revista ic julio 2015

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IC Ingeniería Civil, año LXIV, número 555, Julio de 2015, es una publicación mensual editada por el Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C. Camino a Santa Teresa 187, Colonia Parques del Pedregal, Delegación Tlalpan, C.P. 14010,México, Distrito Federal. Tel. 56062323, www.cicm.org.mx

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Dirección generalAscensión Medina Nieves

Consejo editorial del CICMPresidente

Víctor Ortiz Ensástegui

VicePresidente

Alejandro Vázquez Vera

consejeros

Felipe Ignacio Arreguín CortésEnrique Baena OrdazÓscar de Buen RichkardayLuis Fernando Castrellón TeránJosé Manuel Covarrubias SolísMauricio Jessurun SolomouRoberto Meli PirallaManuel Jesús Mendoza LópezAndrés Moreno y FernándezRegino del Pozo CalveteJavier Ramírez OteroJorge Serra MorenoÉdgar Oswaldo Tungüí RodríguezÓscar Valle MolinaMiguel Ángel Vergara SánchezLuis Vieitez Utesa

Dirección ejecutivaDaniel N. Moser da Silva

Dirección editorial Alicia Martínez Bravo

Coordinación editorial José Manuel Salvador García

Coordinación de contenidosTeresa Martínez Bravo

ContenidosÁngeles González Guerra

Coordinación de diseñoMarco Antonio Cárdenas Méndez

DiseñoDiego Meza Segura

Dirección comercialDaniel N. Moser da Silva

ComercializaciónLaura Torres Cobos Victoria García Frade Martínez

Dirección operativaAlicia Martínez Bravo

Administración y distribuciónNancy Díaz Rivera

RealizaciónHELIOS comunicación +52 (55) 55 13 17 25

Su opinión es importante, escríbanos a [email protected]

IC Ingeniería Civil, año LXV, número 555, Julio de 2015, es una publicación mensual editada por el Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C. Camino a Santa Teresa número 187, Colonia Parques del Pedregal, Delegación Tlalpan, C.P. 14010, México, Distrito Federal. Tel. 5606-2323, www.cicm.org.mx, [email protected]

Editor responsable: Ing. Ascensión Medina Nieves. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo número 04-2011-011313423800-102, ISSN: 0187-5132, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor, Licitud de Título y Contenido número 15226, otorgado por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Permiso Sepomex número PP09-0085. Impresa por: Helios Comunicación, S.A. de C.V., Insurgentes Sur 4411, 7-3, colonia Tlalcoligia, delegación Tlalpan, C.P. 14430, México, Distrito Federal. Este número se terminó de imprimir el 30 de junio de 2015, con un tiraje de 4,000 ejemplares.

Los artículos firmados son responsabilidad de los autores y no reflejan necesariamente la opinión del Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C.

Los textos publicados, no así los materiales gráficos, pueden reproducirse total o parcial-mente siempre y cuando se cite la revista IC Ingeniería Civil como fuente.

Circulación certificada por el Instituto Verificador de Medios, registro 110/27.

Registro en el Padrón Nacional de Medios Certificados de la Secretaría de Gobernación.

Para todo asunto relacionado con la revista, dirigirse a [email protected]

Costo de recuperación $60, números atrasados $65. Suscripción anual $625. Los inge-nieros civiles asociados al CICM la reciben en forma gratuita.

Órgano oficialdel Colegio

de Ingenieros Civiles

de México, A.C.

Espacio del lectorEste espacio está reservado para nuestros lectores. Para nosotros es muy importante conocer sus opiniones y sugerencias sobre el contenido de la revista. Para que pueda considerarse su publicación, el mensaje no debe exceder los 900 caracteres.

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3 MENSAJE DEL PRESIDENTE

4 DIÁLOGO / VOLVER AL PROGRAMA DE 2004 FUE UN ACIERTO / LUIS IGNACIO ES-PINO MÁRQUEZ

10 TÚNELES / INNOVAR EN EXCAVACIÓN CON TBM ES UNIFICAR EL CONTROL DE PROCESOS Y LA AUSCULTACIÓN / JOSÉ ANSELMO PÉ-REZ REYES

16 INGENIERÍA SÍSMICA / MAGNITUD E INTENSIDAD EN LA MEDICIÓN DE SISMOS / FRANCISCO JOSÉ SÁN-CHEZ SESMA

20 TEMA DE PORTADA: PLANEACIÓN / GE-RENCIA DE PROYECTOS DEL NUEVO AEROPUERTO DE LA CIUDAD DE MÉ-XICO / LUIS FELIPE OCHOA ROSSO

26 ACADEMIA / INGENIERÍA ESTRUCTU-RAL Y ARQUITECTURA. ¿QUIÉN ES EL CULPABLE? / LUCIANO ROBERTO FERNÁNDEZ SOLA

31 INGENIERÍA GEOTÉCNICA / TÚNEL CA-NAL GENERAL. CONSTRUCCIÓN DE LUMBRERAS CON MUROS MILÁN / MARIO A. AGUILAR TÉLLEZ Y COLS.

36 OBRAS MAESTRAS DE LA INGENIERÍA / ELEVACIÓN DE LA PRESA SAN VICENTE EN CALIFORNIA

40 CULTURA / LIBRO UNDERGROUND / HARUKI MURAKAMI

00 AGENDA / CONGRESOS, CONFERENCIAS…

sumarioNúmero 555, julio de 2015

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XXXV CONSEJO DIRECTIVO

Presidente

Víctor Ortiz Ensástegui

Vicepresidentes

Felipe Ignacio Arreguín Cortés

J. Jesús Campos López

Salvador Fernández Ayala

Fernando Gutiérrez Ochoa

Ascensión Medina Nieves

Jorge Serra Moreno

Edgar Oswaldo Tungüí Rodríguez

Alejandro Vázquez Vera

Primer secretario propietario

Juan Guillermo García Zavala

Primer secretario suplente

Carlos Alberto López Sabido

Segundo secretario propietario

Óscar Enrique Martínez Jurado

Segundo secretario suplente

Mario Olguín Azpeitia

Tesorero

Jorge Oracio Elizalde Topete

Subtesorero

Luis Rojas Nieto

Consejeros

José Cruz Alférez Ortega

Enrique Baena Ordaz

Celerino Cruz García

Salvador Fernández del Castillo Flores

Benjamín Granados Domínguez

Mauricio Jessurun Solomou

Pisis Marcela Luna Lira

Federico Martínez Salas

Carlos de la Mora Navarrete

Andrés Moreno y Fernández

Simón Nissan Rovero

Regino del Pozo Calvete

Bernardo Quintana Kawage

Alfonso Ramírez Lavín

César Octavio Ramos Valdez

José Arturo Zárate Martínez

www.cicm.org.mx

Celebrando y consolidando nuestra profesión

Julio es un mes relevante para nuestra profesión. Cada 1º de julio celebra-

mos el Día del Ingeniero en la fecha en que se expidió la Real Cédula para

la creación del Real Seminario de Minería, de donde surgieron los planes

de estudio y los libros de las primeras escuelas de ingeniería del continente

americano.

Cada 1º de julio, ingenieros de las diversas especialidades compartimos

un desayuno organizado por la Unión Mexicana de Asociaciones de Ingenieros

para conmemorar nuestro día. Con el mismo motivo, nuestro colegio organiza,

con la valiosa colaboración de la Academia de Música del Palacio de Minería y

su reconocida Orquesta Sinfónica, un magno concierto que siempre tiene gran

éxito gracias al apoyo de los patrocinadores y la nutrida asistencia de ingenieros

civiles y acompañantes.

Con el objetivo de reconocer la activa y destacada participación de los inge-

nieros civiles en el desarrollo del país, nuestra institución convoca cada año a

participar por el Premio Nacional de Ingenieria Civil, el máximo reconocimiento

que se entrega a nuestros colegas, así como por los premios Mariano Hernández

Barrenechea a la Docencia, Raúl Sandoval Landázuri a la Práctica Profesional,

Nabor Carillo Flores a la Investigación, y Javier Barros Sierra al Mejor Libro de

Ingeniería Civil. Como en ediciones anteriores, cuento con que la nutrida y cali-

ficada participación hará difícil la tarea para el jurado.

Por otra parte –aunque muy vinculado con lo anterior–, y con el propósito

de fortalecer la formación profesional y con ello al gremio en general, el CICM

continúa difundiendo ampliamente la invitación a todos los ingenieros civiles de

México para que se certifiquen en nuestra institución, que en este 2015 cumple

cinco años de haber recibido de la Secretaría de Educación Pública el certificado

de idoneidad, después de años de trabajo. Quiero hacer explícito mi reconoci-

miento a la labor incansable de nuestro ex presidente Luis Salazar para este logro.

Termino felicitando en su día a los ingenieros mexicanos, en particular a cada

ingeniero civil que con su esfuerzo cotidiano, desde su respectivo ámbito de

responsabilidad, hace una contribución sustantiva para el progreso de México.

Mensaje del presidente

Víctor Ortiz EnsásteguiXXXV Consejo Directivo

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IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 555 julio de 20154

Mientras que en el gobierno se anunciaban inversiones muy importantes para el de-sarrollo de obras, que no eran para hacerse en un año sino durante mucho tiempo, ¿cómo íbamos a dejar de dar materias básicas para la formación de nuestros alum-nos cuando debíamos fortalecer esa formación a fin de que egresen preparados para afrontar su práctica profesional?

Volver al programa de 2004 fue un acierto

LUIS IGNACIO ESPINO

MÁRQUEZIngeniero civil y

profesor de diversas asignaturas desde

1973. Coautor de los libros Diseño

estructural de casas habitación

(1997) y Estructuras hiperestáticas

(2007). Trabajó en la Gerencia de Construcción y la

Oficina de Proyectos y Construcción de

Obras Viales del DF y desde 2015 es

director interino de la ESIA-Zacatenco.

DIÁLOGO

Daniel N. Moser (DNM): ¿En qué condición se encuentra actualmente el plan de estudios de la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura (ESIA)?Luis Ignacio Espino Márquez (LIEM): El plan de es-tudios que está funcionando en la escuela es el que se creó en 2004. Aproximadamente cada 10 años se hace un rediseño para actualizar tanto el plan como los con-tenidos de los programas en las diversas asignaturas; sin embargo, cada asignatura tiene que actualizarse incluso más frecuentemente. Desde 2012 y 2013 se empezaron a establecer los lineamientos para el nuevo plan. Éste entró en vigencia en agosto de 2014, pero las condiciones en que se hizo fueron muy inadecuadas y precisamente ésta fue una de las causas que iniciaron la movilización en el Instituto Politécnico Nacional, pre-

cisamente en la ESIA. El plan no era factible porque se adoptaron políticas inadecuadas.

DNM: ¿A qué se refiere con inadecuadas?LIEM: En 2014 el gobierno federal anunció una inversión billonaria en obras de infraestructura de todo tipo: ferro-carriles y caminos, modificación de la infraestructura por-tuaria, aeroportuaria, etcétera. En la carrera de ingeniería civil de la ESIA se dictan las materias de aeropuertos, ferrocarriles y demás. Pero con los lineamientos que se habían establecido y la reducción de tiempo que se estaba proponiendo para el nuevo plan de estudios, las personas a cargo del rediseño empezaron a desechar todas estas materias. ¿Cómo era eso posible, mientras que en el gobierno se anunciaban inversiones muy

importantes para el desarrollo de obras que no eran para hacerse en un año sino durante mucho tiempo? ¿Cómo íbamos a dejar de dar materias básicas para la formación de nuestros alumnos cuando debíamos fortalecer esa formación a fin de que egresen preparados para afrontar su práctica profesional?

DNM:¿Cómo se enfrentó ese dilema?LIEM: Participamos los profesores agru-pados en las áreas académicas de las di-ferentes especialidades. Yo era profesor en el área de estructuras, donde proponíamos nuestras ideas, nuestras consideraciones en torno a la temática que debíamos tra-bajar; pero nunca hubo respuesta, o sólo hubo respuestas a medias de la autoridad en turno.

En casi todas las academias de todas las especialidades hubo reacción de los

La formación de ingenieros debe ser congruente con la realidad del país a la que los egresados se enfrentarán.

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maestros, pero ésta no trascendió. Simple y sencilla-mente se concluyó un trabajo, “medio se concluyó” o se concluyó mal, y se instauró el nuevo plan de estudios en agosto de 2014, pero obviamente sólo para los alum-nos de nuevo ingreso; los que ya estaban continuaron con su plan original. Hubo una movilización estudiantil precisamente para rechazar el plan nuevo, y gracias a ella se pudo darle marcha atrás y de hecho eliminarlo.

DNM: ¿Cuál es la situación hoy?LIEM: Se regresó al plan de 2004. Los profesores nos congraciamos con esos alumnos que inteligentemente rechazaron el cambio en el plan de estudios, con su dinámica, su apoyo y la fuerza que dieron para dar mar-cha atrás a una decisión a todas luces errónea. Muchos de mis compañeros docentes y yo no entendíamos por qué se estaban tomando esas medidas que afectaban el nivel de la institución, en este caso respecto a la for-mación de nuestros ingenieros. Lo veíamos como algo incongruente, pero no tuvimos la fuerza o quizá no la ejercimos, no pudimos o nos conformamos; la movili-zación estudiantil puso las cosas en su debido lugar.

DNM: ¿Cuántos alumnos egresan de la ESIA al año y cuántos cursan posgrado?

LIEM: Nuestra escuela tiene dos generaciones que egresan por año, y entre ambas suman en promedio 550 alumnos. En la ESIA-Zacatenco sólo se imparte ingeniería civil, y tenemos una población aproximada de 6 mil estudiantes en esta carrera. Aproximadamente 10% ingresa a algún posgrado, no sólo en el Poli.

