como árboles, postes, vehículos estacionados o bienes inmuebles y colisiones entre uno o varios vehículos. Debido a todos los factores que influyen de manera previa en un accidente vial o hecho de tránsito terrestre (precolisión), es de suma importancia la identificación, recolección y embalaje de todas y cada una de las evidencias e indicios que existan después del accidente (postcolisión). DICTAMEN FORENSE Cabe mencionar que después de una colisión o accidente vial, la zona de investigación o escena del crimen puede llegar a ser alterada debido a las acciones de búsqueda y rescate realizadas por los cuerpos de seguridad, también llamados Primeros Respondientes. Por esta razón, la calidad y certeza de un dictamen forense recae en la base académica del conocimiento de ingeniería y de la experiencia en criminalística con la que cuente el perito, ya que es de

suma importancia su experiencia en la investigación de hechos delictivos para poder aplicar un correcto criterio de selección sobre las evidencias e indicios que competen al accidente y poder así descartar por el método científico aquellos daños, alteraciones y efectos ocasionados debido a las acciones de rescate y control de la zona de investigación.

Un investigador en hechos de tránsito terrestre tiene que poseer gran experiencia en escenas del crimen; por ejemplo, si se encuentra analizando la escena de una colisión múltiple de vehículos en una vía de alta velocidad de circulación, y/o un incendio postcolisión en uno de los vehículos involucrados (lo anterior para fines de asignación de responsabilidades y pagos de seguros), deberá considerar desde el punto de vista del investigador que su escena ha tenido diferentes etapas de alteración, ya que las maniobras realizadas en el lugar para controlar el fuego, permitir la circulación de los vehículos de emergencia y reactivar la circulación de los vehículos particulares sobre la vía, pueden alterar la escena del crimen o zona de investigación con respecto a la posición final de los vehículos involucrados en la etapa de postcolisión. También se deben tomar en cuenta que factores como la rotura de cristales y otros daños ocasionados para abrir el vehículo o el cofre que se encuentra en llamas (el H. Cuerpo de Bomberos buscará la manera de atacar el fuego en el motor y en la cabina del vehículo incendiado y realizará maniobras de rescate de personas atrapadas en los vehículos involucrados, controlará el derrame de combustibles y aceites sobre la vía, hará corte de energía eléctrica en caso de resultar dañado un poste de una línea de conducción eléctrica) entre otros, ocasionarán alteraciones en la zona de investigación. Cuestiones como el embalaje, transporte de evidencias e indicios, aseguramiento de vehículos y la elaboración de las correspondientes cadenas de custodia, son procedimientos técnicos muy bien establecidos que deberán basarse en protocolos de actuación de la escena del crimen, que son conocimientos en los que se especializa el criminalista de campo en hechos de tránsito terrestre. Por otro lado, el criminólogo es el especialista en la ciencia social, que estudia las causas y circunstancias que conduce a que una o varias personas cometan un delito. También analiza la personalidad de los delincuentes, su tratamiento adecuado y su posterior reinserción social. No se debe confundir al criminalista de campo con un criminólogo. Esto es de suma importancia,

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pues en la práctica diaria es común asignar diversas tareas técnicas a aquel profesionista que simplemente esté involucrado en la procuración de la justicia sin tomar en cuenta de manera detallada la formación de su perfil académico. CONCLUSIONES Se puede concluir que la fusión de conocimientos de un ingeniero en vías terrestres y un criminalista con especialización en hechos de tránsito terrestre arrojará al profesionista idóneo para el análisis de accidentes que se susciten en las vías terrestres, es decir, el resultado será un experto forense en hechos de tránsito terrestre, quien tendrá la pericia para el levantamiento de la escena del crimen con sus respectivas evidencias e indicios y a su vez poseerá el conocimiento científico para esclarecer mediante fundamentaciones físico-matemáticas el desarrollo de un accidente vial.

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Es de suma importancia recomendar a las instituciones de la procuración de justicia en el país la formación de peritos en Hechos de Tránsito Terrestre que posean el perfil académico de ingenieros en vías terrestres con conocimientos en criminalística, para fortalecer la calidad de los peritajes e investigaciones que involucran accidentes viales y así evolucionar en las fundamentaciones científicas de dicha materia. Esta recomendación es resultado de lo descrito en este documento, así como también de mis experiencias profesionales y de campo formadas durante once años como perito forense en la Dirección de Servicios Periciales y Ciencias Forenses perteneciente a la Fiscalía General del Estado de Chihuahua, y tienen su fundamento en los conocimientos de ingeniería adquiridos en mi formación académica de la maestría en Ingeniería de Vías Terrestres impartida por la Universidad Autónoma de Chihuahua.

CONSULTORES EN INGENIERÍA CIVIL, S.A. DE C.V.

AÑOS

▪

9,003 Kilómetros de proyectos geométricos de Autopistas, Caminos Rurales y Carreteras Federales.

Distribuidor Vial Benito Juárez, S.L.P. S.C.T. 908/91

▪

31,680 Kilómetros de Estudios de Geotecnia y Pavimento.

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302 Diseños Viales de Entronques y Pasos Superiores.

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430 Proyectos Ejecutivos de Puentes y Estructuras.

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33 Asesorías en Proyectos de Asociaciones Público - Privadas.

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28 Estudios y Proyectos Internacionales en Estados Unidos de América, Panamá , Costa Rica y Colombia.

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992 kilómetros de Supervisión en Construcción de

Corredor Sur en Cd. de Panamá, C.A. ICA GOB. Panamá 006 INT/97

Carreteras y Seguimiento en operación de Autopistas. ▪

Peritos Profesionales en Vías Terrestres, Geotecnia, Impacto Ambiental, Estructuras e Ingeniero Independiente.

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Certificación “Peer Review” por la Cámara Nacional de Empresas de Consultoría y la American Council Of Engineering Companies.

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Sistema de Gestión de Calidad ISO 9001 : 2000, Certificación en Proyecto de Vías Terrestres y Supervisión

Acceso al puerto de Buenaventura, Colombia. FONADE. 3007/2012

de Obra.

“NO HAY SUSTITUTO PARA LA EXPERIENCIA” Vía Rápida Río San Joaquín - Ciudad de México, D.D.F. 011/72

AGRARISMO No. 59 COL. ESCANDÓN, DELEG. MIGUEL HIDALGO, C.P. 11800 CIUDAD DE MÉXICO, TEL: 01 (55) 5271 0813 5271 0848 www.cinc.com.mx contacto@cinc.com.mx COORDENADAS GPS: 19° 24’ 05” N – 99° 10’ 21” W

LA CERTIFICACIÓN DE LOS AEROPUERTOS MEXICANOS Demetrio Galíndez López Ingeniero Civil Docente e investigador del Instituto Politécnico Nacional dgalindez@ipn.mx

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CERTIFICACIÓN La Ley Federal sobre Metrología y Normalización establece que la Certificación es un procedimiento por el cual se asegura que un producto, proceso, sistema o servicio se ajusta a las normas o lineamientos o recomendaciones de organismos dedicados a la normalización, y está asociada a los conceptos de acreditación, verificación y evaluación de la conformidad. La certificación de los aeropuertos tiene como propósito garantizar que las instalaciones de los mismos se encuentren dentro del marco normativo que se requiere en cuanto a su diseño y operación, para que los pasajeros vuelen de manera cómoda, segura y económica. LOS AEROPUERTOS Los aeropuertos, como infraestructura a certificar mediante una acreditación, están constituidos por las siguientes zonas, sujetas a verificación y evaluación: el lado aire (“Air Side”) o zona de movimientos aeronáuticos; comprende las pistas, las calles de rodaje y las plataformas; y la zona terrestre (“Land VÍAS TERRESTRES 57 ENERO-FEBRERO 2019

Side”), en la que se consideran los edificios para las terminales, los estacionamientos y las vialidades; después están las instalaciones de apoyo como los hangares, la zona de combustibles, el sistema de extinción de incendios, y la torre de control. En México, los aeropuertos en su conjunto conforman El Sistema Aeroportuario Mexicano (SAM) que está constituido por 59 aeropuertos, susceptibles a certificar, integrados en 6 grupos aeroportuarios: -- Grupo Aeroportuario del Sureste (ASUR) con 9: Cancún, Mérida, Cozumel, Oaxaca, Huatulco, Tapachula, Villahermosa, Veracruz y Minatitlán. -- Grupo Aeroportuario del Pacífico (GAP) con 12: Guadalajara, Tijuana, San José del Cabo, Puerto Vallarta, Hermosillo, Guanajuato, La Paz, Mexicali, Aguascalientes, Morelia, Manzanillo y Los Mochis. -- Grupo Aeroportuario del Centro Norte (GACN/ OMA) con 13: Monterrey, Acapulco, Mazatlán, Zihuatanejo, Zacatecas, Culiacán, Ciudad Juárez, Chihuahua, San Luis Potosí, Durango, Torreón, Tampico y Reynosa.

-- Grupo Aeroportuario de la Ciudad de México (GACM): Cuenta únicamente con el Aeropuerto Internacional de la Ciudad de México (AICM). -- Grupo Aeropuertos y Servicios Auxiliares (ASA) con 19: Chetumal, Ciudad Obregón, Campeche, Ciudad Victoria, Guaymas, Loreto, Matamoros, Nuevo Laredo, Nogales, Ciudad del Carmen, Colima, Ixtepec, Poza Rica, Puebla, Puerto

Escondido, Tehuacán, Tamuín, Tepic, y Uruapan. -- Grupo Aeroportuario en Sociedades con ASA con 5: Querétaro, Toluca, Cuernavaca, Tuxtla Gutiérrez y Palenque. El número de pasajeros que se beneficiaría si todos los aeropuertos estuvieran certificados, se muestra en la tabla 1.