DNM: ¿Qué porcentaje de los egresados obtiene empleo en el primer año posterior a su graduación?LIEM: Entre 70 y 80% de los egresados obtiene empleo en el primer año.

Volver al programa de 2004 fue un acierto

Pretendemos facilitar el acceso de los jóvenes al campo laboral en los sectores público y privado.

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DNM: ¿Cómo se detectan las necesidades de prepara-ción de los alumnos?LIEM: Generalmente se tiene que tomar en cuenta el Plan Nacional de Desarrollo en vigencia y los planes de desarrollo que los gobiernos han impulsado a lo largo del tiempo. También se tienen que tomar en cuenta la modernización y el avance tecnológico para el rediseño de un plan de estudios de manera congruente con la realidad del país. ¿Por qué? Porque los egresados van a salir a enfrentar esa realidad.

DNM: Un tema recurrente es la escasa oferta laboral para los egresados de muchas carreras universitarias. ¿Qué relación tiene la ESIA con diversas instituciones gremia-les del sector que puedan aportar a la resolución de esta problemática en el caso concreto de la ingeniería civil?LIEM: Hay una comunicación permanente con ellas, y existe inquietud de las organizaciones gremiales y de otro tipo, como las de egresados, que son solidarias con las actividades de la ESIA. Aquí está constituido el Club de Estudiantes del Colegio de Ingenieros Civiles de México, que promueve acciones para los alumnos a fin de que se incorporen, conozcan el gremio y se afilien a su club, además de poder gozar de ciertas consideracio-nes, asistir a cursos y hacer visitas técnicas. De hecho, los alumnos organizados en el Club de Estudiantes del CICM y los capítulos estudiantiles de las sociedades técnicas organizaron la primera Semana de Ingeniería Civil Politécnica, llevada a cabo a finales de mayo con gran repercusión.

DNM: En cuanto a la relación con el sector de la cons-trucción y con la iniciativa privada, ¿hay programas o planes de incorporación de jóvenes estudiantes de los últimos semestres para hacer prácticas profesionales en las empresas?LIEM: Desconozco si antes había relación formal con al-guna organización del sector construcción; esto se está empezando a sondear para establecer un acercamiento.

DNM: Es decir que no hay antecedentes, archivos, nada.LIEM: No de manera formal. Antes de ser puesto al frente de la ESIA, cuando era profesor solamente, me

Volver al programa de 2004 fue un acierto

enteraba de que tal administración tenía relación sobre todo con empresas públicas como Pemex, la CFE o la Conagua para hacer trabajos conocidos como de servi-cio externo (trabajos vinculados o servicios vinculados), en los que contratan a la escuela para hacer un proyecto determinado. Con la industria privada esto sucedía menos. No obstante, después del movimiento estamos empezando nuevamente.

DNM:¿Lo están haciendo institucionalmente, por ejem-plo a través de la Cámara Mexicana de la Industria de la Construcción, o con las empresas de manera individual?LIEM: Por ahora, de manera individual e incipiente.

DNM:¿Y con el sector público si hay una relación más formal?LIEM: Hay más antecedentes, por ejemplo con las empresas públicas que mencioné y con la SCT. Pre-tendemos reposicionar la ESIA para acercarnos a las organizaciones públicas y privadas a fin de que permitan el acceso de nuestros jóvenes; primero, que ellas den conferencias, pláticas y cursos en la escuela, y luego, que cuando los alumnos egresen tengan oportunidades de trabajo en ellas.

DNM: ¿De qué manera se evalúa en dónde hay que po-ner más atención dependiendo de las especialidades? ¿Con quién se interactúa para sacar esas conclusiones, en caso de que se haga?LIEM: En el ámbito de la ESIA, desconozco si esto se hacía antes.

DNM:¿No existe un área de enlace con la iniciativa pri-vada o en general hacia fuera de la escuela, algún res- ponsable o coordinador?LIEM: Ahora ya lo hay. Se le llama UPIS (Unidad Politéc-nica de Integración Social).

DNM: Mientras conversamos mencionó su descono-cimiento sobre asuntos de la ESIA antes de asumir su actual cargo. ¿No hubo continuidad, un cambio de dirección informado?LIEM: Hay continuidad en la impartición de las clases y la iniciación de los cursos, pero cuando terminó el conflicto y llegó la actual dirección, por razones que desconozco la autoridad saliente no hizo la entrega formal según el protocolo.

DNM: ¿La dirección anterior y su titular estaban de acuerdo con los cambios en los planes de estudio que alumnos y profesores echaron por tierra?LIEM: Sí.

DNM: Entonces ¿no hubo buena comunicación con la administración que usted encabeza?LIEM: Ninguna. Tenemos que andar buscando por aquí y por allá para conocer qué había, qué se dejó de hacer,

Anualmente egresan dos generaciones, un total de 550 in-genieros en promedio.

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cuáles eran los pendientes. A eso me refiero con que “desconozco”.

DNM: Ante una situación como ésta, ¿qué papel han desempeñado los egresados y otros ex directores de la ESIA?LIEM: En general, de solidaridad y colaboración. Se han acercado varias agrupaciones de egresados, par-ticularmente la Sociedad de Egresados de Ingeniería Civil del IPN.

Varios ex directores de la ESIA se han acercado para ofrecer colaboración a partir de su experiencia, que resulta muy valiosa para quienes hemos pasado de la docencia a la administración en circunstancias conflictivas.

DNM: La movilización contra los cambios en el plan de estudios sin duda marcó un antes y un después para el Politécnico, y en particular para la ESIA. ¿Esto ha hecho que los estudiantes tengan una participación más activa en la escuela?LIEM: Ahora tienen más comunicación con la Dirección porque hemos hecho la apertura; por tanto, los alumnos llegan a platicar, proponer, cuestionar o a solicitar que se corrija algo, de tal modo que sí tienen una participación más activa.

DNM: ¿Cuál es su estatus ahora como director de la ESIA?LIEM: Interino.

DNM: ¿Cuáles son sus prioridades como director?LIEM: Mejorar la infraestructura y los recursos humanos, propiciar y desarrollar un programa para cambiar los criterios de asignación. Nosotros tenemos una orga-nización (digo “nosotros” refiriéndome al Patronato de Egresados de Ingeniería Civil) cuyo objetivo es recaudar fondos para apoyar los diferentes proyectos de la es-cuela. Se han hecho bastantes cosas: laboratorios de física y química, una donación de un millón de pesos para la compra de un camión nuevo y la remodelación de algunos espacios. A la actual dirección a mi cargo ya le han ofrecido proyectos: la remodelación faltante de algunas aulas y el establecimiento de un plan diferente para el uso de computadoras.

DNM: Anteriormente usted se definió como un profesor que llegó a la dirección de la ESIA. ¿Cómo accedió a la dirección y por qué aceptó?LIEM: Bueno, tengo 41 años de experiencia docente debido a que durante mi servicio social empecé a dar clases. Siempre he enseñado al margen de mi trabajo en el gobierno del Distrito Federal. También he laborado para algunas empresas privadas en el área de estruc-turas, fundamentalmente en diseño estructural. Nunca me interesó ser director, a pesar de haber acumulado ex-periencia y edad, porque las condiciones establecidas,

normativas inclusive, implicaban andar haciendo grilla, como dicen, asumir cierto tipo de compromisos. Cuando se dio el conflicto, una de las demandas de los alumnos era que las autoridades en turno dimitieran, cosa que aceptó la autoridad central. El director general del IPN Enrique Fernández y sus colaboradores negociaron y decidieron que los directivos se fueran a condición de que el director en turno de la ESIA terminara su periodo en enero. Éste cumplió y terminó su periodo en medio de la movilización de la llamada Asamblea General Politécnica, en la que cada escuela tenía su representa-ción y planteaba sus pliegos petitorios. Cuando llegó el momento, no había a quién entregar la dirección, porque las autoridades ya iban de salida; entonces se conformó una comisión de alumnos, profesores y personal de apo-yo que trabajó con las autoridades y juntos decidieron que mientras llegaba el proceso formal se elegiría un director interino.

DNM: ¿Cómo fue?LIEM: El director general del IPN me seleccionó de una terna surgida de una asamblea, para la cual se propuso a varias personas. Yo acepté participar precisamente por la forma en que se dio el caso: fue una propuesta de la comunidad. Nos colocaron ante las opiniones de los estudiantes, del personal de apoyo y de profesores que había en ese entonces y fuimos aceptados. En la terna estuvimos el doctor Francisco Antelmo Díaz Guerra, el profesor Carlos Magdaleno y un servidor. Así pues, acepté estar en la terna.

DNM: ¿Hay una fecha determinada para la conclusión de su mandato y la realización de un nuevo proceso?LIEM: No, no hay una fecha definitiva; sin embargo, para poder efectuar el proceso tiene que estar instalado el Consejo Consultivo Escolar.

DNM: ¿Y usted se apuntaría en esa convocatoria?LIEM: Probablemente sí

Volver al programa de 2004 fue un acierto

¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a [email protected]

Durante la actual gestión se han remodelado algunos es-pacios de la escuela.

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Proyectos Científicos• Montaje del gran y único telescopio milimétrico ubicado en Puebla, México

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IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 555 julio de 201510

Hasta hace poco, el control de procesos para la ex-cavación de túneles con TBM (máquinas perforadoras de túneles o tunnel boring machines) se llevaba a cabo mediante registros y evaluaciones manuales de los pro-cesos más importantes para la excavación. A partir de la parametrización y digitalización de un mayor número de procesos, y debido a la gran cantidad de datos que éstos aportan, se ha logrado implantar una serie de sistemas que no sólo velan por la evaluación de los parámetros más importantes, sino también permiten la identificación y el análisis en tiempo real de la interacción entre todos los procesos que incorpora la excavación. La instrumentación en túneles, por su parte, cubre parte de las necesidades de seguridad y calidad de la construcción; sin duda, la aplicación de sistemas de auscultación cada vez más so-fisticados ha permitido complementar el sistema de con-

JOSÉ ANSELMO PÉREZ REYES

Ingeniero geofísico. Desde 2005 se

ha desempeñado como responsable

de las áreas de geofísica, geología e instrumentación

en proyectos de empresas privadas

e instituciones públicas. Gerente

de Instrumentación y Control

de Procesos en el consorcio

COMISSA para el proyecto TEO.

Innovar en excavación con TBM es unificar

el control de procesos y la auscultación

Originalmente el control de procesos para la construcción de túneles con tuneladoras se efectuaba mediante evaluaciones manuales de los parámetros más importantes para la excavación. Con la digitalización de dichos procesos y la incorporación de sistemas de auscultación sofisticados fue posible su integración en un solo sistema que permite desa-rrollar análisis sistemáticos de todas las variables involucradas y ha impulsado la construc-ción de túneles en situaciones cada vez más complejas.

TÚNELES

trol de procesos, particularmente en la relación que existe entre los parámetros de excavación y su interacción con el entorno. En conjunto, ambos aspectos de la ingeniería para túneles han logrado la reducción de los plazos de ejecución y cubierto ampliamente los más estrictos requi-sitos de seguridad y calidad, por lo que su aplicación, a la fecha, forma una parte esencial en la gestión de proyectos de estas características. Así, fue necesario el desarrollo de nuevos sistemas que permitieran simplificar el análisis y la evaluación de toda la información, lo que llevó a la implementación de software y métodos especializados para la integración de ambas tareas.

Sistema de auscultación automatizado en túnelesEn la actualidad los sistemas de auscultación en tiem- po real constituyen un requisito para las grandes obras

Figura 1. Esquema básico de operación de escudos de diferentes tecnologías (Maidl Tunnelconsultants).

HidroescudosEscudos EPB

EscombroNivel de lechada

(ΔVlechada

)

Alimentación

Qalimentación

Qlechada

Lechada

STP

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IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 555 julio de 2015 11

Innovar en excavación con TBM es unificar el control de procesos y la auscultación

civiles subterráneas en todo el mundo, debido a las características de los emplazamientos urbanos, a las complejas situaciones geológicas y geotécnicas y a las normas actuales que derivan de la necesidad de garantizar la seguridad y la calidad en la excavación. El diseño de este tipo de sistemas está basado en su capacidad para definir paramétricamente y de manera automática el comportamiento del terreno excavado y las estructuras e instalaciones propias de la construcción y las del entorno –estas últimas, en gran medida, definen los procedimientos y parámetros de excavación–. Cabe señalar que antes del desarrollo de los sistemas digitales de auscultación, la instrumentación se desarrollaba en un contexto de toma de lectura y procesamiento ma-nuales que determinaban tiempos de reacción lentos y no aportaban datos sustanciales durante el proceso de excavación. Un sistema de auscultación automatizado permite contar con una mejor percepción de la interac-ción entre el entorno y la tuneladora al proporcionar, de primera mano, los datos necesarios para una toma de decisiones oportuna. Toda la información recolec-tada en el sistema, con las condiciones y frecuencias de monitoreo definidas por el especialista, es transmitida a los responsables de la construcción mediante la inte-gración de medios de notificación electrónicos –correo electrónico, mensajes de texto, GIS, etcétera.

Para definir la instrumentación que compone al sis-tema de auscultación de un túnel se consideran, entre otros elementos, el tipo de proyecto y sus condiciones geológicas, topográficas e hidrológicas, además de las propiedades físicas y mecánicas de los materiales a excavar; se toman en cuenta también otros factores co-mo las zonas urbanas, los parámetros ambientales y las normas vigentes de construcción. Lo anterior implica que

no es factible la estandarización del diseño del sistema de auscultación; sin embargo, sí es posible la tipificación de los instrumentos empleados en túneles partiendo de los objetivos de auscultación y considerando las varia-bles o parámetros distintivos de este tipo de proyectos. Cabe señalar que el diseño de un sistema de auscul-tación no se refiere únicamente a la selección de los instrumentos que lo conforman; requiere adicionalmente un proceso de ingeniería que parte de la definición de los objetivos y culmina con la ejecución de prácticas que determinan las variables a medir y las hipótesis del comportamiento esperado. Debido a lo anterior, es muy importante que el diseño tome en cuenta la flexibilidad del sistema para cualquier modificación que se requiera.