TABLA 1. Pasajeros transportados durante el 2107 en el SAM. Grupo

AICM

GAP

ASUR

OMA

ASA

Sociedades

País

Pasajeros

44,732,418

40,708,600

31,052,569

19’662,014

2’700,057

2’960,128

141’815,786

MARCO JURÍDICO QUE RIGE EN LA CERTIFICACIÓN DE LOS AEROPUERTOS El marco jurídico al que tienen que apegarse los aeropuertos para su certificación comprende los ámbitos: INTERNACIONAL

La Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), organismo especializado de la ONU, estableció como inicio de la certificación de los aeródromos el 27 de noviembre de 2003, disponiendo que los Estados certificaran los aeródromos utilizados para operaciones internacionales de conformidad con las especificaciones contenidas en el Volumen 1 del Anexo 14 del Convenio sobre Aviación Civil Internacional, y en el Manual de Certificación de Aeródromos. Aquí se establece que “la certificación tiene por objeto garantizar que las instalaciones, equipo y procedimientos operacionales en los aeródromos certificados se deben de ajustar a lo establecido en dicho anexo”. NACIONAL

En México, para regular el procedimiento de certificación de los aeropuertos mexicanos se parte de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos; de ella derivan: La Ley de Aviación Civil; La Ley de Aeropuertos; y la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, con sus respectivos reglamentos. El 22 de enero de 2008 se publicó, en el Diario Oficial de la Federación, el Procedimiento para la Evaluación de la Conformidad del Anexo 14 (PECA). En éste se establece que:

Es facultad de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT), verificar el cumplimiento de las disposiciones administrativo-normativas, tanto nacionales como internacionales, que garanticen la seguridad operacional de los aeródromos civiles, y verificar que se cumplan las especificaciones y procedimientos técnicos y de operación, por parte de los operadores de dichos aeródromos, de acuerdo con lo estipulado en el Anexo 14, a lo dispuesto en los artículos 78 y 79 de la Ley de Aeropuertos y a lo que establece la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, respecto a la autorización de “Unidades de Verificación”, para que constaten la conformidad de las especificaciones y procedimientos técnicos de los aeródromos que pretendan ser certificados. El programa de certificación de aeródromos civiles se estableció para llevarse a cabo durante un período de cinco años, a partir de la fecha de entrada en vigor del PECA, de acuerdo a las siguientes etapas: I. En una primera etapa, durante el primero y segundo año, los aeródromos de servicio al público, declarados y habilitados como lugares de entrada y salida internacional (aeropuertos internacionales), en los que se realizan operaciones de aviación comercial regular, con origen o destino en el extranjero. II. En una segunda etapa, a realizarse en los años tres y cuatro, los aeródromos de servicio al público, declarados y habilitados como

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lugares de entrada y salida internacional (aeropuertos internacionales), que atiendan operaciones de aviación comercial regular, pero que ninguna de éstas tenga origen o destino fuera del territorio nacional. III. En la tercera etapa, programada para el quinto año del período, todos aquellos aeródromos destinados a dar servicio al público, declarados y habilitados como lugares de entrada y salida internacional, que no atiendan operaciones de la aviación comercial regular, (aeródromos de servicio general, abiertos al tráfico internacional). IV. Todos aquellos aeródromos destinados a dar servicio al público, distintos a los antes señalados, podrán manifestar a la autoridad aeroportuaria en cualquier momento, su interés de someterse al proceso de certificación, coordinando para el efecto las acciones a que haya lugar.

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La Dirección General de Aeronáutica Civil emitió la Circular Obligatoria de la Dirección de Aeropuertos de la DGAC, CO-DA 04/07 R2, que establece el proceso que deben seguir los concesionarios, permisionarios u operadores para obtener un Certificado de Aeródromo Civil de Servicio al Público, que consta de cinco fases: 1) Pre-solicitud 2) Solicitud y evaluación documental 3) Verificación en sitio 4) Atención y corrección de las no conformidades a la normatividad vigente y 5) Autorización del Manual de Aeródromo y emisión de Certificado. En apoyo al proceso de certificación, el 13 de abril de 2007, la SCT emitió la convocatoria para la acreditación y aprobación de unidades de verificación para la evaluación de la conformidad de las normas internacionales en materia de seguridad operacional en aeródromos civiles. AEROPUERTOS MEXICANOS CERTIFICADOS En la información proporcionada por la Dirección General de Aeronáutica Civil a través del INAI, al 2017 únicamente había autorizadas 3 unidades verificadoras en el país y se encontraban certificados únicamente 36 aeropuertos que son 61 % VÍAS TERRESTRES 57 ENERO-FEBRERO 2019

del total de los aeropuertos, que transportaron 51,284,036 pasajeros que representan 36.2 % de los pasajeros transportados en el país. Por grupo aeroportuario, los aeropuertos que se han certificado y los pasajeros que han transportado al 2017 son: — GACN/OMA (5 AEROPUERTOS)

Monterrey, Torreón, Zihuatanejo, Ciudad Juárez y San Luis Potosí, que representan 8 % de los aeropuertos del país y transportaron 12,714,950 pasajeros (9 % de los transportados en el país). — GAP (11 AEROPUERTOS)

Puerto Vallarta, Los Cabos, Tijuana, Hermosillo, Guanajuato, La Paz, Mexicali, Aguascalientes, Morelia, Manzanillo y Los Mochis, que representan 19 % de los aeropuertos del país y transportaron 27,900,600 pasajeros (20 % de los transportados en el país). — ASUR (6 AEROPUERTOS)

Cozumel, Huatulco, Villahermosa, Veracruz, Mérida y Oaxaca que representan 10 % de los aeropuertos del país y transportaron 6,957,240 pasajeros (5% de los transportados en el país). — ASA (12 AEROPUERTOS)

Ciudad Obregón, Campeche, Ciudad Victoria, Guaymas, Loreto, Matamoros, Nuevo Laredo, Ciudad del Carmen, Puebla, Colima, Tepic y Uruapan, que representan 20 % de los aeropuertos del país y transportaron 2,114,937 pasajeros (1.5 % de los transportados en el país). — SOCIEDADES CON ASA (2 AEROPUERTOS)

Toluca y Querétaro, que representan, 3 % de los aeropuertos del país y transportaron 1,596,309 pasajeros (1 % de los pasajeros transportados en el país). RESULTADOS - No se cumplió con las etapas de certificación fijadas por la OACI y establecidas en de PECA de la SCT, ya que para el 2013 deberían estar certificados los 59 aeropuertos del SAM, y a la fecha únicamente 36 están certificados. - Mientras que casi dos terceras partes de los aeropuertos del país están certificados, éstos transportan un poco más de la tercera parte de los pasajeros que viajan por avión.

- El AICM y CancĂşn, que son los dos aeropuertos que mĂĄs pasajeros transportan (68,333,927), al no estar certificados, inciden para que 48 % de los pasajeros del paĂs viajen en un aeropuerto no certificado. - El grupo aeroportuario que mĂĄs aeropuertos tiene certificados es ASA con la tercera parte de los aeropuertos certificados en el paĂs y la quinta del SAM; sin embargo, por estos aeropuertos viaja Ăşnicamente 1 % de los pasajeros transportados en el paĂs. - El grupo aeroportuario que mĂĄs aeropuertos certificados tiene de los que conforman su grupo es GAP, con 11 de 12 aeropuertos, con lo que garantiza que viajan en un Aeropuerto certificado la quinta parte de los pasajeros del SAM. - El grupo aeroportuario que menos aeropuertos certificados tiene en nĂşmero es el de las sociedades, con 2 de 5 para un 40 %; y el grupo que menos porcentaje tiene de aeropuertos certificados en relaciĂłn con los de su grupo es OMA con 5 de 13 para un 38 %.

CONCLUSIĂ&#x201C;N Mientras el cumplimiento de la certificaciĂłn de aeropuertos sea voluntario, ya que la OACI tambiĂŠn establece que ningĂşn Estado contratante serĂĄ culpable de infracciĂłn del presente Convenio si no pone en prĂĄctica tales recomendaciones, no se tendrĂĄn resultados alentadores, pese a la importancia que tiene el que los pasajeros se transporten a travĂŠs de un aeropuerto certificado que les garantice que tiene las instalaciones y equipamientos adecuados para volar de manera cĂłmoda, segura y econĂłmica. REFERENCIAS BIBLIOGRĂ FICAS ASA, 2017 EstadĂsticas del Sistema Aeroportuario Mexicano. Gobierno Federal: Ley de MetrologĂa y NormalizaciĂłn; Ley de Aeropuertos y Ley de AviaciĂłn Civil. OACI. Convenio sobre AviaciĂłn Civil Internacional; Anexo 14 Parte I, AerĂłdromos; y Manual de CertificaciĂłn de AerĂłdromos. SCT. El Procedimiento para CertificaciĂłn de los Aeropuertos.

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PROBLEMA 56 Mi abuela, que en paz descanse, era empresaria y tenía 72 empleadas costureras. Cada año les daba un regalo. Un día, entre sus papeles encontré una vieja nota de compra que dice que por 72 perfumes pagó un total cuyos dígitos primero y último están borrados. La cantidad es de cinco dígitos y sólo se alcanzan a distinguir los tres centrales:

_679_ ¿Cuál es la suma de los dígitos faltantes?

- y sus 57 23

RESPUESTA AL PROBLEMA DEL NÚMERO 56 DE ESTA REVISTA aabb = cuadrado perfecto 1,000 a + 100 a + 10 b + b = X2 = 1,100 a + 11 b Puede observarse que el número es divisible por 11; así, X2 es divisible por 11 y X también. De igual forma, puede afirmarse que X puede estar comprendido entre 32 y 99 para que elevado al cuadrado arroje un número de cuatro dígitos. Pero X es divisible entre 11, por lo que X puede ser igual a: 33, 44, 55, 66, 77, 88 ó 99. Así, encontramos que 882 = 7,744, que es el número buscado. - y sus -

¿FERROCARRIL JALADO POR CABALLOS? El ferrocarril Veracruz-Jalapa con una longitud de 114 km fue inaugurado el 30 de junio de 1873 y su arrastre fue por medio de tracción animal. El tramo es plano. Sí, con 400 mulas con arneses (como se unían los caballos de las diligencias que tanto hemos visto en la películas del Viejo Oeste). El primer vehículo de este tipo fue proyectado, construido y operado a principios de 1808 para unir las poblaciones de Ceske Budejovice, en la actual Checoslovaquia, con la ciudad de Linz, Austria. Los caballos sólo tiraban de los carros en terreno plano o con una mínima pendiente. Cuando continuaba una pendiente (ascendente o descendente) fuerte, los animales eran desenganchados y el arrastre se llevaba a cabo por medio de mecanismo de cable y polea, y una máquina de vapor estacionaria. 57 24

Proyectos Ferroviarios y Multimodales básicos en los estados de Guerrero y Oaxaca.