La automatización del sistema de auscultación en túneles considera, en primera instancia, la cantidad y tipo de instrumentos, lo cual permite definir los sistemas y equipos para la transmisión de los datos recolectados. A partir de ello, se determinará la integración de dicha información en software especializado para el procesa-miento de los datos, la emisión de reportes y gráficos de acuerdo con las necesidades de auscultación y con los parámetros preestablecidos por el intérprete. Las longi-tudes del túnel, considerando sus portales y los medios de comunicación al exterior –lumbreras, caños, troneras, etc.–, determinarán en gran medida la topología de co-municaciones para la transmisión de la información. A su vez, la conducción de las señales al exterior del túnel puede darse a través de diferentes medios; las caracte-rísticas del túnel, y sobre todo su objetivo operacional, definirán los sistemas de transmisión: los más comunes se refieren a radiocomunicación al interior del túnel, fibra óptica, cables multiconductores y topologías de redes de telecomunicaciones. Las alertas definidas a partir de

Especificación Informes generales Niveletas Plomos Bancos de nivel semiprofundo Inclinómetro Celdas de presión Piezómetros

Ficha técnicaReporte de instalaciónFicha de instalaciónGráficas de comportamiento

B+

DETALLE 1

INCL

-114

+50

6.2

Inic

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cava

ción

0+03

4

1+28

7.2

4+56

7.23

A-

Lumbrera L-01

DETALLE 1

Muro M.5-Referencia centro de la lumbrera

Desp

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201223ene

23feb

23mar

23abr

23may

23jun

23jul

23ago

23sep

23oct

23nov

Figura 2. Ejemplo de sistema de auscultación automatizado.

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IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 555 julio de 201512

umbrales de riesgo pueden ser enviadas a través de mensajes de texto o correos electrónicos a los respon-sables de cada proceso o de la construcción del túnel. Las interfaces gráficas que maneja este tipo de sistema permiten la generación de reportes que posteriormente se integrarán a la base de datos de los parámetros de excavación –control de procesos de excavación–, como más adelante se explicará.

Control de procesos de excavaciónActualmente las tuneladoras TBM incorporan un sistema de gestión que contiene todos los parámetros o variables registrados durante los avances en la excavación. El registro se lleva a cabo mediante un sistema de control denominado PLC, el cual está permanentemente en contacto con la computadora de la TBM aportando la información de todos sus parámetros operacionales; la conexión de tipo bidireccional ofrece también la posi-bilidad de enviar información al PLC y así modificar los parámetros de avance. El análisis de dichas variables establece los criterios fundamentales para el proceso de excavación, promueve su optimización en beneficio de la calidad de la obra y minimiza los riesgos y afec-taciones inherentes a este tipo de proyectos. Sin duda es preciso conocer y dominar los procesos clave del método constructivo para conseguir que los factores de éxito del proyecto sean óptimos (Comulada et al., 2009).

Es posible englobar la excavación de túneles con tuneladoras en dos grandes tecnologías: EPB o es-cudos de presión balanceada e hidroescudos (véase

figura 1). A pesar de sus diferentes tecnologías, los procesos fundamentales de excavación son los mismos: empuje, presiones en la cámara de excavación, corte y acondicionamiento del terreno, aplicación del mortero en el espacio anular entre el endovelado y el terreno, y rezagado del material excavado.

Mientras mayor sea el número de parámetros que la tuneladora registre, el análisis de dicha información será más completo y, en consecuencia, la operación del es-cudo más eficiente. Esto, aunado al sistema de auscul-tación, permite el correcto desempeño de la excavación y, de ser necesario, la adaptación de sus parámetros de acuerdo con las condiciones geotécnicas reales, lo cual se refleja en la minimización de los efectos inducidos al entorno y el aumento de los rendimientos de excavación.

Integración de los sistemas de auscultación y control de procesosComo se ha planteado, la incorporación de los sistemas de auscultación –instrumentación– y control de proce-sos –parámetros operacionales de la TBM– permite al usuario la comparación, en tiempo real y posproceso, de los valores reales y el objetivo que definen al proyecto, lo que facilita con extrema precisión el análisis de los dis- tintos parámetros mediante de su correlación y los efectos inducidos por los procedimientos constructivos en el túnel. Una vez habilitado este tipo de sistemas, es posible la evaluación inmediata del comportamiento del túnel y su entorno y, a su vez, el análisis del funcio-namiento de la tuneladora, lo que permite al usuario determinar hipótesis de diseño y posibles deficiencias en la operación del escudo. Para el fin descrito, se han de-sarrollado diferentes tipos de herramientas informáticas que hacen posible la incorporación de ambos sistemas en formatos y topologías de comunicación definidas; esto da lugar a una visualización clara de los diferentes procesos y sus posibles afectaciones, lo que permite al usuario determinar acciones preventivas y correctivas en los procedimientos de excavación y construcción del túnel (véase figura 2).

Aplicación del sistema integrado de instrumentación y control de procesos en escudos EPBLas tuneladoras EPB (earth pressure balance) utilizan el ma-terial producto de la excavación para mantener la presión sobre el frente, con el fin de evitar asentamientos en la su-perficie. La rezaga es extraída de la cámara de excavación a través del tornillo sinfín; mediante el control de la velocidad de extracción del material y de la fuerza aplicada por los cilindros de empuje, es posible mantener una presión constante sobre el frente que, a partir de los parámetros preestablecidos en el diseño del túnel, permiten construir la estructura sin incidencias en la infraestructura presente en superficie. En túneles excavados en suelos blandos altamente deformables, el control de las deformaciones del endovelado es crucial para garantizar la seguridad de

450400350300250200150100500

–50–100–150–200–250–300–350–400–450–500

–500 –400 –300 –200 –100 0 100 200 300 400 500X (Deformación relativa)

X (D

efor

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1, –1

Gráfica 1. Registro histórico de deformación con el sistema automatizado de medición de convergencias

Innovar en excavación con TBM es unificar el control de procesos y la auscultación

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la construcción, por lo que el conocimiento temprano del comportamiento del revestimiento representa la verificación de las hipótesis de diseño y permite la optimización del proceso de excavación. Considerando lo anterior, se han desarrollado sistemas automatizados de medición de con-vergencias que permiten conocer la geometría temprana de los anillos de dovelas desde su instalación en el faldón, continuando con el registro histórico de deformaciones hasta su desinstalación (véase gráfica 1).

Una vez que se conoce el comportamiento inicial del anillo de dovelas y dependiendo de las hipótesis de diseño, es posible comparar el registro histórico de la ins-trumentación con los parámetros operacionales del escu-do para un mismo punto o zona de interés. Suponiendo altas deformaciones en el endovelado y asentamientos en superficie, es imprescindible verificar dentro de los

parámetros de excavación: a) volúmenes de inyección de mortero en el espacio anular, b) presiones de frente, c) velocidades de avance y d) geología (véase figura 3).

Asimismo, es necesario verificar las condiciones de la infraestructura en superficie –prismas de control, referen-cias topográficas, geófonos, medidores de grietas, etc.–, ya que pueden ser susceptibles de daños por cambios en las condiciones originales del terreno y después del paso de la TBM en la zona de influencia. Las deficiencias en la inyección de mortero pueden ocasionar deformaciones excesivas en este tipo de túneles por la pérdida de con-finamiento. A su vez, una inadecuada definición de las presiones del frente podría ocasionar asentamientos o bufamientos en la superficie que originen indirectamen-te daños estructurales en las edificaciones aledañas. Se puede observar que factores como la geología, la infraestructura en la superficie y la asignación de los parámetros de excavación influyen directamente en el comportamiento de la estructura (véase figura 4).

ConclusionesEl desarrollo de sistemas informáticos cada vez más sofisticados, a la par del progreso de las telecomunica-ciones y su relación con las nuevas tecnologías para la excavación de túneles con TBM, ha permitido la im-plantación de sistemas integrados que promueven la optimización de los procesos constructivos y facilitan el análisis en tiempo real y predictivo del comportamiento de los túneles. Debido al perfil industrial de la excava-ción de túneles con TBM, los tiempos de reacción ante cualquier eventualidad y la optimización continua de los procedimientos sólo pueden llevarse a cabo mediante la interacción del usuario con los sistemas informáticos de gestión de datos en tiempo real. Considerando la comple-jidad e interdependencia de los procesos de excavación y el sistema de auscultación, se requiere la interacción entre el sistema y el perfil experto de los responsables.

Sin duda, la inversión en este tipo de sistemas re-presenta un ínfimo porcentaje de la inversión total del proyecto de excavación, por lo que su incorporación resulta un enorme beneficio técnico y económico que permite la reducción de los tiempos de reacción ante cualquier eventualidad y la optimización de los plazos y costos en la ejecución de la obra

ReferenciasBerkelaar, R., et al. (2007). Deformation monitoring of the underground

metro station Rotterdam CS, a case study.Comulada, M., et al. (2009). Process controlling in mechanized tunne-

lling. 2nd International Conference on Computational Methods in Tunnelling, Alemania.

Dunnicliff, J. (1988). Geotechnical instrumentation for monitoring field performance. Wiley.

Kavvadas, M. (2003). Monitoring ground deformation in tunneling: Cu-rrent practice in transportation tunnels. Facultad de Ingeniería Civil. Universidad Nacional Técnica de Atenas.

¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a [email protected]

Figura 3. Revisión de los parámetros de excavación.

Figura 4. Integración de los sistemas de auscultación y control de procesos (Maidl Tunnelconsultants).

Innovar en excavación con TBM es unificar el control de procesos y la auscultación

Costra superficialArcilla y limos de alta compresibilidad

Limos y limos arenosos carbonatados (lentes duros)Arcillas y limos de alta compresibilidadLimos y limos arenosos carbonatados (lentes duros)Arcillas y limos de alta a mediana compresibilidadLimos y limos arenosos de consistencia dura (capa dura)Arcillas y limos de mediana a baja compresibilidad,con lentes de ceniza volcánica Limos arenosos de consistencia dura

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INGENIERÍA SÍSMICA

Magnitud e intensidad en la medición de sismos

FRANCISCO JOSÉ SÁNCHEZ SESMA

Investigador titular del Instituto de

Ingeniería, UNAM; ex presidente

de la Academia de Ingeniería y de la Sociedad

Mexicana de Ingeniería Sísmica.

Miembro titular de la Academia Mexicana

de Ciencias.

Las estrellas más brillantes del firmamento son de “primera magnitud” o magnitud 1. Esa es la convención en astronomía. Al disminuir su luminosidad se les van asignando magnitudes mayores. Tal vez por eso se ha dicho que María Callas, Enrico Caruso y Lu-ciano Pavarotti eran “estrellas” de primera magnitud. En ese contexto, la magnitud sería un buen sinónimo de “categoría”.Los temblores de tierra, en contraste con las estrellas, tienen mayor magnitud al crecer la energía liberada.

Las noticias sobre temblores suelen referirse a la magnitud de los terremotos; se menciona el nombre de Richter y, por ejemplo, se dice del terremoto de Nepal del 25 de abril de 2015 que “tuvo una intensidad de 7.8 grados en la escala de Richter”. Eso, para el público en general, es algo serio pero impreciso. Lo correcto se-ría decir que “tuvo magnitud M7.8 en la escala de Richter y la intensidad en la zona del epicentro en Katmandú alcanzó XII en la escala de Mercalli”. Poco se dice de la variación espacial de la intensidad.

Magnitud de un sismo¿Qué es la magnitud de un terremoto? Es un número que se relaciona con la cantidad de energía liberada en la zona de la corteza terrestre donde se produce una ruptura. Las rupturas sísmicas suelen ocurrir en zonas de falla, y en las más importantes se puede medir la tasa promedio de convergencia (en Nepal, 5 cm/año). Al no haber temblado en 80 años, se tenía un déficit de unos 4 metros. Si la ruptura dura poco, ésta irradia pulsos de aceleración muy importantes que generarían movimientos muy fuertes, pero si la ruptura es lenta, los movimientos pueden ser imperceptibles. Este tipo de temblores lentos se ha descubierto gracias a la tecnolo-gía de los sistemas de posicionamiento global (GPS, por sus siglas en inglés). Paradójicamente, un temblor lento de magnitud M7.8 puede no causar daños. En México se han registrado ya varios temblores de estas grandes magnitudes, pero al no generar daños, no son noticia.

La intensidad mide tanto el poder destructivo en un sitio dado como la reacción de los seres humanos en ese lugar. Un sismo tendrá una magnitud única, mientras que la intensidad o severidad del movimiento variará en el espacio de sitio a sitio, y decrecerá en promedio con la distancia a la zona en que se genera.

Se han desarrollado diversas escalas de intensidad. Las hay empíricas, como la de Mercalli modificada, e instrumentales, como la de Arias, en la que a partir de los registros de aceleración del movimiento de la superficie del terreno se calcula una medida de la energía, que se relaciona con la que se puede inyectar a una edificación.

Figura 1. Nomograma original de Richter para el cálculo gráfico de la magnitud a partir de un sismograma. Nótese que la distancia se estima en términos de la diferencia de tiempo entre el arribo de las ondas P y S.