El Ferrocarril Mexicano se inuguró el 1° de enero de 1873 y entre el equipo tractivo y de arrastre contaba en ese momento con 34 vagones para transporte de PULQUE, la misma cantidad de vagones para transporte de pasajeros. El total del equipo eran 377; 26 locomotoras y 351 vagones.

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

INSTALACIÓN DEL COLEGIO ELECTORAL

CONVOCATORIA ASAMBLEA GENERAL ORDINARIA

I. Se hace del conocimiento de nuestros asociados que el día de ayer quedó instalado el Colegio Electoral para la elección de la XXIII Mesa Directiva de la Asociación Mexicana de Ingeniería de Vías Terrestres, A.C. integrado de la siguiente manera:

Con fundamento en lo dispuesto en los capítulos III y IV del Estatuto en vigor, la XXII Mesa Directiva de la Asociación Mexicana de Ingeniería de Vías Terrestres, A.C. convoca a elecciones a fin de renovar su Mesa Directiva para el periodo 2019-2021.

Ing. Víctor Ortíz Ensástegui Ing. Héctor Saúl Ovalle Mendivil Ing. Clemente Poon Hung Ing. Luis Rojas Nieto Ing. Elidé Rodríguez Rodríguez

La votación se efectuará conforme a lo dispuesto en el Estatuto en vigor, durante la ASAMBLEA GENERAL ORDINARIA que se llevará a cabo el miércoles 27 de febrero del 2019, a las 18:00 horas, en el Auditorio Enrique Lona Valenzuela del Colegio de Ingenieros Civiles de México, ubicado en Camino a Santa Teresa No. 187, Col. Parques del Pedregal, Ciudad de México, de acuerdo al siguiente:

Presidente Secretario Vocal Vocal Vocal

II. Con fundamento en lo dispuesto en los capítulos III y IV del Estatuto en vigor, la XXII Mesa Directiva de la Asociación Mexicana de Ingeniería de Vías Terrestres, A.C. convoca a elecciones a fin de renovar su Mesa Directiva para el periodo 2019-2021. El periodo de postulación y registro de planillas queda abierto a partir de esta fecha y concluirá el 30 de enero del 2019, a las 17:00 horas. El registro se efectuará en las oficinas de la Asociación, ubicadas en Camino a Santa Teresa No. 187, Col. Parques del Pedregal, Ciudad de México. Las postulaciones de candidatos para Presidente podrán hacerse por escrito y por planilla completa, siendo necesario para obtener el registro que éste se solicite ante el Colegio Electoral mediante escrito firmado por un grupo no menor de treinta asociados en uso de sus derechos. En dicho escrito constará la aceptación firmada de los candidatos postulados para el puesto en que figuren en la planilla. Un candidato postulado en una planilla no podría figurar en otra. El asociado que dé su firma de apoyo a una planilla no podrá firmar para otra. La votación se efectuará conforme a lo dispuesto en el Estatuto en vigor, durante la ASAMBLEA GENERAL ORDINARIA que se llevará a cabo el miércoles 27 de febrero del 2019, a las 18:00 horas, en el Auditorio Enrique Lona Valenzuela del Colegio de Ingenieros Civiles de México, ubicado en Camino a Santa Teresa No. 187, Col. Parques del Pedregal, Ciudad de México. Ciudad de México 2 de diciembre del 2018. Ing. Víctor Ortíz Ensástegui Presidente del Colegio Electoral Ing. Héctor Saúl Ovalle Mendívil Secretario del Colegio Electoral

ORDEN DEL DÍA 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Instalación de la Asamblea Lectura de Convocatoria Presentación de planillas registradas Nombramiento de escrutadores Resultado de votación Presentación de la planilla electa por parte del Presidente del Colegio Electoral 7. Informe de actividades de la XXII Mesa Directiva 8. Toma de Protesta a la XXIII Mesa Directiva 9. Presentación del programa de actividades de la XXIII Mesa Directiva 10. Asuntos generales

Si a la hora previamente señalada para inicio de la Asamblea General Ordinaria no se cuenta con el número de asociados requeridos para establecer quórum, de acuerdo con el Estatuto, ésta se instalará 30 minutos después de la hora señalada con el número de asociados presentes. Ciudad de México a 1 de diciembre del 2018 Ing. Héctor Saúl Ovalle Mendívil Presidente Ing. Elidé Rodríguez Rodríguez Secretaria

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Foto: Extendido de la base asfรกltica sobre la base estabilizada con cemento Portland. Vร AS TERRESTRES 57 ENERO-FEBRERO 2019

DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO SEMIRRÍGIDO PRIMERA PARTE: DESARROLLO

Pedro Corona Ballesteros Ingeniero Civil Profesor de posgrado en Vías Terrestres Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)

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DEFINICIÓN Un pavimento semirrígido es una estructura integrada comúnmente por una capa de base estabilizada con cemento Portland apoyada sobre una base granular y protegida por una base y/o carpeta asfálticas y en su caso, capa de rodadura. PROBLEMA Los métodos de diseño estructural de pavimentos flexibles que actualmente se conocen en México, tales como AASHTO 2008, IMT-PAVE 3.0, entre otros, apoyados en la Teoría Elástica Multicapa y en modelos de deterioro, principalmente, agrietamiento por fatiga de las capas cohesivas y deformación permanente en las capas térreas, exceden su aplicación, pues incluyen los pavimentos semirrígidos, los cuales cuentan con una base estabilizada, que desde su construcción, inevitablemente se agrieta. Esto significa que dichos métodos no obedecen al requisito esencial de la antes men-

cionada Teoría Elástica Multicapa, donde las capas de pavimento deben ser continuas e infinitas en la dirección horizontal (que no tengan juntas ni grietas). Asimismo, cuando se trata de la zona donde está la grieta o fisura, no es posible calcular el nivel de deterioro de agrietamiento por fatiga para el periodo de diseño para poder compararlo con el valor máximo admisible. Cuando un pavimento semirrígido se diseña incorrectamente, más temprano que tarde se presenta el fenómeno de la reflexión de las grietas de la capa de base estabilizada con cemento Portland en las capas asfálticas, aun sin el efecto del tránsito de los vehículos. DESARROLLO Para el proyecto estructural de este tipo de pavimento se requieren dos tipos de diseños: 1) El de la base estabilizada con cemento Portland 2) El de la base y/o carpeta asfálticas superpuestas.

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1. DISEĂ&#x2018;O ESTRUCTURAL DE LA BASE ESTABILIZADA CON CEMENTO PORTLAND

Donde

En virtud de que la capa de base estabilizada inevitablemente se agrieta o se prefisura para lograr juntas por medios mecĂĄnicos con el fin de disminuir la magnitud de la grieta, es necesario diseĂąarla a manera de losa en forma de tablero limitado por las grietas, fisuras o juntas. Estas piezas de grava cementada de mediana a alta resistencia (4 a 7 % de cemento Portland) gozan de las mismas propiedades de una losa de concreto hidrĂĄulico, en el sentido de que poseen resistencia considerable a la flexiĂłn, y tambiĂŠn son afectadas por el curado y por los cambios de temperatura y humedad. La base estabilizada con cemento Portland estĂĄ sujeta a los esfuerzos siguientes:

â&#x201E;&#x17D;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x2019;# = Espesor equivalente de la capa de base y/o

a. CompresiĂłn y tensiĂłn resultantes de la deflexiĂłn de dicha base bajo la carga de las ruedas. b. Cortante en la junta o fisura debido al diferencial de deflexiĂłn causado por las ruedas. c. Horizontales de compresiĂłn y tensiĂłn por la expansiĂłn y contracciĂłn del material estabilizado causado por el curado y por los cambios de temperatura.

Donde

Para la determinaciĂłn del espesor de la base estabilizada y su resistencia se emplean las siguientes fĂłrmulas: de Odemark para el cĂĄlculo del espesor equivalente de la capa de la base y/o carpeta asfĂĄltica superpuestas respecto a la capa de base estabilizada; de Westergaard para el esfuerzo a la tensiĂłn y la deflexiĂłn en la esquina, interior y borde del tablero de la base estabilizada (Ď&#x192;c, Ď&#x192;i, Ď&#x192;e y Î&#x201D;c, Î&#x201D;i, Î&#x201D;e, respectivamente). Para la determinaciĂłn de estos esfuerzos se utilizan las fĂłrmulas del radio de rigidez relativa (â&#x201E;&#x201C;) y del radio del ĂĄrea de contacto de llantas dobles (a). A continuaciĂłn se escriben las formulas citadas. â&#x20AC;&#x201D;â&#x20AC;&#x201D; CĂĄlculo del espesor equivalente de concreto asfĂĄltico con la fĂłrmula de Odemark:

â&#x20AC;&#x201D;â&#x20AC;&#x201D; CĂĄlculo del radio del ĂĄrea de contacto de llantas dobles â&#x20AC;&#x153;aâ&#x20AC;?, en cm:

â&#x201E;&#x17D;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x2019;# = â&#x201E;&#x17D;#

đ??¸đ??¸# đ??¸đ??¸&

VĂ?AS TERRESTRES 57 ENERO-FEBRERO 2019

FĂłrmula (1)

carpeta asfĂĄlticas respecto a la capa de base estabilizada con cemento Portland, en cm â&#x201E;&#x17D;" = Espesor de la capa de base y/o carpeta asfĂĄlticas, en cm đ??¸đ??¸" = MĂłdulo elĂĄstico de la capa de base y/o carpeta asfĂĄlticas, en kg/cm2 đ??¸đ??¸" = MĂłdulo elĂĄstico de la capa de base estabilizada con cemento Portland, en kg/cm2 â&#x20AC;&#x201D;â&#x20AC;&#x201D; CĂĄlculo del radio de rigidez relativa â&#x20AC;&#x153;â&#x201E;&#x201C;â&#x20AC;?, en cm: â&#x201E;&#x201C; =