Tomado de la página del Servicio Sismológico Nacional: www2.ssn.unam.mx

SP

0 10 20

302010

S-P = 24 s

Amplitud = 23 mm

500400

300

200

1006040

205

0

5040

30

1064

2

Dist

anci

a (k

m)

S-P

tiem

po (s

)

8

6

5

4

3

2

1

0Magnitud

100502010521

0.50.20.1

Amplitud (mm)

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Magnitud e intensidad en la medición de sismos

Figura 2. Zonas sismogénicas en la costa del Pacífico. Se muestran las proyecciones horizontales de las áreas de ruptura de 12 sismos de subducción ocurridos entre 1965 y 1995.

Los registros de los movimientos del terreno durante sismos empezaron a obtenerse en Japón y Alemania a finales del siglo XIX. En México se instalaron diversos

sismógrafos en el Observatorio de Tacubaya en 1910 (es ahí que funciona el flamante Museo de Geofísica de la UNAM). Hace poco se celebró el centenario del Servicio

Cortesía de Luis Eduardo Pérez Rocha

Sismo Fecha M R (km)Brecha

sismogénica

1 23/VIII/65 7.8 466 Oaxaca este

2 02/VIII/65 7.4 326 Oaxaca oeste

3 29/XI/78 7.8 414 Oaxaca centro

4 14/III/79 7.6 287 Petatlán

5 25/X/81 7.3 330 Michoacán

6 07/VI/82 6.9 304 Ometepec

7 07/VI/82 7.0 303 Ometepec

8 19/IX/85 8.1 295 Michoacán

9 21/IX/85 7.7 318 Petatlán

10 30/IV/86 7.0 409 Michoacán

11 25/IV/89 6.9 290 San Marcos

12 14/IX/95 7.3 320 Ometepec

–103 –102 –101 –100 –99 –98 –97 –96Longitud

19

18

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15

14

Latit

ud

Michoacán

Guerrero

Oaxaca

Sismos ocurridos hace0-5 años 5-12 años 12-20 años20-35 años>35 años

Petatlá

n

Oaxaca

este

Oaxaca

central

II

Michoac

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Guerrero

San Marc

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Oaxaca

oeste

Oaxaca

central

IOmetepec

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cimentaciones y obra civil I estructuras subterráneas I obras hidráulicas e industriales I estructuras portuarias

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IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 555 julio de 201518

Sismológico Nacional. Para los años treinta del siglo XX ya se tenían datos muy valiosos de las vibraciones de la Tierra, las explicaciones de las características de los sismogramas se fundamentaban con base en modelos matemáticos y comenzaba a deducirse la estructura de nuestro planeta.

Los datos recabados generaron un problema consistente en clasificar los temblores en grandes o pequeños. Charles Richter, profesor del Instituto de Tecnología de California (Caltech), observó que los sismogramas de terremotos grandes y pequeños producían amplitudes distintas en los sismogramas a distancias semejantes de la fuente. Richter propuso que la magnitud de un terremoto se midiese por la máxima amplitud que registraría un sismómetro estándar de marca Wood-Anderson con una amplificación de 2,800,

un periodo natural de 0.8 s y un coeficiente de amortiguamiento de 0.80, localizada en terreno firme a 100 kilómetros del epicentro. Esta propuesta empírica ignora la pola-rización del movimiento, es decir, que su atenuación con la distancia depende de la dirección; además, no siempre se tienen estaciones a una distancia fija del origen del temblor. No obstante, la propuesta de Richter pronto se hizo popular y se han desarrollado procedimien-tos aproximados para corregir las estimaciones.

Se han definido algunas varian-tes: la magnitud ML para magnitud estimada por una red local, cerca de la zona originaria del sismo, o la de ondas superficiales MS, con esti-maciones de observatorios lejanos. Con el tiempo los observatorios sismológicos del mundo van cali-brando sus medidas y cotejando sus estimaciones de la magnitud, de acuerdo con los tipos de instru-mentos y la cobertura. Por eso, las estimaciones de la magnitud de un temblor pueden ir cambiando hasta que se llega a un consenso.

Momento sísmico y magnitud de momentoHace poco más de 40 años, Keiiti Aki, del Instituto Tec-nológico de Massachusetts (MIT), propuso con sólidas bases físicas el concepto de momento sísmico, Mo, que es el producto de una cantidad que mide la rigidez de la corteza terrestre, el deslizamiento promedio en el área de ruptura y la dimensión de ésta en kilómetros cuadrados, y tiene unidades de energía. Las áreas de ruptura se de-limitan al localizar las réplicas, temblores más pequeños que ocurren posteriormente cerca del sismo grande en espacio y tiempo.

Sin embargo, el concepto de momento sísmico no es práctico para la difusión de noticias; varía mucho y puede tener diversas cifras significativas. Por ejemplo, el temblor de Tohoku (M9) de 2011 tuvo un área de ruptura de unos 100,000 km2, mientras que en el de Michoacán (M8.1) de 1985 el área fue de casi 12,000 kilómetros cuadrados.

Fue Hiroo Kanamori, del Caltech, quien propuso la magnitud Mw asociada al momento sísmico, expresada mediante una escala logarítmica:

Mw = (2/3) log10 Mo – 10.73

La adopción de esta escala permite representar nú-meros grandes con comodidad. Por ejemplo, los núme-

Magnitud e intensidad en la medición de sismos

uu La intensidad mide tanto el poder destructivo en un sitio dado como la reacción de los seres huma-nos en ese lugar. Un sismo tendrá una magnitud única, mientras que la intensidad o severidad del movimiento variará en el espacio de sitio a sitio, y decrecerá en promedio con la distancia a la zona en que se genera.

Figura 3. Para los 12 sismos de subducción en la costa del Pacífico ocurridos entre 1965 y 1995, se muestran las proyecciones horizontales de las áreas de ruptura y las aceleraciones del terreno regis-tradas en la Ciudad Universitaria por el Instituto de Ingeniería de la UNAM.

Cortesía de Luis Eduardo Pérez Rocha.

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Latit

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–103 –102 –101 –100 –99 –98 –97 –96Longitud

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AgradecimientosSe agradecen los comentarios y sugerencias de Luis Esteva Maraboto,

Xyoli Pérez Campos y Luis Eduardo Pérez Rocha, al igual que el apoyo de la DGAPA-UNAM dentro del proyecto PAPIIT 104712.

¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a [email protected]

Magnitud e intensidad en la medición de sismos

ros 10, 100 y 1,000 tienen los logaritmos 1, 2 y 3, respec-tivamente. Así, log10 1,000 = 3, porque 10 × 10 × 10 = 103 = 1,000. De acuerdo con la ecuación de Kanamori, la diferencia de una unidad en magnitud de dos temblores representa un factor de 30 en los respectivos momentos sísmicos.

La magnitud de momento Mw se ha convertido en la más frecuente medida de la magnitud de temblores grandes. Requiere la estimación del momento sísmico Mo, y para ello se analizan sismogramas. Hay procedi-mientos semiautomáticos como el del proyecto CMT

uu Richter propuso que la magnitud de un terremo-to se midiese por la máxima amplitud que registra-ría un sismómetro estándar de marca Wood-An-derson con una amplificación de 2,800, un periodo natural de 0.8 s y un coeficiente de amortiguamien-to de 0.80, localizada en terreno firme a 100 kilóme-tros del epicentro. Esta propuesta empírica ignora la polarización del movimiento, es decir, que su ate-nuación con la distancia depende de la dirección; además, no siempre se tienen estaciones a una distancia fija del origen del temblor.

de la Universidad Harvard, o similares regionales que generalmente calculan magnitudes de momento para muchos temblores de magnitud Mw mayor que 5. Por cierto, el temblor de 1960 en Chile, que es el mayor que se ha registrado, tuvo una magnitud de momento Mw 9.5.

La magnitud mide el tamaño de un temblor en tér-minos de la cantidad de energía irradiada. Un terremoto tendrá una magnitud única y su severidad dependerá de las características de la ruptura, de la distancia a partir del hipocentro o foco y de los efectos de las condicio-nes locales. Las medidas de intensidad del movimiento pueden ser, por ejemplo, velocidades máximas, acele-raciones máximas o intensidades de Mercalli o de Arias. Todas ellas tienden a decrecer a medida que aumenta la distancia

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PLANEACIÓN

Gerencia de proyectos del nuevo aeropuerto de la Ciudad de México

LUIS FELIPE OCHOA ROSSO

Ingeniero civil con doctorado

en Investigación de operaciones.

Fundador de FOA Consultores,

con más de cuatro décadas de experiencia en consultoría

de proyectos de infraestructura. Es

miembro emérito del CICM y académico

de honor de la Academia de

Ingeniería.

La gerencia del programa o gerencia de proyectos del Nuevo Aeropuerto Internacional de la Ciudad de México surge de la necesidad de planear y administrar eficientemente el conjunto de proyectos relacionados que conformarán la nueva terminal aérea. En efecto, los componentes del aeropuerto constituyen un conjunto de proyectos que ha-brán de desarrollarse de manera individual pero que deberán funcionar eficientemente como un todo.

Para lograr el objetivo del Plan Nacional de Desarrollo 2013-2018 de convertir el país en un centro logístico de alto valor agregado en el plano global, un proyecto clave será el Nuevo Aeropuerto Internacional de la Ciudad de México (NAICM), que contribuirá a conformar una plataforma logística multimodal.

El NAICM será origen y destino de turistas, hombres de negocios y mercancías, y un hub regional entre América Latina, Europa y Asia; de tal modo constituirá una nueva puerta para México. Se convertirá en una pla-taforma aeroportuaria: nodo especializado de la red de distribución de mercancías y productos de alta densidad económica o de alto valor temporal; ello al contar con la infraestructura y los servicios de transferencia de carga entre los modos de transporte terrestre y aéreo y agregar valor en su entorno cercano a las mercancías en trámite.

TEMA DE PORTADA

Figura 1. Análisis de decisiones en los megaproyectos.

Con el NAICM, la zona metropolitana del Valle de México con sus 20 millones de habitantes, que con-tribuye con casi un tercio del PIB del país y es una de las economías del orbe que se perfila a estar entre el quinto y el séptimo lugar en el largo plazo, llegará a ser verdaderamente una “ciudad global alfa” según la catalogación mundial.

El aeropuerto será un motor del nuevo desarrollo económico y el primer generador de empleo en la ciu-dad global; será puerta de acceso a los recursos de las regiones de ésta, la cual formará parte de la red mundial de ciudades de alta tecnología y de alto PIB sustentable.

El contexto propuesto para el NAICMEl nuevo aeropuerto estará a la altura de los mejores del mundo, lo que apreciarán los pasajeros y los propietarios de carga que hagan uso de él. Es el mayor proyecto de infraestructura emprendido por el gobierno federal en su historia (de una magnitud mayor que el promedio actual de obras de infraestructura del país) y estará diseñado para ser financieramente viable con el propósito de re-cuperar las inversiones provenientes de la sociedad que el gobierno federal destine a su desarrollo y operación.

El NAICM ha sido declarado por el Ejecutivo federal como un proyecto de infraestructura transexenal cuyos avances para 2018 lo harán irreversible; su comisiona-miento y certificación permitirán el inicio de operaciones en octubre de 2020.

Los recursos federales que destinará el gobierno a través de la Secretaría de Comunicaciones y Trans-portes (SCT) para este proyecto estarán enmarcados en la Ley de Obras Públicas y Servicios Relacionados

Aeropuerto Internacional Indira Gandhi

Decisiones: 4,297,969Orgs/Usuarios: 89/1,383

Docs: 887,244

Canal de PanamáDecisiones: 13,273,275Orgs/Usuarios: 97/2,022

Docs: 5,274,247

Aeropuerto Internacional de Dubái

Decisiones: 4,362,702Orgs/Usuarios: 86/826

Docs: 1,783,895

Orgs = Organismos participantesDocs = Documentos generados durante el desarrollo del proyectoFuente: Parsons.

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Gerencia de proyectos del nuevo aeropuerto de la Ciudad de México

Gerencia de proyectos del nuevo aeropuerto de la Ciudad de México

con las Mismas y su reglamento. El gobierno, por tanto, asumirá la mayor parte de los riesgos en las fases de pre-paración preliminar, planeación y diseño, construcción, procura, supervisión y cierre, transferencia y operación del aeropuerto.

Esta decisión permite acatar el compromiso presi-dencial de lograr una amplia participación nacional en el desarrollo del proyecto, el cual representa una oportu-nidad para impulsar la capacidad nacional de servicios de ingeniería y construcción, como resultado de una participación significativa y de su acceso a tecnologías de clase mundial en la escala propia del proyecto.

Para ello se pretende contratar un conjunto de em-presas que cuenten con calidad comprobada interna-cionalmente y experiencia exitosa demostrada en otros

Figura 2. Plan de acción.

aeropuertos de envergadura similar, en asociación con empresas nacionales a las que se condicionará a adquirir la experiencia y la transferencia de tecnología para facili-tar su salida a mercados globales en proyectos futuros.

Gerencia del programaLa gerencia del programa o gerencia de proyectos del NAICM surge de la necesidad de planear y administrar eficientemente el conjunto de proyectos relacionados que conformarán la nueva terminal aérea. En efecto, los componentes del aeropuerto constituyen un conjunto de proyectos que habrán de desarrollarse de manera individual pero que deberán funcionar eficientemente como un todo, y esta circunstancia constituye en sí el programa del NAICM.