đ??¸đ??¸đ??¸đ??¸ â&#x201E;&#x17D;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x2019; ' 12 1 â&#x2C6;&#x2019; Âľ, đ?&#x2018;&#x2DC;đ?&#x2018;&#x2DC;

FĂłrmula (2)

đ??¸đ??¸đ??¸đ??¸ = MĂłdulo de elasticidad equivalente, en kg/

cm2 * â&#x201E;&#x17D;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x2019; = Espesor equivalente de base estabilizada mĂĄs la base y/o carpeta asfĂĄlticas, en cm Âľ = Coeficiente de Poisson, valor medio de 0.1. đ?&#x2018;&#x2DC;đ?&#x2018;&#x2DC; = MĂłdulo de reacciĂłn de la subrasante, en kg/cm3

#.%&'( )* +,

.* ,

(

#.&''0 +

)(/'

FĂłrmula (3)

Donde đ?&#x203A;źđ?&#x203A;ź = Radio de ĂĄrea de contacto de llantas dobles, en cm đ?&#x2018;&#x192;đ?&#x2018;&#x192;" = Carga de una llanta, en kg đ?&#x2018;&#x2020;đ?&#x2018;&#x2020;" = Distancia de ĂĄreas de contacto de las llantas, en cm đ?&#x2018;&#x17E;đ?&#x2018;&#x17E; = PresiĂłn de contacto de las llantas, en kg/cm2 *â&#x20AC;&#x192; Se obtiene a partir de la fĂłrmula que el autor corrigiĂł a la AASHTO, en su publicaciĂłn: Guide por design of paviment structures, Vol 2, pĂĄgina PP1, Ee = (E1.h13 + E2.h23)/(h13 + h23), en la que â&#x20AC;&#x153;h2â&#x20AC;? es el espesor de la base estabilizada con cemento Portland.

â&#x20AC;&#x201D;â&#x20AC;&#x201D; DeterminaciĂłn del esfuerzo mĂĄximo a tensiĂłn y deflexiĂłn debidos a la carga en esquina: Ď&#x192;c =

$% &

đ?&#x153;&#x;đ?&#x153;&#x;đ?&#x2019;&#x201E;đ?&#x2019;&#x201E; =

%â&#x201E;&#x201C;'

Donde

[ 1 â&#x2C6;&#x2019; (

, - 0.2 ) ] â&#x201E;&#x201C;

[ 1.1 â&#x2C6;&#x2019; 0.88(

0 1 â&#x201E;&#x201C;

)]

FĂłrmula (4)

FĂłrmula (5)

đ?&#x153;&#x;đ?&#x153;&#x;đ?&#x2019;&#x201E;đ?&#x2019;&#x201E; = DeflexiĂłn en la esquina, en cm đ?&#x2018;&#x2DC;đ?&#x2018;&#x2DC; = MĂłdulo de reacciĂłn a la subrasante, en kg/cm3

đ?&#x2018;&#x192;đ?&#x2018;&#x192; = Carga eje equivalente, en kg â&#x201E;&#x17D;" = Espesor equivalente de losa y carpeta, en cm

đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x17D; = Radio del ĂĄrea de contacto de llantas dobles,

â&#x201E;&#x201C; =

en cm Radio de rigidez relativa, en cm

â&#x20AC;&#x201D;â&#x20AC;&#x201D; DeterminaciĂłn del esfuerzo mĂĄximo a tensiĂłn y deflexiĂłn debidos a la carga interior: Ď&#x192;i =

".$%& ( )* +

En el cual

â&#x201E;&#x201C;

[4 log ( ) + 1.069] 3

đ?&#x2018;?đ?&#x2018;? = đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x17D;, cuando đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x17D; â&#x2030;Ľ 1.724 â&#x201E;&#x17D; đ?&#x2018;?đ?&#x2018;? =

FĂłrmula (6)

FĂłrmula (7)

1.6đ?&#x203A;źđ?&#x203A;ź ( + â&#x201E;&#x17D;( â&#x2C6;&#x2019; 0.675â&#x201E;&#x17D;, cuando đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x17D; < 1.724â&#x201E;&#x17D; FĂłrmula (8)

đ?&#x153;&#x;đ?&#x153;&#x;đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;&#x2013; =

đ?&#x2018;&#x192;đ?&#x2018;&#x192; 1 đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x17D; đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x17D; {1 + đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x2122; ( -0.673] ( )Â˛} 8 đ?&#x2018;&#x2DC;đ?&#x2018;&#x2DC; â&#x201E;&#x201C;) 2 đ?&#x153;&#x2039;đ?&#x153;&#x2039; đ?&#x201C;ľđ?&#x201C;ľ đ?&#x201C;ľđ?&#x201C;ľ FĂłrmula (9)

DeterminaciĂłn del esfuerzo a tensiĂłn y deflexiĂłn debido a la carga semicircular en el borde. Se utiliza este tipo de huella de llanta para calcular valores mĂĄs crĂticos. 0.803 đ?&#x2018;&#x192;đ?&#x2018;&#x192;

đ?&#x201C;ľđ?&#x201C;ľ đ?&#x153;śđ?&#x153;ś đ?&#x153;&#x17D;đ?&#x153;&#x17D;đ?&#x2019;&#x2020;đ?&#x2019;&#x2020; = [4 đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x2122; ( ) + 0.282( ) â&#x2C6;&#x2019; 0.650] , đ?&#x153;śđ?&#x153;ś đ?&#x201C;ľđ?&#x201C;ľ â&#x201E;&#x17D;+

SemicĂrculo: đ?&#x153;&#x;đ?&#x153;&#x;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x2019; =

0.431đ?&#x2018;&#x192;đ?&#x2018;&#x192; đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x17D; [1 â&#x2C6;&#x2019; 0.349 ( )] đ?&#x2018;&#x2DC;đ?&#x2018;&#x2DC; â&#x201E;&#x201C; đ?&#x201C;ľđ?&#x201C;ľ

FĂłrmula (10)

FĂłrmula (11)

2. DISEĂ&#x2018;O ESTRUCTURAL DE LA BASE Y/O CARPETA ASFĂ LTICA SUPERPUESTAS

No hay que confundir el diseĂąo de pavimentos semirrĂgidos, en los que inevitablemente se agrieta la capa de base estabilizada con cemento Portland (CBECP),

con el diseĂąo de capas superpuestas de mezcla asfĂĄltica en caliente (MAC) sobre la CBECP, la cual manifiesta fisuraciĂłn libre o prefisuraciĂłn controlada. A pesar de que las capas superpuestas de MAC sobre CBECPH han sido muy utilizadas, en realidad son muy difĂciles de analizar mecĂĄnicamente debido a que involucran materiales de dos naturalezas. TeĂłricamente, se puede utilizar el programa del Elemento Finito, sin embargo, con la existencia de capas fisuradas es difĂcil modelarlas. Coincidimos en que los mecanismos fundamentales de falla que conducen al desarrollo de la reflexiĂłn de las grietas en la capa superpuesta de MAC colocada sobre una grava tratada con cemento Portland (GTCP), son el movimiento horizontal de la CBECP debido a los cambios de temperatura y humedad, transferido a las capas asfĂĄlticas superpuestas, y el movimiento diferencial vertical debido a las cargas de trĂĄnsito tambiĂŠn transferido a las capas asfĂĄlticas superpuestas. En la Figura 1, se muestra cĂłmo ambos movimientos ocurren en las juntas y fisuras de la CBECP. Estos movimientos son considerados los mĂĄs crĂticos. El mecanismo de flexiĂłn en la zona de grietas o fractura no es de consideraciĂłn, no obstante, se harĂĄ referencia a ĂŠl mĂĄs adelante (Huang y Fang-Lin Tsai). Se pueden utilizar varios mĂŠtodos de diseĂąo para minimizar la reflexiĂłn de las grietas en las capas superpuestas tipo MAC sobre la GTCP, pero al tratarse de un diseĂąo nuevo, no es correcto exponerlas a la falla, aunque dicha exposiciĂłn sea mĂnima (Huang, Pavements Analysis And Design): â&#x20AC;&#x201D;â&#x20AC;&#x201D; DiseĂąo del espesor de una capa superpuesta de MAC por mĂŠtodos empĂricos. â&#x20AC;&#x201D;â&#x20AC;&#x201D; Resquebajamiento y ajuste de las losas del pavimento de concreto hidrĂĄulico existente a secciones mĂĄs pequeĂąas. â&#x20AC;&#x201D;â&#x20AC;&#x201D; UtilizaciĂłn de una capa disipadora de grietas. â&#x20AC;&#x201D;â&#x20AC;&#x201D; Aserrado y sellado de juntas de una capa superpuesta de MAC. â&#x20AC;&#x201D;â&#x20AC;&#x201D; UtilizaciĂłn de una membrana intercapa absorbente esfuerzos con una capa superpuesta. â&#x20AC;&#x201D;â&#x20AC;&#x201D; IncorporaciĂłn de una geomembrana intercapa con una capa superpuesta.

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Crecimiento de la grieta por efecto tĂŠrmico

Capa(s) superpuesta(s) de concreto asfĂĄltico

Crecimiento de la grieta por efecto del trĂĄfico

Base estabilizada con cemento Portland

ExpansiĂłn y contracciĂłn por efecto tĂŠrmico

Movimiento por efecto del trĂĄnsito

Base granular

FIGURA 1. Mecanismos de reflexiĂłn de la grieta o fisura.