Desarrollo de planes y programas de compensación

y mitigación ambientalImplementación de las medidas de mitigación y compensación ambiental

Monitoreo y evaluación de las medidas

Ambiental

Pruebas y certificaciones

Puesta en operación

Estudios, planeación* y diseño

Preparación del sitio, construcción y equipamientoInfraestructura aeroportuaria

Plan de desarrollo urbano

Estudios territorialesDesarrollo del programa de ordenamiento ecológico

y territorial y modificación de la normatividad urbanísticaElaboración de planes parciales

de desarrollo urbano

ConectividadEstudios de conectividad

y movilidadInicio de obras primera etapa

Inicio de obras

segunda etapa

Uso futuro del AICM

Análisis de vocacionesEstudios técnicos y definición de usos

Desarrollo del plan maestro

Implementación del plan maestro y etapas de desarrollo futuro

HidráulicoPlaneación de

obras hidráulicasObras de preparación y ejecución de las obras

de infraestructura

2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020*Donde se incluye el plan maestro, el plan de negocios y el plan de calidad, entre otros.

Fin

Fin

Fin

GACM, Parsons.

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La SCT y el Grupo Aeroportuario de la Ciudad de México (GACM) responsable de la planeación, construc-ción y operación del nuevo aeropuerto de clase mundial, debido a la magnitud y grado de complejidad de éste, consideraron prioritario contratar el servicio de un grupo especializado y con experiencia exitosa en la gerencia de proyectos aeroportuarios del tamaño del NAICM, que apoyara al GACM en la ejecución del greenfield.1

En efecto, la experiencia internacional para el desa-rrollo de un aeropuerto con las características señaladas, para movilizar 60 millones de pasajeros al año, con tres pistas para operaciones simultáneas y una inversión inicial estimada por la SCT en 169 mil millones de pesos, requiere una capacidad de gobernabilidad y de ejecu-ción muy alta, así como herramientas y tecnología de punta para controlar el desarrollo durante los seis años que durará su realización.

Como se muestra en la figura 1, las estadísticas mundiales señalan que el número de decisiones a tomar en un proceso de esta naturaleza es del orden de 5 a 10 millones, que sólo se pueden controlar y prever con plataformas computacionales de tecnología de punta y equipos de profesionales con experiencia aeroportuaria reiterada en proyectos de semejante envergadura.

El gerente del programa es la empresa internacional que recientemente coordinó el desarrollo de los aero-puertos de Abu Dhabi y Doha; en este caso se apoya, a solicitud expresa del GACM, en empresas nacionales de reconocida capacidad técnica e integridad para que éstas complementen a la empresa global con la expe-riencia local en el tema.

Funciones de la gerencia del programa (coordinación)En concreto, la Gerencia del Programa deberá apoyar a su cliente GACM en el cumplimiento del plan de acción

Gerencia de proyectos del nuevo aeropuerto de la Ciudad de México

Figura 3. Instrumentación del Sistema de Gestión de Riesgos.

consensuado (véase figura 2); sus funciones son las siguientes:

•Asegurar integralmente que todos los componentes de los diversos proyectos en las fases del programa del NAICM sean atendidos y estén disponibles oportunamente, y que se cumplan los objetivos de tiempo, calidad y costo en los proyectos del aero-puerto y en las obras asociadas.

• Identificar y prever los riesgos, detectar oportuni-dades de mejoramiento de procesos y proponer acciones de mitigación y corrección en su caso (de tipo financiero, técnico, legal, social y ambiental).

•Proponer los protocolos de licitación que garanti-cen la integridad y transparencia de los procesos de procuramiento de servicios de ingeniería y de construcción; apoyar en la evaluación de términos de referencia y en las evaluaciones de las ofertas presentadas.

El gerente del programa integró un equipo para reali-zar las funciones descritas, que se encargará de diversas vertientes de acción para apoyar toda la organización del cliente. De este modo:

•A la experiencia local del GACM se añade la del ge-rente del programa en aeropuertos y la experiencia y el savoir faire de los consultores locales en estrategia aeroportuaria.

•Se establece un entorno abierto de trabajo en el mismo sitio del GACM, con enfoque sólo en las so-luciones del programa.

•Todos los involucrados operan con el esquema de un solo equipo, participan de manera proactiva y apoyan con respuestas específicas.

•Hay un proceso de toma de decisiones en el nivel más cercano al trabajo, para obtener el resultado adecuado a la primera y de manera eficaz y eficiente.

Mediante un Sistema de Gestión de Riesgos ya en operación

Manual de gestión

• Propósito• Alcances• Campo de aplicación

GACM

• Toma de decisiones

Plataforma de software

• PGPI-Risk

Seguimiento periódico y actualización

Componentes del NAICM generadores potenciales de riesgos

Manual de procedimientos

• Establecer el contexto• Identificación

de riesgos• Tratamiento de riesgo• Tratamiento correctivo• Seguimiento

Archivos con registro de riesgos

• Componentes del sistemaInternosExternos

• Descripción del riesgo• Probabilidad de ocurrencia• Cuantificación del riesgo• Estrategia de mitigación• Implementación recomendada

FOA Ingeniería. Diseñado como ISO 31000, Gestión de riesgos.

Sistema de Gestión de

Riesgos

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•La integración arroja tempranas y mejores decisio-nes, complementadas con la perspectiva del cliente y su supervisión.

•Se utiliza el conjunto de herramientas tecnológicas del gerente del programa y los procesos se integran con la propia organización del GACM, lo que permite una eficiente ejecución del trabajo.

•Se prevén tempranamente los posibles riesgos de to-do tipo y se aprueban respuestas eficientemente pa-ra mitigar consecuencias y minimizar controversias.

Con esta filosofía de trabajo se llevan a cabo los pro-cesos sistemáticos para la gestión de los componentes de la gerencia del proyecto (véase cuadro 1).

Gerencia de proyectos del nuevo aeropuerto de la Ciudad de México

Figura 4. Componentes del Sistema Nuevo Aeropuerto.

Cuadro 1. Procesos temáticos de la gerencia del programa

Contexto externo Generadores potenciales de riesgos

Responsables (dueños)SCT (ASA, Seneam), GACM

Lado aire Lado ciudad

• Pistas rodajes• Plataformas• Torre de control• Cuerpo de rescate y extinción

de incendios (CREI)• Planta de combustible• Ayuda a la navegación

• Vialidades externas• Abastecimiento agua potable• Agua tratada• Acometida de energía eléctrica• Gas natural• Telecomunicaciones• Sistema sanitario• Sistema pluvial

Lado tierra

Zona terminal• Edificio terminal• Edificio de carga• Edificio satélite• Estacionamientos• Camino de acceso• Barda perimetral

Servicios de apoyo• Edificio de mantenimiento• Casa de máquinas• PTAR• Almacén de residuos peligrosos• Sala de información• Centros de control• Hangares

Ejecutores Operadores

• Ingenieros de diseño• Arquitectos• Supervisores de construcción• Constructores• Proveedores de insumos• Proveedores de instalaciones y equipo• Trabajadores

• Operadores del aeropuerto• Controladores del espacio aéreo• Personal de seguridad

Contexto interno Sitio

Gestión de la integración del programa

Gestión de la comunicación

Gestión de riesgos

Gestión de los alcances

Gestión de tiempos

Gestión de costos

Gestión de la calidad

Gestión de los recursos humanos

Gestión del procuramiento del programa

Planeación, aseguramiento, instrumentación, control y seguimiento

Otros stakeholders

Financieros• Internacionales• Nacionales

Otros aeropuertosNacionales

Metropolitanos Internacionales

UsuariosPasajeros nacionales

e internacionales de O/DEn tránsito

Carga

Sociedad

Resto del país Población metropolitana Municipios vecinos del sitio Acceso al sitio Ciudad aeroportuaria

Entornos

Medio ambiente Clima Entorno hídrico Entorno económico Espacio aéreo Entorno tecnológico

Terceras partes

ReguladoresNacionales

Internacionales

AutoridadesFederales, locales,

legislativas, fuerza aérea

ConcesionariosActual AICM

NAICMComerciales

Estacionamientos

Prestadores de servicios

AerolíneasManejadores de carga

BomberosMaleteros

CombustibleTaxistas

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Gerencia de proyectos del nuevo aeropuerto de la Ciudad de México

Tales procesos se instrumentan con grupos de tra-bajo. A su vez, estos temas se gestionarán con procedi-mientos definidos en las fases de iniciación, planeación, implementación, control y cierre.

Procesos de controlUno de los procesos clave de la gerencia del programa será el control de cada uno de los proyectos del aero-puerto relacionados entre sí y con un objetivo común. Esta actividad decisiva para cada tema será atendida por los expertos de la empresa gerente del programa con apoyo de una compañía asociada, la cual tiene amplia experiencia en el mundo y en México.

El objetivo es controlar que las actividades del pro-grama se completen integralmente de acuerdo con los planes de los proyectos. El proceso de control se lleva a cabo durante toda la duración de cada proyecto e incluye los siguientes aspectos:

•La medición de resultados por tema•La evaluación de medidas y tendencias que pueden

afectar el proceso, para mejorar los resultados

La continua aplicación del proceso de control por tema proporcionaría al GACM, a la gerencia del progra-ma y a los participantes en los grupos de trabajo una descripción precisa y actualizada de los resultados que se van obteniendo del programa en su conjunto.

Gestión de riesgosEn particular, el tema de gestión de riesgos a cargo del GACM es clave debido al grado de concentración de éstos, que en su mayoría son asumidos por el Estado al tratarse de una obra pública.

El GACM y el gerente del programa asignaron la ges-tión de riesgos a una empresa mexicana de consultoría, y ésta ha convenido hacerlo mediante la utilización de su herramienta de tipo sistémico basada en el estándar internacional ISO 31000, Risks management, y su propia plataforma tecnológica.

El Sistema de Aseguramiento de Gestión de Riesgos fue instrumentado para su aplicación específica en el

NAICM (véanse figuras 3 y 4). Se integraron comités de expertos nacionales en geotecnia, hidráulica y estructu-ras para coadyuvar en la toma de decisiones.

El manual de riesgos y el correspondiente manual de procedimientos adoptado por la empresa interna-cional y la consultora mexicana describen de manera documentada la forma de administrar los riesgos para prevenir desvíos desde el inicio, durante todas las fases (véase figura 5) y hasta la terminación de los servicios de la Gerencia del Programa, con el fin de asegurar el logro de los objetivos del desarrollo: terminar en tiempo, costo y calidad el proyecto conforme a su diseño. Por otra parte, para el seguimiento del tratamiento de riesgos y su administración se utiliza la plataforma tecnológica antes referida.

ConclusiónSe anticipa que la planeación oportuna y la ingeniería completa de los proyectos que conforman el programa del NAICM en todas sus fases, la seguridad del flujo fi-nanciero para el proceso de procuramiento, los servicios especializados de la coordinación de una Gerencia del Programa y la adopción de las mejores prácticas inter-nacionales en el proceso contribuirán sustancialmente al cumplimiento de los objetivos gubernamentales para el NAICM

ReferenciasFOA Ingeniería (2014). Plataforma PGPI-Risk.Gutiérrez, M. (marzo, 2015). “Planeación de proyecto”.ISO Working Group-Risk Management Standard. ISO 31000:2009.Parsons (octubre, 2014). NAICM Implementation Strategy.Parsons-FOA (noviembre, 2014). Sistema de Gestión de Riesgos,

NAICM.PMBOK Guide (2010). A guide to the project management. Body of

knowledge.

Nota1 El término greenfield se refiere a una obra de infraestructura que se

inicia desde cero, en contraposición con brownfield, una obra exis-tente que se amplía.

AgradecimientosEl autor agradece el apoyo recibido de la Dirección Corporativa de In-

fraestructura del Grupo Aeroportuario de la Ciudad de México y del director de la Gerencia del Programa de Parsons International Corporation.

¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a [email protected]

Figura 5. Fases del proyecto.

Fase I Fase II Fase III Fase IV Fase V

Planeación y diseños de ingeniería y

arquitectura

Construcción de infraestructura e instalaciones

Comisionamiento y pruebas

Cierre AICM e inicio de operaciones

NAICM

Operación nuevo aeropuerto

uu El NAICM ha sido declarado por el Ejecutivo fe-deral como un proyecto de infraestructura transexe-nal cuyos avances para 2018 lo harán irreversible; su comisionamiento y certificación permitirán el ini-cio de operaciones en octubre de 2020.

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Antiguamente, el quehacer de la arquitectura tanto como el de la ingeniería estructural y la construcción recaían en una sola figura: el maestro constructor o archi-tekton, como lo demuestran los tratados de arquitectura de Vitrubio, en los cuales se abordan temáticas que tienen que ver con todas las disciplinas que intervienen en el desarrollo de una edificación u obra civil.

No fue hasta el siglo XVII, después del Renacimiento, que el desarrollo acelerado del conocimiento generó la necesidad de especialización en varias materias, entre ellas la arquitectura, y se inició la separación de la ingeniería estructural respecto del campo de desarrollo de la arquitectura. Esta división se ha acentuado en los últimos años, a medida que los conocimientos y tecno-logías –tanto de la arquitectura como de la ingeniería estructural– han avanzado.

Divorcio de disciplinasSe ha producido un fenómeno de alejamiento profe-sional entre arquitectos e ingenieros estructurales. Por un lado, tenemos un gran número de arquitectos que consideran que el desempeño estructural de las edificaciones depende exclusivamente de los análisis y el dimensionamiento de los elementos estructurales que realice el ingeniero estructural. Por el otro, un gran número de ingenieros estructuristas consideran que los malos desempeños estructurales de las edificaciones se deben a diseños arquitectónicos muy aventurados

LUCIANO ROBERTO

FERNÁNDEZ SOLA

Ingeniero civil, maestro y doctor

en Ingeniería con especialidad

en Estructuras. Especialista en el comportamiento

sísmico de estructuras y

cimentaciones, en particular en

la interacción dinámica suelo-

estructura. Profesor investigador en la

UAM Azcapotzalco. Miembro de la

mesa directiva de la SMIE y secretario

técnico de la Red Interuniversitaria de Ingeniería Sísmica.

Ingeniería estructural y arquitectura.

¿Quién es el culpable?Es claramente indispensable que los arquitectos comprendan el comportamiento diná-mico de las estructuras y el impacto que tiene la configuración arquitectónica en ellas para poder aspirar a tener ciudades con un nivel de vulnerabilidad sísmica aceptable.Tanto estructuristas como arquitectos debemos asumir la responsabilidad, aprovechar el nivel de investigación y desarrollo con el que contamos y mejorar nuestras prácticas de construcción para llevarlas a nivel de primer mundo mediante la instauración de una cul-tura de la sismorresistencia entre todos los actores del proceso de diseño y construcción de edificaciones.

ACADEMIA

en los cuales no es posible asegurar el correcto com-portamiento sísmico.

Entonces, ¿de quién es la responsabilidad de las fallas que se han presentado durante sismos? Si le preguntamos a un arquitecto, seguramente la respuesta será: “De los ingenieros, ellos son los que calculan la estructura.” Si le preguntamos a un ingeniero estructural, muy probablemente contestará: “De los arquitectos, ellos son los que establecen la ubicación de los ele-mentos sismorresistentes con el diseño arquitectónico.”

Este divorcio entre ambas disciplinas ha producido un incremento en la vulnerabilidad sísmica de muchos de los edificios modernos (Guevara, 2009), e incluso catástrofes como las ocasionadas por los sismos de 1985 en la Ciudad de México.

Arnold y Reitherman (1994), en su libro Configu-ración y diseño sísmico de edificios, se refieren a la aplicación de los conceptos básicos de configuraciones estructurales adecuadas para edificios sismorresis-tentes: “Tal vez la falla en la aplicación de estos impor-tantes principios radique en la incapacidad de ambas profesiones para comunicarse entre sí y su relación contractual.” Es tal la preocupación por el distancia-miento entre ambas disciplinas que Charleson (2008) dedica un capítulo completo de su libro Seismic design for architects a los problemas que existen en la relación laboral entre el ingeniero estructural y el arquitecto, y cómo solventarlos.

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Ingeniería estructural y arquitectura. ¿Quién es el culpable?

En el análisis de daños por sismos recientes, tanto en México como en el mundo (Kobe, Northridge, Teco-mán, Mexicali, etc.), es visible que un alto porcentaje de las fallas se produjeron por problemas estructura-les asociados a la disposición arquitectónica de los elementos estructurales: pisos blandos, efectos de torsión debidos a irregularidades en planta, efecto de columnas cortas, efectos de golpeteo, etc., los cuales están perfectamente caracterizados e identi-ficados, pero se siguen presentando en la práctica profesional.

La responsabilidad del desempeño sísmico de los edificios es compartida entre arquitectos e ingenieros estructuristas, y la problemática producida por la des-articulación de ambas profesiones tiene dos orígenes fundamentales. El primero es la falta de interés o cono-cimiento de los profesionales de la arquitectura acerca de los conceptos sismorresistentes; el segundo, el des-interés de los ingenieros estructuristas en proveer dichos conceptos fundamentales a los arquitectos desde un punto de vista entendible para ellos y que considere los aspectos estructurales como parte de la arquitectura y los aspectos arquitectónicos relacionados con la confi-guración estructural propuesta.

Hoy en día, en la mayoría de los despachos de dise-ño arquitectónico el desarrollo del proyecto se realiza sin la intervención u opinión de un ingeniero estructurista. Posteriormente, con el proyecto totalmente definido desde el punto de vista arquitectónico, se subcontrata un despacho de cálculo estructural para analizar y detallar los elementos estructurales. Este es un proceso que, aunque parezca lógico desde el punto de vista económi-co, eleva la vulnerabilidad sísmica de las construcciones de manera importante si en el proyecto arquitectónico no se consideró el comportamiento sísmico.

La necesidad de sinergiasEn el plano mundial se ha mostrado interés en los últimos años por minimizar esta brecha entre la ingeniería y la arquitectura. Ejemplo claro de ello son algunos libros dirigidos a arquitectos que tratan sobre conceptos de sismorresistencia, como los de Guevara (2009) y Char-leson (2008), que deciden exponer a los arquitectos un concepto bien entendido por los ingenieros estruc-turistas, y es que la parte más importante del diseño sismorresistente es la decisión del sistema estructural y el material a utilizar, que son altamente definidos por el proyecto arquitectónico. Bazán y Meli (2004) expresan en su libro de diseño sísmico de edificios:

No se puede lograr que un edificio mal estructurado se comporte satisfactoriamente ante sismos, por mucho que se refinen los procedimientos de análisis y dimensionamiento. Por lo contrario, la experiencia obtenida en varios temblores muestra que los edifi-cios bien concebidos estructuralmente (refiriéndose esto a la posición y distribución de los elementos estructurales) y bien detallados han tenido un com-

portamiento adecuado, aunque no hayan sido objeto de cálculos elaborados y, en ocasiones, aunque no hayan satisfecho rigurosamente los reglamentos.

El desempeño sísmico de las edificaciones depen-de en gran medida de la configuración arquitectónica. Sánchez (2006) afirma que “la principal causa de daños ocurridos por sismos en las edificaciones es

Muchos proyectos nacen ya con una “discapacidad” para resistir sismos.

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la inadecuada configuración de las mismas […] una responsabilidad profesional de los arquitectos”. Este tema ha sido ampliamente estudiado por los ingenieros estructuristas y formalizado en algunos textos orientados a ingenieros (Bazán y Meli, 2004); más recientemente, se encuentra en textos dirigidos a arquitectos (Charleson, 2008; Guevara, 2009).

La configuración de los edificios adquiere una re-levancia mayor con las nuevas filosofías de diseño es-tructural, como son el diseño basado en desempeño y el diseño por capacidad, en las cuales se cuenta con que la edificación se comportará de manera dúctil al momento de ser sometida a fuerzas extraordinarias, además de controlar los elementos en donde se presentarán fallas.

Con la ingeniería estructural impulsando este tipo de diseños y la arquitectura utilizando diseños cada vez más aventurados, que se traducen en elementos estructurales más esbeltos y configuraciones cada vez más irregulares y menos redundantes, parecería que ambas disciplinas, en lugar de converger en un punto, separan cada vez más sus caminos.

Es por esto que resulta absolutamente necesario que como parte de la formación profesional de los arquitec-tos, principalmente en zonas expuestas a la acción de los sismos, se aborden los criterios de estructuración sismorresistente. En otros países ya se han realizado estudios acerca de la enseñanza de conceptos de sis-morresistencia en las escuelas de arquitectura.

Arnold (1996) hace un análisis de cómo las confi-guraciones arquitectónicas repercuten en la respuesta sísmica de las edificaciones, y apunta la necesidad de que los arquitectos conozcan los conceptos de sismorresistencia. A su vez, subraya la necesidad de los ingenieros estructuristas de entender los concep-tos básicos de la arquitectura para lograr establecer un canal de comunicación entre ambas disciplinas. Los ingenieros –reflexiona– no deben desestimar la impor-tancia de los conceptos arquitectónicos.

En Argentina, Giuliani (2000) desarrolló la teoría de la arquitectura sismorresistente, en la cual fusiona la ar-

quitectura desde todos los puntos de vista con el diseño sismorresistente, con el fin de optimizar el desempeño de las edificaciones. En su teoría sostiene que la manera adecuada de enseñar la arquitectura sismorresistente a los estudiantes de arquitectura no es desde el punto de vista del cálculo estructural, sino de la respuesta cualitativa del edificio.

Sánchez (2006) ofrece una profunda revisión de los cursos de estructuras en siete escuelas de arquitectura de Perú. Muestra que, aun cuando existen numerosos cursos de diseño de estructuras, éstos se dictan con un enfoque similar al de los cursos de ingeniería civil, y ello hace que los estudiantes no integren dichos cono-cimientos en su práctica arquitectónica. Por esta razón, propone la impartición de un curso de estructuras sismo-rresistentes con un enfoque para arquitectos.

En un estudio comparativo de la sismorresistencia de edificios de concreto reforzado en Turquía desde el punto de vista arquitectónico y estructural, Özmen (2008) muestra el comportamiento sísmico de edifica-ciones con distintas estructuraciones, con la finalidad de sensibilizar a los estudiantes de arquitectura acerca de las implicaciones de la estructuración en la respuesta sísmica de aquéllas.

México, investigación de punta y práctica pobreEn nuestro país, investigadores de la Universidad Au-tónoma Metropolitana (Gómez-Soberón et al., 2009) analizaron un grupo de edificios nuevos en la Ciudad de México, y resultó que un gran porcentaje de éstos, aun cuando estaban diseñados de acuerdo con las disposiciones reglamentarias vigentes, presentaban configuraciones estructurales sumamente irregulares, las cuales podían traducirse en un mal desempeño sísmico. Esto pone de manifiesto que en México, aun siendo un país referente en términos de investigación en ingeniería sísmica en el mundo, muchos edificios de re-ciente diseño y construcción carecen de los conceptos básicos de estructuración sismorresistente. Así, es claro que los arquitectos mexicanos no utilizan criterios y con-ceptos de sismorresistencia en la concepción de sus diseños, ya sea por falta de interés o de conocimiento.

Andrew Charleson (2008) hace un análisis de los problemas de diseño y construcción sismorresistente en los países en vías de desarrollo. Una de las proble-máticas más importantes que detecta es la acelerada urbanización, que se realiza mayormente sin control. Si se observan los asentamientos urbanos de la zona noroeste del Valle de México, se aprecia claramente este problema, ya que no existe ningún ordenamiento urbano y se han construido viviendas en zonas cuya topografía representa un peligro inminente. Otro problema se re-fiere a la dispareja calidad en la construcción, ya que en muchos casos no existe control de calidad ni supervisión adecuada. En la práctica mexicana, la supervisión corre a cargo del dueño del inmueble; al ser éste juez y parte, se enfrenta a un conflicto de intereses obvio, circuns-

Ingeniería estructural y arquitectura. ¿Quién es el culpable?

Es común encontrar proyectos con configuraciones peli-grosas desde el punto de vista sísmico.

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tancia que puede llevar a una mala supervisión. Los problemas relacionados con la configuración estructural de los edificios son también recurrentes en estos países.

La revisión de los planes de estudio de ocho de las escuelas más importantes de arquitectura del país (Fernández-Sola, 2011) concluye que sólo en una se introduce de manera específica y obligatoria una materia de diseño sismorresistente. Este vacío en la formación profesional de la arquitectura se ve reflejado en la prác-tica profesional, en donde es muy común encontrar pro-yectos arquitectónicos con configuraciones sumamente peligrosas desde el punto de vista sísmico.

Aunque es un hecho que en México contamos con un alto nivel de investigación en ingeniería sismorresistente, la calidad de nuestra construcción tiene características de un país en vías de desarrollo.

En la actualidad es muy común encontrar proyectos en los que el diseño arquitectónico se desarrolla sin tomar en cuenta ningún concepto de sismorresistencia; posteriormente, con el proyecto prácticamente definido, se realiza su diseño estructural. De esta manera, muchos de los proyectos nacen ya con una “discapacidad” para un buen comportamiento ante la acción de los sismos.

Tanto estructuristas como arquitectos debemos asumir la responsabilidad, aprovechar el nivel de in-vestigación y desarrollo con el que contamos y mejorar nuestras prácticas de construcción para llevarlas a nivel de primer mundo mediante la instauración de una cultura de la sismorresistencia entre todos los actores del proceso de diseño y construcción de edificaciones.

Es claramente indispensable que los arquitectos comprendan el comportamiento dinámico de las estruc-turas y el impacto que tiene la configuración arquitectó-nica en ellas para poder aspirar a tener ciudades con un nivel de vulnerabilidad sísmica aceptable.

ConclusionesEs conveniente incluir cursos especializados en inge-niería sísmica como materia obligatoria en los planes de estudio de arquitectura. Dichos cursos deben ser diseñados particularmente para este fin, ya que los conocimientos y la manera de presentarlos deben ser diferentes a un curso de diseño sísmico impartido para estudiantes de ingeniería. Deben incluir análisis cualita-tivos y presentar configuraciones arquitectónicas que permitan que los edificios tengan comportamientos sís-micos adecuados; de manera particular, deben tratarse los problemas estructurales comunes que surgen de los requerimientos arquitectónicos.

Existe en el mundo cada vez mayor interés en intro-ducir los conceptos sobre sismorresistencia en la ense-ñanza de la arquitectura; prueba de ello es el creciente número de publicaciones dedicadas a este fin.

La responsabilidad de resolver este problema es tanto de ingenieros como de arquitectos. Los inge-nieros tienen la responsabilidad de buscar la manera de exponer la ingeniería sísmica en términos que los

arquitectos puedan comprenderla, sin necesidad de ser especialistas, y con la apertura para darle su lugar a los conceptos arquitectónicos. Los arquitectos, por su parte, tienen la responsabilidad de estudiar dichos conceptos y ponerlos en práctica desde la concepción del proyecto arquitectónico.

Mientras continúe la idea de que ambas disciplinas son independientes y la responsabilidad del comporta-miento sísmico se atribuya siempre al otro, lo único que sucederá es que tendremos edificaciones con un pobre desempeño sísmico, lo cual muy probablemente nos lleve a una catástrofe en el próximo sismo

Ingeniería estructural y arquitectura. ¿Quién es el culpable?