DISEĂ&#x2018;O ESTRUCTURAL DE LAS CAPAS SUPERPUESTAS DE CONCRETO ASFĂ LTICO EN CALIENTE PARA RESISTIR EL MOVIMIENTO HORIZONTAL POR CAMBIOS DE TEMPERATURA Y HUMEDAD, TRANSFERIDO DE LA CBECP A DICHA(S) CAPA(S) SUPERPUESTA(S)

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Para materializar el mecanismo de falla en la CBECP, debido al movimiento horizontal por los cambios de temperatura y humedad, el cual induce esfuerzos de tensiĂłn que agrietan dicha capa, se diseĂąa estructuralmente la capa superpuesta tipo MAC para resistir la fatiga por tensiĂłn. Cabe mencionar que esta capa tiene dos propĂłsitos: dimensionar longitudinalmente el tablero de la capa en el caso de que se prefisure la CBECP y mantener desde el inicio de la operaciĂłn del camino la transferencia de carga en la zona de la grieta de dicha CBECP a travĂŠs de la trabazĂłn de los agregados. La o las capas tipo MAC de la Formula 1, toman por transferencia el esfuerzo de tensiĂłn que induce el cambio volumĂŠtrico en la CBECP.

đ?&#x153;&#x17D;đ?&#x153;&#x17D;" = đ?&#x2018;&#x152;đ?&#x2018;&#x152;đ?&#x2018;?đ?&#x2018;? â&#x20AC;˘ đ??żđ??ż/2 â&#x20AC;˘ đ?&#x2018;&#x201C;đ?&#x2018;&#x201C;+

FĂłrmula (12)

Donde:

đ?&#x153;&#x17D;đ?&#x153;&#x17D;" = Esfuerzo de retracciĂłn de la CBECP, en kg/cm2

đ?&#x203A;žđ?&#x203A;ž" = Peso volumĂŠtrico de la CBECP, en kg/cm3

đ??żđ??ż = Longitud del tablero, en cm đ?&#x2018;&#x201C;đ?&#x2018;&#x201C;" = Coeficiente promedio de fricciĂłn en la interfaz de la CBECP- capa de apoyo, normalmente de 1.5 â&#x201E;&#x17D; = Espesor de la CBECP, en cm

Si Ď&#x192; ! x â&#x201E;&#x17D; = F = Fuerza de tensiĂłn inducida en kg/cm, la fĂłrmula de diseĂąo es:

đ??šđ??š = đ?&#x203A;žđ?&#x203A;ž% â&#x20AC;˘ â&#x201E;&#x17D; â&#x20AC;˘

đ??żđ??ż â&#x20AC;˘ đ?&#x2018;&#x201C;đ?&#x2018;&#x201C; đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x17D; 2

FĂłrmula (13)

En una longitud de un metro, la fĂłrmula de diseĂąo es: (

đ??šđ??š = đ?&#x203A;žđ?&#x203A;ž% â&#x20AC;˘ â&#x201E;&#x17D; â&#x20AC;˘ â&#x20AC;˘ đ?&#x2018;&#x201C;đ?&#x2018;&#x201C; đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x17D; â&#x20AC;˘ 100, đ??šđ??š en km por metro )

VĂ?AS TERRESTRES 57 ENERO-FEBRERO 2019

FĂłrmula (14)

Vale destacar que si se dejara fisurar libremente la CBECP, la dimensiĂłn de L, entre grietas, serĂa del orden de 10 m (GuĂa prĂĄctica de estabilizaciĂłn y recuperaciĂłn de pavimentos con cemento Portland en MĂŠxico, AMIVTAC). Por tal motivo, conviene realizar las fisuras a distancias cortas antes de iniciar la compactaciĂłn con el fin de evitar la apariciĂłn de las grietas, o bien, aserrar el material endurecido para disminuir la distancia (L) entre grietas y, en consecuencia, la fuerza (F) de tensiĂłn inducida. El proyectista deberĂĄ considerar que durante el fraguado inicial de la CBECP se originarĂĄn dos tipos de contracciĂłn: el primero debido a la pĂŠrdida de humedad y el segundo por temperatura, por lo que, ante la presencia de esfuerzos de fricciĂłn de esta capa y su apoyo, se deberĂĄn recomendar medidas de mitigaciĂłn. Cuando estos esfuerzos igualan o superan la resistencia a tensiĂłn del material de grava cementada, se produce la fisuraciĂłn (Figura 2). Por lo tanto, la resistencia a la tensiĂłn de la CBECP (Ft), el coeficiente de fricciĂłn (f É&#x2018;), el peso volumĂŠtrico (Îłc ) el espesor de la capa (h), y la longitud del tablero (L) son los elementos que influyen en la apariciĂłn de las grietas. L/2 h Îłc â&#x20AC;˘ h â&#x20AC;˘ L/2 â&#x20AC;˘ fa

Donde: â&#x201E;&#x17D;"#$ = Espesor de las capas asfĂĄlticas superpuesđ??šđ??š = Ď&#x192;" =

tas para resistir la tensiĂłn que le transfiere la CBECP por cambios de temperatura y humedad Fuerza de tensiĂłn inducida, en kg Esfuerzo permisible de trabajo a la tensiĂłn de las capas asfĂĄlticas (0.3 del esfuerzo a la ruptura por tensiĂłn de las capas asfĂĄlticas compactadas al 95% de su P.V. Marshall, o con 8% de vacĂos, envejecida la mezcla al corto plazo en horno, durante 4 h, a 135 Â°C, para vincular su desempeĂąo).

DISEĂ&#x2018;O A CORTANTE DE LA CBECP TRASFERIDO A LAS CAPAS SUPERPUESTAS DE CONCRETO ASFĂ LTICO EN CALIENTE PARA RESISTIR EL MOVIMIENTO VERTICAL CAUSADO POR LAS CARGAS DEL TRĂ NSITO Con base en las soluciones de Westergaard, Freberg encontrĂł que el momento mĂĄximo negativo para las capas al interior y borde del tablero ocurre a una distancia de 1.8 â&#x201E;&#x201C; de la carga, en la cual, â&#x201E;&#x201C; es el radio de rigidez relativo. Cuando el momento es mĂĄximo, la fuerza cortante es cero. Por lo tanto, se presume que la fuerza cortante decrece inversamente respecto al punto de la carga, iniciando el mĂĄximo bajo o cercano al punto de carga, y cero a la distancia de 1.8 â&#x201E;&#x201C; (Huang) (Figura 3).

Resistencia a la tensiĂłn de la CBT x h FIGURA 2.

Equilibrio = đ?&#x203A;žđ?&#x203A;ž" â&#x20AC;˘ â&#x201E;&#x17D; â&#x20AC;˘ đ??żđ??ż/2 â&#x20AC;˘ đ?&#x2018;&#x201C;đ?&#x2018;&#x201C; đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x17D; = Resistencia a la tensiĂłn de la CBT x h Por lo anterior, para que no se produzca la fisuraciĂłn de las capas asfĂĄlticas superpuestas, se debe diseĂąar tanto su espesor como su esfuerzo a la tensiĂłn. Y eso se harĂĄ mediante la aplicaciĂłn de la FĂłrmula (15), a fin de resistir las â&#x20AC;&#x153;nâ&#x20AC;? retracciones volumĂŠtricas que le transmite la CBECP durante la vida de diseĂąo. El diseĂąo de espesor de las capas asfĂĄlticas queda definido por la siguiente formula: â&#x201E;&#x17D;#$% =

Ď&#x192;' ( )**

FĂłrmula (15)

P Kg

1.8 â&#x201E;&#x201C; Capa (s) superpuesta(s) de concreto asfĂĄltico

Fisura h

Base estabilizada con cemento Portland â&#x20AC;&#x153;CBECPâ&#x20AC;?

PĎ&#x201E;

đ?&#x153;?đ?&#x153;?" =

FIGURA 3.

$.& â&#x201E;&#x201C;

FĂłrmula (16)

57 31

Esta fuerza cortante deben tomarla por completo las capas de concreto asfĂĄltico superpuestas, pues se asume que en la zona de grieta, dicha fuerza es transferida de la base estabilizada con cemento Portland a las capas citadas.

đ?&#x153;şđ?&#x153;şr =

Donde:

đ?&#x153;şđ?&#x153;şr =

đ?&#x153;?đ?&#x153;? = Esfuerzo cortante inducido, kg/cm2 â&#x20AC;˘ en cm đ?&#x2018;&#x192;đ?&#x2018;&#x192; = Carga aplicada, en kg â&#x201E;&#x201C; = Radio de rigidez relativa, en cm

Para determinar el espesor de las capas asfĂĄlticas, que deben tomar la totalidad del esfuerzo cortante transferido de la CBECP, se aplica la siguiente formula: â&#x201E;&#x17D; =

"# "

Donde:

57 32

FĂłrmula (17)

â&#x201E;&#x17D; = Espesor de las capas asfĂĄlticas, en cm đ?&#x153;?đ?&#x153;?" = Esfuerzo cortante inducido, kg/cm2 â&#x20AC;˘ en cm đ?&#x153;?đ?&#x153;? = Esfuerzo cortante permisible de trabajo

(esfuerzo cortante de ruptura de las capas asfĂĄlticas x 0.3)

DISEĂ&#x2018;O A FLEXIĂ&#x201C;N EN LA ZONA DE GRIETAS DE LAS CAPAS SUPERPUESTAS DE CONCRETO ASFĂ LTICO TRANSFERIDO DE LA CBECP SegĂşn diversos autores, el mecanismo de flexiĂłn en la zona de grietas no es considerable, sin embargo es conveniente desarrollar su modelo de falla mediante la deducciĂłn de las fĂłrmulas respectivas para demostrar su influencia en el diseĂąo. SegĂşn â&#x20AC;&#x153;Influence Chart for Moment due to Edge Loadingâ&#x20AC;?, el momento mĂĄximo negativo ocurre a una distancia de â&#x201E;&#x201C; (Huang). (Figura 4). DEDUCCIĂ&#x201C;N DE LA FĂ&#x201C;RMULA DE DEFORMACIĂ&#x201C;N RADIAL UNITARIA INDUCIDA (â&#x201E;&#x2021;r) đ?&#x161;Ťđ?&#x161;Ť" â&#x201E;&#x201C;

$%/' (/'

$% (

VĂ?AS TERRESTRES 57 ENERO-FEBRERO 2019

đ?&#x203A;żđ?&#x203A;żđ?&#x203A;żđ?&#x203A;ż =

â&#x2C6;&#x2020;,.( â&#x201E;&#x201C;

Pero por definiciĂłn %& '

AsĂ como đ??żđ??ż = 2 â&#x201E;&#x201C;

đ?&#x153;şđ?&#x153;şr =

â&#x2C6;&#x2020;#.% â&#x201E;&#x201C;

'â&#x201E;&#x201C;

"#.%

FĂłrmula (18)

&â&#x201E;&#x201C;(

Donde:

đ?&#x153;şđ?&#x153;şr = DeformaciĂłn radial unitaria en la zona de la

grieta, en cm/cm Î&#x201D;e = DeflexiĂłn en la zona de la grieta (borde), en cm â&#x201E;&#x17D; = Espesor de las capas superpuestas de concreto asfĂĄltico â&#x201E;&#x201C; = Radio de rigidez relativa, en cm

El criterio mĂĄs conservador consiste en que dicha deformaciĂłn radial unitaria inducida, localizada en la zona de la grieta, debe ser menor a 0.00007, lĂmite en el que, segĂşn J. Yoder (Principles of Design Pavements), no aparece daĂąo por fatiga a la tensiĂłn en capas construidas con concreto asfĂĄltico.

â&#x201E;&#x201C;

EJE NEUTR

â&#x201E;&#x201C;

Î&#x201D;e

CON BILIZADA BASE ESTA PORTLAND CEMENTO

DETALLE

h/2

TAS DE PERPUES ICO CAPAS SU O ASFALT CONCRET

DETALLE p p

Î´r/2 Î´r/2

FIGURA 4.

SEGUNDA PARTE: EJEMPLO DE DISEĂ&#x2018;O ESTRUCTURAL DE UN PAVIMENTO SEMIRRĂ?GIDO VĂ?AS TERRESTRES NÂş 58

57 33

57 34

VÍAS TERRESTRES 57 ENERO-FEBRERO 2019

DISEÑO DE UNA BASE ESTABILIZADA CON ASFALTO ESPUMADO

Horacio Delgado Alamilla Instituto Mexicano del Transporte hdegaldo@imt.mx Fidel García Hernández Universidad de Sonora fidel@dicym.uson.mx

RESUMEN En los últimos años se han desarrollado diversas técnicas de estabilización de bases, entre las que se encuentran las mecánicas, asfálticas y químicas. También se han tratado de adoptar técnicas que produzcan bajas emisiones contaminantes al ambiente, así como la reutilización de materiales existentes en el pavimento. Una de las técnicas que cumple con estas condiciones es la estabilización de bases hidráulicas mediante el asfalto espumado, ya que éste permite mejorar las propiedades mecánicas de la base al incorporar asfalto a bajas temperaturas y cuando se requiere, utilizando porcentajes altos de material reciclado del pavimento (RAP). El presente trabajo presenta, de manera resumida, el proceso de diseño de una base estabilizada mencionando los diferentes ensayos a realizar y la interpretación de los resultados que se obtienen. Palabras clave: Asfalto espumado, resistencia a la tensión, bases estabilizadas, ensayo triaxial.

ASFALTO ESPUMADO El asfalto espumado se realiza mediante la inyección con aire comprimido de una pequeña cantidad de agua fría sobre asfalto caliente. El intercambio de calor espontáneo deriva en un fenómeno físico que espuma el asfalto (no hay proceso químico). Este proceso altera temporalmente las propiedades físicas del asfalto, ya que éste, cuando está caliente, al entrar en contacto con el agua fría, provoca que este último se convierta en vapor, mismo que es atrapado por miles de pequeñas burbujas de asfalto. Al producir espuma de asfalto, éste reduce su viscosidad considerablemente, lo que posibilita incorporarlo incluso con materiales pétreos fríos y húmedos. La Figura 1 presenta el laboratorio de espumado Wirtgen WLB-10 S y esquematiza el proceso de espumado del asfalto en la cámara de expansión del equipo. Es importante señalar que el estado de espuma dura un periodo de tiempo corto (15-30 segundos), para posteriormente colapsar, por lo que es

57 35

importante determinar su correcta combinación en porcentaje de agua-temperatura para lograr las mejores condiciones espumantes del asfalto.

—Etapa — 1: Caracterización de los materiales a utilizar. —Etapa — 2: Determinación de la granulometría de diseño y compactación. —Etapa — 3: Determinación de las propiedades espumantes del asfalto —Etapa — 4: Diseño de la mezcla de materiales (fórmula de trabajo) »» Nivel 1: Determinar la necesidad de “filler activo”. »» Nivel 2: Determinar el contenido óptimo de asfalto espumado. »» Nivel 3: Determinar las propiedades mecánicas. El siguiente diagrama de flujo ilustra los puntos del proceso de diseño mostrados anteriormente. (Figura 2).

57 36

FIGURA 1. Equipo de laboratorio Wirtgen WLB 10 S (a), cámara de expansión para asfalto espumado (b). (Wirtgen 2012)

DISEÑO DE UNA BASE ESTABILIZADA CON ASFALTO ESPUMADO La estabilización de una base mediante asfalto espumado tiene como propósito construir una base de alta calidad mediante la reutilización de los materiales existentes en la estructura del pavimento. El asfalto espumado crea una unión discontinua en el material granular, y por lo tanto, mejora su cohesión y su susceptibilidad a la humedad. El diseño de una base estabilizada con asfalto espumado debe tener en cuenta las diferentes etapas de análisis que se describen a continuación:

VÍAS TERRESTRES 57 ENERO-FEBRERO 2019

ETAPA 1. CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES La caracterización de los materiales comprende el material pétreo (de aporte o recuperado de la base), el material asfáltico y el material reciclado de la carpeta (RAP). La evaluación de material pétreo se realiza mediante dos ensayos. En primer lugar se evalúa la plasticidad del material por medio de la Norma (ASTM D4318) Límites de Consistencia. La Tabla 1 presenta los requerimientos establecidos en la metodología para determinar la necesidad de un pretratamiento del material. TABLA 1. Determinación de pretratamiento con filler. ÍNDICE PLÁSTICO < 10

ÍNDICE PLÁSTICO > 10

Llevar a cabo pruebas con especímenes de 100mm de diámetro para determinar la necesidad de añadir cemento o cal hidratada.

Pretratamiento del material con cal hidratada CIC (Consumo inicial de cal). Se debe determinar primero mediantela prueba de pH apropiada.

Además del ensayo de plasticidad, se determina la granulometría mediante la Norma ASTM C136 Análisis Granulométrico del material pétreo Finos y Gruesos. Este ensayo se realiza tanto al material pétreo como al material de RAP. El material asfáltico puede ser clasificado tanto por viscosidad como por Grado PG. Para el caso de

MATERIAL ASFÁLTICO

NIVELES DE DISEÑO NO

Selección de filler activo

Expansión y vida media ¿ACEPTABLE?

Asfalto espumado

Espumado óptimo

MATERIALES PÉTREOS

CARACTERIZACIÓN Granulometrías Límites Attergerg

Muestreo de material

Granolumetría objetivo ¿CUMPLE?

Proporción representativa + densidad máxima

NIVEL II 3x10^6<EE<6x10^6 Especímenes Ø=150mm ITS Equil y Equil-Saturado

NIVEL III 6x10^6<EE Especímenes Triaxiales Ø=150mm

Mejorar/Dosificar material

NIVEL I EE<3x10^6 Especímenes Ø=100mm ITS Seco y Saturado

FIGURA 2. Diagrama de flujo para bases estabilizadas con asfalto espumado

este estudio fue clasificado por Grado PG, y el resultado fue un PG 64 -16. Es importante mencionar que no se pueden utilizar asfaltos modificados para elaborar asfalto espumado.

PORCENTAJE QUE PASA EN MALLA %

ETAPA 2: DETERMINACIÓN DE LA GRANULOMETRÍA DE DISEÑO Y COMPACTACIÓN Uno de los puntos fundamentales en el diseño de la base estabilizada con asfalto espumado es el ajuste de la estructura granulométrica de la mezcla de materiales (Material Granular - RAP). La Figura 3 muestra los límites granulométricos establecidos para las bases estabilizadas con asfalto espumado y las granulometrías de los materiales utilizados en el ejemplo. 100 Virgen 1-1½" 80

RAP + Base+ Virgen 1-1½" RAP + Base

Especificación

40 20

0.1

100

ABERTURA DE LA MALLA (MM)

FIGURA 3. Límites granulométricos para bases espumadas.

Este criterio define el máximo porcentaje de RAP a utilizar, pues la granulometría que se obtiene con el fresado generalmente no cumple con la especificación, por lo que se tiene que utilizar material pétreo de aporte. Para este caso, se obtuvo una mezcla de 80-20% (línea azul), el 80% de esta mezcla (línea verde) está constituida por un 40% de base hidráulica, un 40% de material asfáltico recuperado (RAP) y el 20% restante está constituido por el material de aporte. DENSIDAD SECA MÁXIMA

Una vez definida la granulometría de la mezcla de materiales se determina el Peso Volumétrico Seco Máximo (PVSM, γd). Este cálculo se realiza mediante la norma M-MMP-1-09/06, variante D. Este trabajo permitirá obtener dos parámetros de diseño: el contenido de humedad óptima y la densidad seca máxima. La compactación se realiza en cinco (5) capas, aplicando cincuenta y seis (56) golpes por cada una con un pisón de 4.54 kg y en un molde de 152.4 mm de diámetro interior. Los resultados obtenidos fueron de 8% de contenido óptimo de humedad y un PVSM de 2080 kg/cm3.