ReferenciasArnold, C. (1996). Aspectos arquitectónicos del diseño sismorresisten-

te. 11 Conferencia Mundial de Ingeniería Sísmica. Acapulco.Arnold, C. y R. Reitherman (1994). Configuración y diseño sísmico de

edificios, México: Limusa.Bazán, E., y R. Meli (2004). Diseño sísmico de edificios. México: Li-

musa.Charleson, A. (2008). Seismic design for architects. Londres: Elsevier.Engel, H. (2001). Sistemas de estructuras. Barcelona: Gustavo Gili.Esteva, L. (1977). Earthquake resistant design, cap. 3. Londres: Pen-

tech Press.Evaluación de Riesgos Naturales, ERN (2004). Folleto informativo. Mé-

xico.Fernández-Sola, L. R. (2011). La enseñanza de la ingeniería sísmica

en la arquitectura. XVIII Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica. Aguascalientes.

García, B. (2000). Earthquake resistant design, cap. 3. Barcelona: Loft.Giuliani, H. (2000). Seismic resistant architecture: A theory for the ar-

chitectural design of buildings in seismic zones. 12 Conferencia Mundial de Ingeniería Sísmica. Auckland.

Gómez-Soberón, C., A. Gómez-Bernal, O. González-Cuevas, A. Terán-Gilmore y M. Ruiz-Sandoval (2009). Evaluación del diseño sísmico de estructuras nuevas ubicadas en la colonia Roma del Distrito Federal. Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica. Puebla.

Guevara, T. (2009). Arquitectura moderna en zonas sísmicas. Barcelo-na: Gustavo Gili.

Özmen, C. (2008). A comparative structural and architectural analysis of earthquake resistant design principles applied in reinforced concrete residential buildings in Turkey. Tesis de doctorado. Anka-ra: Universidad Tecnológica del Medio Oriente.

Sánchez, N. (2006). Criterios estructurales para la enseñanza a los alumnos de Arquitectura. Tesis de maestría. Lima: Pontificia Uni-versidad Católica del Perú.

¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a [email protected]

Los ingenieros no deben desestimar la importancia de los conceptos arquitectónicos.

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INGENIERÍA GEOTÉCNICA

Túnel Canal General. Construcción de lumbreras

con muros Milán

MARIO A. AGUILAR TÉLLEZMaestro en Ingeniería con especialidad en Mecánica de suelos. Es gerente de Ingeniería en la Dirección de Construcción Especializada de ICA. Es miembro de la SMIG, de la AMITOS y del CICM.

PEDRO LUIS BARRERAGerente de Construcción, ICA.

RAFAEL B. CARMONA PAREDESGerente de Ingeniería, Conagua.

El proyecto del Túnel Canal General considera la construcción de cuatro lumbreras de 12 m de diámetro terminado, con una profundidad promedio de 20 m. Para su exca-vación en un depósito de arcilla típica del Valle de México, con contenidos de agua superiores a 300%, baja resistencia al corte y alta compresibilidad, con intercalaciones de estratos arenosos, se utilizará un escudo mecanizado del tipo EPB. En este trabajo se presenta un panorama de las condiciones geotécnicas que se estima encontrar durante la construcción del TCG, así como una descripción general del procedimiento constructivo de las lumbreras.

El gobierno federal representado por la Comisión Nacional del Agua (Conagua), en coordinación con los gobiernos del Distrito Federal y del estado de México, construyen a través del Fideicomiso 1928 el Túnel Canal General (TCG) en la vecindad del lago de Chalco, entre los volcanes Xico y La Caldera. El TCG, con 5 m de diámetro interno y aproximadamente 7.9 km de longi-tud (véase figura 1), sigue un trazo paralelo al canal de mismo nombre y será capaz de desalojar hasta 20 m3/s. Se inicia muy cerca de la planta de bombeo Parada del

Toro, ubicada en la carretera Tláhuac-Chalco, donde se ha proyectado construir la primera lumbrera (L1), y seguirá en dirección norte hasta conectarse con la lum-brera 3A del túnel Río de la Compañía, que descarga en la planta de bombeo La Caldera donde las aguas son elevadas para ser descargadas a la prolongación norte del cauce superficial del Río de la Compañía. Para cons-truir el TCG se requerirán cuatro lumbreras de acceso de 12 m de diámetro interior y profundidad del orden de 20 m. El proceso constructivo de las lumbreras se hará

mediante el procedimiento del muro Milán.

Para la excavación y construcción del túnel se utilizará un escudo meca-nizado del tipo EPB (véase figura 2), el cual permite realizar la excavación del túnel y colocar el soporte inicial mediante segmentos de concreto pre-fabricados conocidos como dovelas, que formarán anillos de cinco piezas más una cuña, de 25 cm de espesor y 150 cm de ancho. El revestimiento definitivo, de 30 cm de espesor, será de concreto armado colado en sitio.

Condiciones geotécnicasEl valle de Chalco se ubica entre la sierra de Chichinautzin y la sierra de Figura 1. Localización del Túnel Canal General.

Volcán Guadalupe

Sierra del Pino

Cerro del Elefante

Volcán La Caldera

Lago de Chalco

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Túnel Canal GeneralUbicación: Límite entre Chalco y TláhuacLongitud: 8 km

Lumbreras: 4Descarga a lumbrera L3A del túnel Río de la Compañía

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IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 555 julio de 201532

Santa Catarina. Se estima que la capa compresible del valle es de 300 m de profundidad, y se han registrado velocidades de hundimiento de entre 30 y 40 cm por año (Ortega et al., 2007). En la figura 3 se muestra la planta geológica del túnel.

De acuerdo con la información y las referencias técnicas disponibles del área de trabajo, se estima que la excavación del túnel se desarrollará en un 90% en suelos lacustres formados por arcillas de alta plastici-dad, baja resistencia al corte y alta compresibilidad, con contenidos de agua promedio de entre 350 y 400%. El tramo restante del túnel se excavará en un material de transición formado por arcillas de alta plasticidad, arcillas limosas, limos arenosos y material piroclástico producto de la sierra de Santa Catarina, con contenidos de agua de entre 50 y 100% (véase figura 4).

El perfil estratigráfico tipo de la zona de excavación de las lumbreras y el túnel se compone principalmen-te por un depósito de arcilla de alta plasticidad con intercalaciones de cenizas volcánicas; las principales características del depósito se describen en el cuadro 1.

Condiciones piezométricasPara la definición de las condiciones piezométricas del sitio de construcción de las lumbreras y el túnel se revisó

Túnel Canal General. Construcción de lumbreras con muros Milán

Roca ígnea BVB (brecha volcánica basáltica)

Lago de Chalco

Túnel Canal GeneralVolcán La Caldera

L1 L2 L3

L4 L3A TRC

Suelo “Al” (aluvión)Volcán Xico Suelo “La” (lacustre)

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Cerro del Elefante(Volcán Tlapacoya)

Sierra del Pino

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Figura 3. Planta geológica del Túnel Canal General. Carta geológica Inegi, es-cala 1:50,000.

Lumbrera Lumbrera Lumbrera Lumbrera LumbreraL01 L02 L03 L04 L3A TRC

Arcillas de alta plasticidad Trazadores de arenas y arenas arcillosas

Rellenos superficiales

Túnel Túnel Túnel

Río de la

Compañía2,2352,2302,2252,2202,2152,2102,2052,2002,1952,190

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CPTu

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Autopista México-Puebla

Figura 4. Corte estratigráfico del Túnel Canal General.

Figura 2. Escudo de presión de tierras balanceadas (EPB), φ=6.40 m.

Cuadro 1. Características del depósito de arcilla

Arcilla de alta plasticidad y consistencia muy blanda, CH

Contenido de agua, w%, 333Cohesión, c, 1.35 t/m2

Ángulo de fricción interna, φ, 0°Peso volumétrico, γ, 1.29 t/m3

Módulo de elasticidad, E, 226 t/m2

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la información técnica obtenida en el año 2010 y se com-paró con los registros piezométricos obtenidos en 2014. La posición del nivel de agua freática (NAF) a lo largo del túnel fluctuó entre 1.40 y 2 m de profundidad, tomando como referencia el nivel de brocal de cada uno de los piezómetros instalados. Como se observa en la figura 5, comparando la información piezométrica de ambos años se observa que en el periodo de cuatro años no existen cambios en el comportamiento piezométrico, es decir, no se observa abatimiento en la zona de excavación y construcción de las lumbreras por lo menos en los primeros 40 m de profundidad.

Proceso constructivo de las lumbrerasUna práctica común en el Valle de México ha sido la construcción de lumbreras con el método de lumbrera flotada (Tamez et al., 1997). Sin embargo, en el proyecto Túnel Canal General se evaluó técnica y constructiva-mente la opción de construir las lumbreras mediante el procedimiento constructivo de muros Milán; para ello, las principales revisiones de estabilidad que se realizaron en el análisis geotécnico de dichas estructuras fueron: falla de fondo, falla por subpresión, estabilidad de la zanja para alojar el muro Milán y revisión por flotación, entre otras. En particular, las revisiones de falla de fondo y subpresión permitieron definir la longitud necesaria de la pata o empotramiento del muro Milán, para asegurarse de obtener un factor de seguridad admisible ante los mecanismos de falla general mencionados.

Actualmente se han construido tres de las cuatro lumbreras que conforman el proyecto, con un tiempo promedio de construcción de tres meses en cada una. Durante el proceso de construcción de los muros Milán, así como durante la excavación del núcleo de la lumbrera, una de las principales actividades que deben efectuarse es el monitoreo de la instrumentación insta-

Túnel Canal General. Construcción de lumbreras con muros Milán

Figura 5. Comparación del comportamiento piezométrico en los sitios de las lumbreras: 2010 vs. 2014.

Figura 6. Vista general de la construcción de brocales.

Figura 7. Proceso de excavación de muro Milán mediante equipo guiado.

lada en el sitio, tanto en terreno como en los propios muros Milán; esto per-mitirá monitorear de manera continua el proceso de construcción e iden- tificar a tiempo cualquier problema o eventualidad que pudiera derivarse de la construcción o excavación de la estructura. En este caso, la instrumen-tación base instalada en la lumbrera constó de piezómetros cerrados, incli-nómetros ubicados en los muros Milán y en el terreno, referencias topográfi-cas superficiales y extensómetros. Las figuras 6 a 9 constituyen un resumen fotográfico del proceso de construc-ción de la lumbrera 1 del TCG.

Una de las actividades prelimina-res fue la construcción de los brocales temporales que sirvieron de ademe para el sistema guiado que se utilizó en la excavación de los paneles del

muro Milán conocido como “almeja”. El trazado de los paneles y su referencia respecto a la posición del túnel se realizó con apoyo de topografía.

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Lumbrera L01Esfuerzo, t/m2

Lumbrera L02Esfuerzo, t/m2

Lumbrera L03Esfuerzo, t/m2

Lumbrera L04Esfuerzo, t/m2

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NAF20142010

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Una vez trazados los paneles que conforman la geometría de la lumbrera, se procedió a excavar la zanja para alojar el muro Milán. En este caso, se conformó un panel con tres tableros excavados y estabilizados con lodo bentonítico; en la zona de los tableros ubicados en los extremos se colocó una banda de estanqueidad que impide el flujo de material o la filtración de agua hacia el interior de la excavación y permite colar de manera discontinua los paneles. Esta parte del proceso incluye la introducción de las armaduras de acero en la excavación y el colado de cada uno de los paneles.

Concluida la actividad de excavación y construcción de los muros Milán, se procedió a construir la trabe de coronamiento o cabezal, la cual permite ligar estructu-ralmente en superficie todos los paneles construidos y así aportar mayor rigidez a la estructura. Luego de la trabe cabezal, se inició la excavación del núcleo, la cual se realizó por medios mecánicos.

Durante el proceso de excavación de la lumbrera fue importante llevar un registro del tipo de material excavado, y se registró la sanidad que presentaron los muros, así como el estado de la junta entre paneles construidos. Llegando al nivel máximo de excavación, se empezó la construcción de la losa de fondo, donde se dejaron las preparaciones correspondientes para ligar el revestimiento definitivo de la estructura con la losa.

Como última actividad de construcción de la lum-brera, se habilitó el acero del revestimiento definitivo considerando los portales de conexión con el túnel así como la construcción de la trabe de rigidez que se ubica en la zona de la clave de los portales. Esta trabe, además de dar rigidez, redistribuye los esfuerzos cuando se realiza la demolición del muro en la zona de entrada o salida del túnel.

ConclusionesLa construcción de las lumbreras con el procedimiento de muro Milán permitió disminuir el tiempo de construc-

ción de la lumbrera y alcanzar los factores de seguridad admisibles ante fallas generales.

En el caso de la construcción del túnel, será im-portante llevar un control del proceso de excavación cuidando aspectos constructivos como la inyección de contacto suelo-dovela (tanto la presión por aplicar co-mo el control de volumen por inyectar) para asegurar el confinamiento del anillo de dovelas, condición de suma importancia para el comportamiento deformacional del anillo

Túnel Canal General. Construcción de lumbreras con muros Milán

ReferenciasComisión Nacional del Agua (2013, 2 de diciembre). Términos de refe-

rencia: construcción del Túnel Canal General en el Valle de Chal-co, estado de México. Coordinación General de Proyectos Espe-ciales de Abastecimiento y Saneamiento. Gerencia de Ingeniería, Dirección General Adjunta de Supervisión de Obras Hidráulicas, Subgerencia de Supervisión de Obras Hidráulicas y Subgerencia de Estudios y Proyectos.

(2014).Trabajos de campo y laboratorio para diseño geotécnico del si-tio de la lumbrera L1 del Túnel Canal General.

Ortega et al. (2007). Origen y evolución de un nuevo lago en la planicie de Chalco: implicaciones de peligro por subsidencia e inundación de áreas urbanas en Valle de Chalco. Investigaciones Geográficas, 64:26-42. Boletín del Instituto de Geografía, UNAM.