57 37

57 38

Temperatura de ensayo: 170° Re min: 8 veces

22 20

Vida media Relación de expansión

22 20

2.5

3.5

VIDA MEDIA (S)

RELACIÓN DE EXPANSIÓN (VECES)

ETAPA 3: DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES ESPUMANTES DEL ASFALTO En este punto se determina el porcentaje de agua, así como la temperatura óptima del asfalto requeridos para producir las mejores propiedades espumantes de un asfalto y así obtener una mayor área de contacto y un mejor revestimiento de los agregados. El cálculo se realiza con base en dos parámetros: Relación de expansión Re (medida de la viscosidad del asfalto espumado) y vida media t1/2 (medida de la estabilidad del asfalto espumado). Para encontrar los valores de Re y t1/2, se realiza un barrido de temperaturas (160° C, 170 °C y 180 °C) y de contenidos de agua (2%, 3% y 4%). La Figura 4 presenta la evaluación a 170 °C, la temperatura óptima para el espumado.

CONTENIDO DE AGUA (%)

FIGURA 4. Obtención del porcentaje de agua óptima para el espumado.

La Tabla 2 presenta los requerimientos de aceptación y los valores obtenidos para las tres temperaturas antes mencionadas. De los resultados se observa que, a la temperatura de 170°C, el asfalto adquiere sus mejores propiedades de espumado con un contenido de agua de 2.7%. TABLA 2. Límites mínimos de asfalto espumado y valores obtenidos. Características del asfalto espumado (valores mínimos)

temp. (°C)

% agua (%)

Vida Media (s)

Re (Veces)

> 15 ºC

160

2.7

8.5

9.8

Re (veces)

170

2.7

10.5

12.2

t1/2 (s)

180

2.75

8.5

9.5

Temperatura del agregado

VÍAS TERRESTRES 57 ENERO-FEBRERO 2019

ETAPA 4: DISEÑO DE LA MEZCLA DE MATERIALES La metodología para el diseño de la base estabilizada con asfalto espumado considera tres niveles de diseño, definidos con base en el tránsito al cual estará sometido el pavimento asfáltico. NIVEL I: NECESIDAD DE FILLER ACTIVO

El presente nivel de diseño tiene como objetivo determinar si la mezcla de materiales (Base hidráulica - RAP) necesita la inclusión de un filler activo. Para esto se realizará una prueba de susceptibilidad a la humedad mediante el ensayo de TSR (Tensile Strength Ratio, por sus siglas en inglés). En este nivel los especímenes son de φ=100mm y h= 63.5 mm. Los dos fillers activos utilizados para este tipo de material son la cal y el cemento Portland en porcentajes de 1%, por lo cual, se realiza una evaluación con cada una de las tres variables (sin filler, 1% de cal y 1% de cemento). Primero se realizó la evaluación de la mezcla sin inclusión de filler activo y utilizando un contenido de asfalto espumado de 2,4%. En esta prueba se observó que la mezcla obtuvo un valor de ITS en seco de 219 kPa, que es inferior al valor mínimo requerido (mín 225 kPa). Además, no obtuvo resistencia en condición saturada (mín. 100 kPa), por lo cual se considera que está mezcla no cumple con los requisitos mínimos de calidad y por consiguiente, se requiere agregar un filler activo. Después de esta primera evaluación, las dos siguientes se realizaron con 1% de Cal y 1% de Cemento Portland. En la evaluación en seco de las dos mezclas con filler activo se puede observar que ambas cumplen con el requisito mínimo establecido en la metodología. Sin embargo, en condición saturada, la mezcla con cemento Portland pierde considerablemente su resistencia, y por lo tanto, se considera inadecuada. La mezcla de materiales con cal también tuvo una reducción de su resistencia en condición saturada, pero menos significativa. Con este resultado, se considera que la cal es la más adecuada para la mezcla de materiales propuesta (Figura 5).

Seco 225 kPa min

200

219

243

245

166

150 100

Saturado 100 kPa min

50 0

SIN FILLER

1% CEMENTO

68%

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

1% CAL

TIPO DE FILLER UTILIZADO

FIGURA 5. Evaluación de susceptibilidad a la humedad para diferentes tipos de fillers activos.

300 250

En este nivel se pretende determinar el contenido óptimo de asfalto espumado que requiere el material. Una vez seleccionada una de las tres variantes analizadas en el nivel I, se realiza un barrido de contenidos de asfalto espumado (4 porcentajes) para establecer el mejor desempeño mediante el ensayo de susceptibilidad a la humedad. Los rangos de contenido de asfalto espumado varían de acuerdo con los materiales, porcentaje de RAP y las características de compactación. Los especímenes son de φ=150mm y h=95 mm.

Los resultados presentados en la Figura 6 indican que sólo la mezcla con 2.2% de asfalto espumado no cumple con la especificación establecida en la metodología (Seco: 175 kPa, Saturado: 100kPa). Se considera que la dispersión de los resultados es de 5%, por lo cual el valor óptimo de espumado será 2,4% (Primer valor aceptable * 1,05). Esta evaluación determina la fórmula de trabajo de la base hidráulica estabilizada con asfalto espumado. De estas dos primeras evaluaciones se observa que, a pesar de que todos los valores de ITSSECO son de magnitudes similares, las propiedades en condición saturada son diferentes. Por lo tanto, se puede concluir que el indicador clave en el diseño (nivel I y II) es la resistencia de la mezcla en condición saturada. Esto debe tomarse en cuenta tanto en el diseño como en el control de calidad, ya que

100%

Equil 175 kPa min Equil Sat 100 kPa min

240

227

233

150

70% 185

141

90% 80%

225 200 191

206

60% 50% 40%

100

30% 20%

50 0

NIVEL II: DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE ASFALTO ESPUMADO

Valor TSR RTI Saturado RTI Seco

63%

78%

83%

86%

CONTENIDO DE ASFALTO ESPUMADO (%)

SUCEPTIBILIDAD A LA HUMEDAD, TSR (%)

250

uno de los principios del diseño es asegurar la cohesión de la mezcla con asfalto espumado en condiciones de humedad. RESISTENCIA A LA TENSIÓN INDIRECTA (kPa)

300

SUCEPTIBILIDAD A LA HUMEDAD, TSR (%)

RESISTENCIA A LA TENSIÓN INDIRECTA (kPa)

Valor TSR RTI Saturado RTI Seco

10% 0%

FIGURA 6. Contenido óptimo de asfalto con 1% de cal, nivel II.

NIVEL III: PROPIEDADES MECÁNICAS

En este nivel se evalúan las propiedades mecánicas de la mezcla de materiales definida en los dos niveles previos. Los parámetros son el valor de cohesión y el ángulo de fricción interna, que se determinan mediante un ensayo de triaxial. Se fabricaron 8 especímenes de prueba para la realización del ensayo triaxial y se utilizaron cuatro condiciones de confinamiento (0 kPa, 50 kPa, 100 kPa y 200 kPa). Aquí los especímenes son de φ=150mm y h=300mm. Para acondicionar los 8 especímenes, en una primera etapa se introducen en un horno durante 24 hrs a una temperatura de 40°C. Posteriormente, en una segunda atapa, se introducen por 48 hrs en bolsas de plástico a la misma temperatura para guardar la humedad de equilibrio (50% de su humedad óptima), que es la que representa las condiciones de campo. Tras finalizar ambas etapas, se ensayan todos los especímenes en el estado de humedad de equilibrio a una temperatura de 25 ± 2°C. Es importante mencionar que los especímenes en los tres niveles se fabrican tomando como referencia la densidad seca máxima y la humedad óptima del material. La determinación de los valores de cohesión (C), del ángulo de fricción (Ø) se realizó mediante el Círculo de Mohr- Coulomb (Figura 7).

57 39

rada se obtuvo una resistencia de 1620 kPa de esfuerzo axial máximo. Cálculo de la cohesión retenida:

ESFUERZO TANGENCIAL (KPa)

1200 1000 800 600

CRet=

400 200 0

LA TABLA 3 presenta el resumen del diseño realizado en la base estabilizada con asfalto espumado. 0

500

1000

1500

2000

2500

ESFUERZO NORMAL (KPa)

57 40

(1620-100) *100=84% (1920-100)

PARÁMETRO

UNIDAD

VALOR

VALORES DE ACEPTACIÓN MÍNIMOS

FIGURA 7. Cohesión y fricción para 2.4% de asfalto espumado y 1% de cal.

PVSM

Kg/cm3

2080

-----

Humedad óptima

-----

En esta evaluación se obtuvo una cohesión promedio de 248 kPa (Mínimo 250 kPa) y un ángulo de fricción promedio de 46.9° (Mínimo 40°). En consecuencia, se considera que las propiedades mecánicas de la base estabilizada con asfalto espumado pueden ser apropiadas. Sin embargo, el valor promedio de la cohesión es inferior a la especificación, por lo cual es necesario verificar mediante el ensayo de cohesión retenida. La cohesión retenida (CRet) sirve para probar la confiabilidad en la obtención de los parámetros antes mencionados, y se determina de la misma forma que en las probetas anteriores, pero en condición saturada y para un confinamiento de 100 kPa (Figura 9). Un valor mínimo del 75% de cohesión retenida en una prueba triaxial es aceptable para establecer que los resultados son confiables. La cohesión retenida se calcula como sigue:

Temperatura para espumado

°C

170

-----

Agua óptima para espumado

2.7

-----

0 KPa

50 KPa

100 KPa

200 KPa

Phi 1

0 KPa

50 KPa

100 KPa

200 KPa

Phi-Rep

CRet=

(σ1 sat-100) (σ1 equil-100)

*100

En esta evaluación se obtuvo una cohesión retenida del 84%; entonces, se considera que las propiedades mecánicas de la base estabilizada con asfalto espumado son apropiadas. En la condición de equilibrio se obtuvo una resistencia de 1920 kPa de esfuerzo axial máximo, mientras que en la condición satuVÍAS TERRESTRES 57 ENERO-FEBRERO 2019

Relación de expansión

Veces

12.2

Vida media

10.5

Combinación de materiales

80-20

-----

Susceptibilidad Humedad (Nivel I)

ITS Seco

kPa

245

>225

ITS Saturado

kPa

166

>100

CAL

-----

ITS Seco-Equil.

kPa

229

175

ITS Saturado-Equil.

kPa

190

100

Filler activo Susceptibilidad Humedad (NIVEL II)

Asfalto espumado

2.4

-----

Cohesión (Nivel III)

kPa

248

250

Ángulo de fricción (Nivel III)

46.9

Cohesión retenida (Nivel III )

COMENTARIOS Y CONCLUSIONES El reto inicial en el diseño de la base estabilizada con asfalto espumado es definir una granulometría, pues el material recuperado del pavimento (RAP) por lo general no cumple con los requerimientos establecidos en la metodología y es necesario agregar material granular de aporte. En lo referente a las propiedades del espumado, se observó que un asfalto PG 64-16 (Ekbé)

es adecuado para esta aplicación, y se reitera que no se pueden utilizar asfaltos modificados para la fabricación del asfalto espumado. En la evaluación de la resistencia a la tensión indirecta se pudo observar que los valores en condición seca son similares para cada una de las variantes analizadas, de lo que se concluye que la evaluación en condición saturada es el parámetro clave en la selección de la mezcla de materiales en una base estabilizada con asfalto espumado, y se le debe prestar especial atención en los procesos de diseño y control de calidad de este tipo de estabilizaciones. La adición del filler mejora la cohesión del material, sin embargo reduce la fricción de la base estabilizada. Además, se garantiza el buen comportamiento de la misma cuando la cohesión retenida se encuentra dentro de los parámetros aceptables. Para el caso del contenido de asfalto espumado se observa que al aumentar este parámetro disminuye la susceptibilidad a la humedad, y por

lo mismo, durante el diseño se debe realizar un análisis costo-beneficio para la correcta determinación de este valor.

BIBLIOGRAFÍA Wirtgen. (2012). Wirtgen Cold Recycling Technology. Windhagen, Alemania: Wirtgen GmbH. García F., Delgado H., Campos D., “Diseño de bases estabilizadas con asfalto espumado”. Publicación técnica No. 519. Instituto Mexicano del transporte. 2018. García F., Delgado H., Campos D., “Influencia de variables de diseño en las propiedades mecánicas de una base estabilizada con asfalto espumado”. Revista infraestructura vial/ LanammeUCR, ISSN:1409-4045, Vol. 20, Num 35, Jun 2018, p.p 05-11.

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¡FELICIDADES! La Asociación Mexicana de Ingeniería de Vías Terrestres, A.C. se complace en felicitar afectuosamente al:

ING. CÉDRIC IVÁN ESCALANTE SAURI Distinguido miembro de nuestra Asociación, Presidente de la VIII Mesa Directiva y Socio de Honor, por su nombramiento como:

SUBSECRETARIO DE INFRAESTRUCTURA DE LA SECRETARIA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES Le deseamos un futuro lleno de logros. Diciembre 2 de 2018.

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

TECNOLOGÍAS INNOVADORAS PARA EL MANTENIMIENTO VIAL 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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Durante la conferencia-debate de la reunión del Consejo de la Asociación Mundial de la Carretera, celebrada en Yokohama, Japón, el pasado mes de octubre, representantes de nueve países (Japón, Austria, China, Finlandia, Alemania, Grecia, Portugal, España y los Estados Unidos) se refirieron a las innovaciones tecnológicas que se utilizan actualmente en sus países para apoyar el mantenimiento de las redes carreteras. Los participantes coincidieron en que los principales factores que motivan la innovación en el mantenimiento vial son la escasez de recursos, tanto presupuestales como de personal, la necesidad de interferir lo menos posible con el uso normal de los tramos carreteros y la búsqueda permanente de una mayor productividad en el uso de los recursos dedicados a la conservación, pero también la presión de las redes sociales y de usuarios cada vez más exigentes en entornos caracterizados por la dependencia del transporte carretero. A partir de análisis dedicados a crear inventarios completos de los componentes del sistema vial, obtener periódicamente datos acerca de las condiciones en que se encuentran pavimentos, puentes, túneles, cortes, terraplenes, obras de drenaje, señales y otros elementos de las carreteras, elaborar diagnósticos y diseñar estrategias y acciones específicas para atender los problemas detectados, se habló de innovaciones con enfoques y prioridades que varían según las necesidades de los países representados en el debate.

VÍAS TERRESTRES 57 ENERO-FEBRERO 2019

Así, por ejemplo, el representante de Japón identificó que en su país las principales áreas que permiten y requieren innovaciones están en el diagnóstico de las condiciones de las estructuras, la administración general del sistema vial y la gestión del tránsito: inspección de estructuras (drones, robots), sustitución de losas en puentes (elementos precolados) y recolección, acopio y procesamiento de datos mediante el aprovechamiento de sistemas de almacenamiento de datos en la nube. ASFINAG, la empresa encargada del mantenimiento y la operación de más de 2,200 km de vías de peaje en Austria, lleva alrededor de 20 años creando una plataforma digital para la toma de decisiones relacionadas con la gestión de los activos a su cargo, incluyendo pavimentos, puentes y estructuras, edificios, túneles y muros de contención entre otros. En la actualidad, la plataforma se basa en sistemas de información geográfica e incluye el uso de drones para recopilar datos, sistemas de visualización remota en tres dimensiones y el sistema BIM para el seguimiento de los proyectos. Finlandia, por su parte, se ha enfocado en la modernización de la normativa aplicable al mantenimiento vial con atención especial a obras de drenaje críticas, sobre todo durante el periodo invernal, así como a la implantación de políticas de mantenimiento preventivo para lograr ahorros y aumentar metas. Como parte de su estrategia digital, la autoridad vial ha desarrollado diversas apps para fomentar la comunicación directa con los usua-

rios, informarlos y obtener a su vez información en tiempo real sobre las condiciones de las carreteras. En países como Grecia, Portugal y España, las autoridades viales recopilan periódicamente datos de las carreteras pertenecientes a sus redes troncales mediante vehículos capaces de obtener datos de inventario y condición física (rugosidad, fricción, profundidad de roderas, entre otros) a velocidades normales de circulación, con los cuales alimentan sistemas de información que acopian datos actualizados para diseñar estrategias y acciones específicas de mantenimiento. En España, otra aplicación innovadora consiste en obtener información meteorológica en tiempo real para que los usuarios conozcan las condiciones del tiempo antes de efectuar sus recorridos. En Estados Unidos, la Administración Federal de Carreteras ha puesto en marcha un programa para facilitar la implantación de innovaciones en la red carretera interestatal. Algunas de ellas son realmente sencillas, por ejemplo, tecnologías que suavizan los bordes de un pavimento asfáltico y eliminan desniveles que afectan la seguridad, o instalar franjas rugosas para alertar al conductor que está cerca de salir de la calzada. Otras innovaciones incluyen tratamientos superficiales de alta fricción, pavimentos de concreto con superficies que mitigan el ruido y sistemas de alerta al usuario bajo condiciones climatológicas difíciles. En general, las presiones a que están sujetas las administraciones viales de los diferentes países las obligan a introducir métodos más eficaces y productivos para mantener sus activos carreteros en las mejores condiciones posibles. Si bien utilizan los nuevos dispositivos y tecnologías disponibles en el mercado, en la mayoría de los casos se reconoce que su eficacia depende de que sean aplicados y utilizados como parte de políticas públicas, enfoques integrales, programas y proyectos que realmente marquen una diferencia y no sean sólo modas poco influyentes en la mejoría del servicio proporcionado a los usuarios.

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BITÁCORA EVENTOS PASADOS

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24 DE OCTUBRE DE 2018 TOMA DE PROTESTA IX MESA DIRECTIVA EN LA DELEGACIÓN CAMPECHE La delegación AMIVTAC Campeche tomó protesta a la nueva mesa directiva, encabezada por Marilú Escalante Castro para el bienio 2018-2020. La toma de protesta estuvo a cargo por el vicepresidente de la XXII Mesa Directiva Nacional Ernesto Cepeda Aldape quien estuvo acompañado en el presídium por Alejandro Rafael Moreno Cárdenas, gobernador constitucional de Campeche, Cédric Iván Escalante Sauri, Socio de Honor de la AMIVTAC, Edilberto Buenfil Montalvo, secretario de SEDUOPI de la Entidad, Eliasib Polanco Saldívar, director general del Centro SCT Campeche, Ricardo Manuel García Balan, delegado saliente, Marilu Escalante delegada entrante y Arturo Manuel Monforte Ocampo presidente de la XIV Mesa Directiva Nacional. García Balan presentó informe de actividades realizadas durante su gestión, agradeciendo el apoyo y esfuerzo de los integrantes de su mesa directiva para el logro de los resultados obtenidos. Marilu Escalante presentó el Plan de Trabajo para el bienio siguiente, donde destaca la promoción para aumentar el número de asociados y la integración de escuelas de ingeniería civil por medio de los capítulos estudiantiles, la organización de cursos y pláticas técnicas y asistir a los eventos técnicos organizados por la AMIVTAC nacional. Previo a la ceremonia de toma de protesta, el Ing. Arturo Monforte dio una plática sobre vías terrestres.

EVENTOS PRÓXIMOS 25 DE ENERO DE 2019 2DA. REUNIÓN DE ESTUDIANTES REGIÓN NOROESTE, AMH Los Mochis, Sinaloa Contacto: Flor Hurtado (644) 152 7225 Óscar Villalobos (668) 9520 email: anahi_hurtado@hotmail.com 20-23 DE MARZO, 2019 II FORO JUVENIL HÍDRICO LATINOAMERICANO Infraestructura hidráulica para México y el mundo: Visión con futuro Villahermosa, Tabasco Contacto: codinaceamh@gmail.com 24-27 DE JULIO, 2019 XI SEMINARIO DE INGENIERÍA VIAL AMIVTAC Mérida, Yucatán 25-29 NOVIEMBRE, 2019 XXCILA CONGRESO IBERO LATINOAMERICANO DEL ASFALTO Retos y oportunidades en el mundo del asfalto Guadalajara, Jalisco Asociación Mexicana del Asfalto