Tamez González, E. et al. (1997). Diseño geotécnico de lumbreras en suelos blandos: procesos constructivos y métodos de análisis. Memorias conmemorativas SMIG: 48-49.

¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a [email protected]

Figura 8. Proceso de habilitado y colado del revestimiento definitivo.

Figura 9. Vista de la lumbrera terminada y emportalamiento.

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La presa San Vicente en el estado de California fue construida en 1943 para asegurar el suministro en el condado de San Diego. Su altura original era de 67 m y su capacidad de 90,000 acre-pies (un acre-pie es la cantidad estimada de agua que consumen dos hogares estadounidenses típicos en un año).

Con el proyecto iniciado en 2009 su altura aumentó 35.7 m, la mayor elevación de una presa en Estados Unidos hasta el momento y la mayor en el mundo de una presa de concreto con rodillo compactador. La capaci-dad adicional que esto representa es 152,000 acre-pies para un total de 187,489,239 m3 (véase figura 1).

En la obra, concluida en junio de 2014, participaron más de 5,500 personas. El proyecto incluyó nuevas instalaciones de instrumentación y de salida. Una vez terminado el trabajo de elevación, se contempla que en 2017 pueda ser abierto definitivamente el sitio para albergar actividades recreativas; para ello, los esfuerzos posteriores a la elevación se centran en la construcción de la nueva marina y la restauración medioambiental del emplazamiento.

Proyecto de Almacenamiento de EmergenciaAlrededor de 80% del suministro de agua en San Diego proviene del bajo río Colorado (50%) y del norte de Cali-

OBRAS MAESTRAS DE LA INGENIERÍA

Elevación de la presa San Vicente en California

El área de San Diego importa el 80% de su agua desde el río Colorado y la bahía de San Francisco. Con la elevación de la presa San Vicente se pretende dar seguridad hídrica a la población y al sector empresarial. Este proyecto se terminó en el verano de 2014, pero aún falta un par de años para que se llene el embalse, se aproveche del todo la nueva capacidad de almacenamiento y se reabra el sitio a los visitantes.

fornia (30%), principalmente la región de San Francisco, donde opera el programa Bay-Delta. La elevación de la presa San Vicente es parte de una obra mayor: el Proyec-to de Almacenamiento de Emergencia (PAE), un sistema de reservas, tuberías interconectadas y estaciones de bombeo diseñadas para la disponibilidad hídrica en San Diego en caso de una interrupción en las importaciones de agua, algo que se hace cada vez más probable en el entorno actual de sequía.

Se espera que el PAE satisfaga la necesidad de agua en San Diego hasta 2030. Dos tercios del al-macenamiento adicional (100,000 acre-pies) serán aprovechados en años secos, lo que se conoce como almacenaje remanente. El otro tercio (52,000 acre-pies) será para uso emergente cuando la importación de agua se interrumpa.

Proceso de elevación de la presaEl trabajo preparativo se comenzó en junio de 2009, y la nueva altura de 102.7 m fue alcanzada a finales de 2012,

Cuadro 1. Programa de trabajo del proyecto

Trabajo preparativo de cimentación Verano 2009-verano 2010

Elevación de presa Primavera 2010-primavera 2014

Construcción de nueva marina Verano 2014-verano 2015

Reemplazamiento de tubería Invierno 2014-invierno 2015

Restauración del emplazamiento Verano 2015-verano 2016

Apertura de la reserva para recreación

Entre finales de 2015 y finales de 2017

Figura 1. Sección transversal de la elevación.

Presa elevada+35.7 m

90,000 acre-pies en la reserva actual

Presa existente67 m

Superficie4.45 millones

de m2

+152,000 acre-pies

Superficie+2.02 millones de m2

Acre-pie: cantidad de agua usada por dos hogares típicos en un año

No está en escala

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Elevación de la presa San Vicente en California

mientras que las nuevas instalaciones de instrumenta-ción y salida fueron completadas en la primera mitad de 2014. En el cuadro 1 se muestra el calendario de trabajo que se ha seguido en el proyecto.

Para conseguir la adecuada cohesión del nuevo material constructivo y la presa original, se removieron 5 cm del lado aguas abajo o lado seco de la cortina existente, y alrededor de 30 cm del techo. Se utilizaron rieles de hidrodemolición sobre el lado seco además de excavaciones en las laderas aledañas a fin de proveer un cimiento sólido para la nueva estructura. Por su parte, se usó una mezcla diseñada especialmente para ser compatible con el concreto original, de modo que ambas secciones funcionaran como unidad.

A finales de 2009, también como acción preparativa en la cimentación, los trabajadores excavaron hasta llegar a roca lo suficientemente sólida. Allí colocaron concreto en todas las fisuras halladas para nivelar el terreno, lo que se conoce como “concreto dental” por su parecido con la manera en que se rellenan las cavi-dades molares.

En marzo de 2010 se realizó un túnel a través de 30 m de concreto en la base de la presa, para lo cual se usó una máquina tuneladora de cabeza rotante. Esta perforación aloja un nuevo tubo de desagüe, cuyo

propósito es desalojar rápidamente agua de la reserva cuando sea necesario.

Casi todo el concreto fue fabricado en sitio con roca extraída del lugar donde se encontraba la vieja marina, la cual quedará sumergida cuando se llene el embalse. Gracias a la extracción en sitio, se evitó el tránsito de unos 100,000 camiones de carga en las comunidades vecinas. Otra ventaja es que el concreto compactado con rodillo requiere menos tiempo y agua pero es tan fuerte como el convencional; se coloca en capas conse-cutivas, una sobre otra, en un proceso parecido al de la construcción de carreteras. Se llevaron a cabo pruebas

uu La elevación de la presa San Vicente es parte de una obra mayor: el Proyecto de Almacenamien-to de Emergencia (PAE), un sistema de reservas, tuberías interconectadas y estaciones de bombeo diseñadas para la disponibilidad hídrica en San Diego en caso de una interrupción en las impor-taciones de agua, algo que se hace cada vez más probable en el entorno actual de sequía. Se espera que el PAE satisfaga la necesidad de agua en San Diego hasta 2030.

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IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 555 julio de 201538

de laboratorio diariamente para confirmar que cada lote de la mezcla a utilizar cumpliera las especificacio-nes de solidez y desempeño.

El diseño y construcción de todos los aspectos han sido monitoreados de cerca por el Departamento de Recursos Hídricos de California (CDWR, por sus siglas en inglés) a través de su División de Seguridad de Pre-sas, para asegurar que la nueva estructura presenta los estándares más altos en esta materia. Un sistema de cámaras en la presa registró el progreso de la obra, que está disponible en el sitio oficial del proyecto a manera de time-lapse en el que se muestran las fotografías to-madas cada 30 minutos.

Otros componentes del proyecto San Vicente aún no se han concluido. La Autoridad Hídrica del Condado de San Diego también construirá nuevas tuberías hacia esa ciudad para reemplazar una sección que quedará sumergida cuando se consiga la reserva adicional. Por último, se construirá una nueva y más grande marina

para reemplazar la existente, que quedará obsoleta. En la figura 2 se muestra la nueva área aproximada de almacenamiento.

Se considera que cuando el nivel de agua llegue al nuevo muelle para lanchas, la ciudad de San Diego reabri-rá la reserva a la pequeña navegación y la pesca. Esto se prevé que suceda entre finales de 2015 y 2017, en virtud de las condiciones hídricas y la deman-da en la región.

Para facilitar la llegada de visitantes y al mismo tiempo mejorar la calidad recreativa del proyecto, se contempla también la mejora del camino de ac-ceso, un muelle más grande, estacio-namiento para más de 300 vehículos, plantación de árboles de sombra y de limitación de áreas para días de campo (véase figura 3).

Administración del proyectoLa infraestructura de la presa San Vicente ha sido ope-rada por la ciudad de San Diego desde su construcción en 1943. Al terminar el proyecto actual, la ciudad man-tendrá la propiedad sobre la infraestructura y el uso de la capacidad original, mientras que la Autoridad Hídrica del Condado de San Diego, responsable del PAE, manejará la capacidad adicional para uso en la región. Las dos agencias compartirán los costos de operación y mante-nimiento de la infraestructura modificada y de la reserva.

Se estableció una alianza estratégica o joint venture que además de la construcción incluyó pruebas de labo-ratorio en sitio; informes, coordinación y reuniones con los organismos reguladores; elaboración de diagramas para los elementos prefabricados y su revisión; interpre-tación y control de planos y especificaciones; manejo de las concesiones y la correcta entrega del proyecto.

La elevación de la presa se dividió en varios subpro-yectos, cada uno con un contrato independiente, para un total de aproximadamente seis años de trabajo. De esta manera se otorgaron mayores oportunidades de concur-sar a empresas locales y a la vez se redujo el costo total de la elevación a 416 millones de dólares, mientras que la totalidad del proyecto (incluyendo estación de bombeo, tubería, marina, áreas recreativas, etcétera) tendrá un costo de 838 millones de dólares

Elevación de la presa San Vicente en California

Elaborado por Helios con información de www.sdcwa.org/san-vicente-dam-raise, ycivilengineering.blogspot.com.es, www.water-technology.net y www.parsons.com

¿Desea opinar o cuenta con mayor información sobre este tema? Escríbanos a [email protected]

Figura 3. Instalaciones de la marina en San Vicente.

Figura 2. Área de la reserva San Vicente.

Reserva San Vicente

Presa San Vicente

Reserva existente: 90,000 acre-pies de almacenamiento de aguaSuperficie del agua: 4.45 millones de metros cuadradosReserva futura (después de la elevación)242,000 acre-pies de almacenamientoSuperficie del agua: 6.47 millones de metros cuadradosLas superficies son aproximadas

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“Un mundo de solucionesen concreto”.

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TEMAS 2015

Innovación y tendencias de la construcciónPrefabricadosCorredores industriales y concretoInfraestructura y estética urbanaEdificación sustentableEstructuras de concretoConcreto lanzadoInfraestructuraPuentesPavimentos de concretoConcretos especialesEnergía y concreto

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Juni

o 20

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Una mañana como ninguna

UndergroundHaruki MurakamiBarcelona, Tusquets, 2014

Lunes 20 de marzo de 1995. En el metro bajo el distrito financiero de Tokio, cinco hombres que hasta ese momento no llamaban la atención clavan la punta afilada de sus paraguas en unos paquetes de plástico que contienen un líquido extraño.

El ataque con gas sarín sigue siendo considerado el más grave evento terrorista en Japón. Sus ejecutores pertenecían a la secta Aum Shinrikyo, conocida como una “religión de la élite”. Muchos de sus miembros provenían de familias privilegiadas y tenían un futuro prometedor, pero eran reclutados más bien por una característica en particular, quizá producto de su modo de vida: un sentimiento de vacío y de búsqueda de sentido.

Murakami reconstruye los hechos con entrevistas a las víctimas y otros involucrados, pero también mediante el perfil de los perpetradores. Muestra, por ejemplo, al prometedor médico Ikuo Hayashi como un hombre brillante pero manipulado, sensible, arrepentido y que recuer-da el dilema en su interior durante aquella fría mañana y conforme se acercaba al sitio de la acción. Él ni siquiera logró cumplir cabalmente el encargo, pues la liberación del gas en su posesión no fue completa; aun así, en esa línea murieron dos trabajadores del metro que en cum-plimiento de su deber retiraron las bolsas de inmediato sin la protección adecuada. Muchas otras personas tuvieron que ser llevadas al hospital y sufrieron las secuelas de esa sustancia que afecta el sistema nervioso.

Por su parte, el testimonio de una trabajadora en aviación civil, que se encontraba en el mismo tren donde Hayashi soltó el gas sarín, resalta que ante el caos generado en los momentos siguientes, cuan-do decenas de personas sufrían las primeras consecuencias ya en el exterior, la ayuda de los transeúntes y vecinos fue nula. La enajenación hacia los afectados es descrita como si éstos se hubiesen encontrado haciendo un ejercicio de filmación o dentro de una película.

De este modo, a la par del terror vivido bajo tierra, Murakami muestra –y esto es un acierto en el título: el anglicismo andaguraundo– algo que subyace a la sociedad, un esbozo de la psicología japonesa

2015Agosto 23 al 25Congreso Internacional UMAI 2015Unión Mexicana de Asociaciones de Ingenieros, A.C.Ciudad de Méxicoumai.org.mx

Agosto 25 al 289° Congreso Mexicano del Asfalto “Preservación y sustentabilidad de los pavimentos asfálticos”Asociación Mexicana del Asfalto, A.C.Cancún, Méxicowww.congresoamaac.com

Septiembre 13 al 17XVI Conferencia Europea sobre Mecánica de Suelos e Ingeniería GeotécnicaInternational Society for Soil Mechanics and Geotechnical EngineeringEdimburgo, Escociaxvi-ecsmge-2015.org.uk

Octubre 7 al 10XXXI Convención Internacional de Minería “Minería, desarrollo y responsabilidad social”Asociación de Ingenieros de Minas, Metalurgistas y Geólogos de México, A.C.Acapulco, Mé[email protected]

Noviembre 2 al 6XXV Congreso Mundial de Carreteras Seúl 2015Asociación Mundial de CarreterasSeúl, Coreapiarcseoul2015.org

Noviembre 11 al 123er Simposio Internacional de Cimentaciones ProfundasSociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A.C., Deep Foundations Institute, Geo Institute e ISSMGECiudad de Méxicowww.smig.org.mx

2016Marzo 8 al 10Congreso Nacional de Ingeniería Civil “Construyendo un mundo sustentable”Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C.Ciudad de Méxicocicm.org.mx

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