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RGANO OFICIAL DE LA SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERA GEOTCNICA, A. C. WWW.SMIG.ORG.

226DICIEMBRE2012

FEBRERO2013

TnELEs En ROCA

CRUCE DEL ESCUDO DE LA LNEA 12 DEL METRODE LA CIUDAD DE MXICO POR DEBAJO DE LA LNEA 2

SMIG NOTICIASXXVI REUNIN NACIONAL DE MECNICADE SUELOS E INGENIERA GEOTCNICA

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CORREO: [email protected]

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Corporativo y PlantaParque Industrial Quertaro km 28.5,Av. San Pedrito Nm. 119, Santa Rosa Juregui,C.P. 76220, Quertaro, Qro.

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Tel. 01 (55) 5280 0846/5282-3361Lada sin costo: 01 800 507 4260

AVANCES EN EL REVESTIMIENTO DE TNELESRecientemente han surgido grandes avances en el diseo y la construccin de revestimientos de t-

neles en el mundo; entre ellos la tendencia a cambiar los soportes tradicionales por soluciones msligeras, como los marcos metlicos combinados con concreto lanzado con malla o fibra de acero.

Estos marcos han dado a los ingenieros y constructores opciones de diseo flexibles, mejorescostos y un mtodo efectivo.

El concreto reforzado con fibras de acero es igual a uno convencional con una armadura tridimen-sional para posibilitar la resistencia mecnica post fisuracin.

Los procesos en los que podemos trabajar son:

Revestimiento primario con concreto lanzado reforzado con fibra metlica.t

Drenaje, geodrenes especiales para tneles.tImpermeabilizacin, geomembranas.tRevestimiento final, dovelas prefabricadas fibroreforzadas.t

En Maccaferri de Mxico innovamos continuamente nuestras soluciones y queremos formar parte

de sus proyectos exitosos.

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Mesa Drectva 2011-2012

PresdenteJuan de Dios Alemn Velsquez

Vcepresdente

Juan Pauln Aguirre

Secretar

Ral Aguilar Becerril

Tesrer

Moiss Jurez Camarena

Vcales

Alejandra Acosta Jimnez

Mario Arturo Aguilar Tllez

Jos Luis Gonzlez Espndola

Carlos Roberto Torres lvarez

Gerente

Fernando Mndez Sandoval

Delegacnes

Chiapas

MichoacnOaxaca

Occidente

Pennsula de Yucatn

Puebla

Quertaro

Sguenos en

@smiggeotecnia

Sociedad Mexicanade Ingeniera Geotcnica

inggeotec

Juan de Dios Alemn Velsquez

Presidente

Los artculos rmados son responsabilidad de los autores y no refejan necesariamente la opinin de la SMIG. Los textos publicados, no as los materiales grcos, pueden reproducirse total o parcialmentesiempre y cuando se cite la revista Geotecnia como uente. Para todo asunto relacionado con la revista Geotecnia, dirigirse a [email protected] Geotecnia es una publicacin trimestral de la SociedadMexicana de Ingenier a Geotcnica, A.C. Valle de Bravo nm. 19, colonia Vergel de Coyoacn, delegacin Tlalpan, C.P. 14340, Mxico, D.F. Telono 5677 3730. Precio del ejemplar $40, nmeros atrasados

$45. Suscripcin anual $120. Los socios de la SMIG la reciben en orma gratuita. Certicado de Reserva de Derechos al uso exclusivo del ttulo Geotecnia, otorgado por el Instituto Nacional del Derecho deAutor, SEP, nm. 04-2011-041411485600-102.

Se cncle n ccl

Del 14 al 16 de noviembre se celebr la XXVI Reunin Nacional de Mecnica de

Suelos e Ingeniera Geotcnica, donde ms de 550 participantes compartieron sus

conocimientos y experiencias por medio de una reunin de profesores, cuatro cur-

sos simultneos, 18 sesiones tcnicas, tres conferencias plenarias y un concurso estudiantil(la Olimpiada de Geotecnia).

Tuvimos la participacin de los ms reconocidos geotecnistas de Mxico, as como de

jvenes ingenieros que comienzan a hacer sus primeras incursiones en esta disciplina. Ade-

ms, se invit a brillantes geotecnistas del extranjero, quienes generosamente compartieron

sus conocimientos con todos los asistentes.

Se cumpli con el objetivo de que la reunin fuera un foro de discusin y de intercambio

de conocimientos, as como un espacio de convivencia amistosa entre geotecnistas, por

lo que agradezco profundamente el trabajo del comit organizador de la reunin, de los

ingenieros que organizaron los cursos y de aquellos que nos apoyaron como responsables

de las diversas sesiones tcnicas y conferencias plenarias: Norma Patricia Lpez Acosta,Juan Pauln Aguirre, Walter Paniagua, Ricardo Ortiz Hermosillo, Csar Dumas Gonzlez,

Valentn Castellanos, Carlos Roberto Torres, Germn Lpez Rincn, Claudia Marcela

Gonzlez Blandn, Eduardo Botero Jaramillo, Abelardo Snchez Sols, Alejandra Acosta

Jimnez, Natalia Parra Piedrahita, Dora Carren Freyre, Ral Aguilar Becerril, David Y-

ez Santilln y Efran Ovando Shelley.

Con esta reunin prcticamente se concluyen las actividades de la Mesa Directiva 2011-

2012 de la SMIG, por lo que agradezco tambin a todos los miembros de sta por su apoyo

durante dos aos de duro trabajo en favor de la sociedad.

Quiero dar un especial agradecimiento a Alexandra Ossa, quien ha sido pieza fundamen-

tal para que la revista Geotecnia surgiera y se mantuviera con un alto estndar de calidad,

as como a los activos miembros del consejo editorial, quienes aportaron ideas y artculos

que permitieron sostener una publicacin de excelencia.

Finalmente, agradezco a todos aquellos ingenieros que nos apoyaron en la organiza-

cin y la imparticin de los diversos cursos, simposios y otras actividades de carcter

tcnico que esta mesa directiva organiz en el periodo 2011-2012 y, por supuesto, a los

ingenieros que asistieron a ellos.

Espero que las actividades de esta mesa directiva hayan cumplido con las expectativas

de todos los interesados en la geotecnia en Mxico, y les deseo la mejor de las suertes a los

integrantes de la nueva mesa 2013-2014, a quienes conozco, por lo que estoy seguro de quela SMIG queda en buenas manos.

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CARTA DEL LECTOR

Dreccn generalJuan de Dios Alemn Velsquez

Dreccn ejectvaAlexandra Ossa Lpez

Cnsej edtral

Ral Aguilar BecerrilGabriel Auvinet GuichardJos Francisco Gonzlez ValenciaMoiss Jurez CamarenaGermn Lpez RincnRal Lpez RoldnGabriel Moreno PeceroRal Vicente OrozcoJuan Pauln AguirreMargarita Puebla CadenaLuis Bernardo RodrguezEnrique Santoyo VillaJuan Jacobo SchmitterGuillermo Springall CramCarlos Roberto Torres lvarezJos Alredo Zepeda Garrido

AsesresFelipe Arregun CortsPaul Garnica AnguasAlonso Gmez BernalRoberto Hernndez IslasLuis Horcasitas ManjarrezRal Izquierdo OrtegaEugenio Laris AlansSergio Alcocer Martnez de CastroMario Olgun AzpeitiaClemente Poon HungRoberto Carlos Tinoco GuevaraJos Carson Torres Martnez

Dreccn edtral cmercalDaniel N. Moser

EdcnAlicia Martnez Bravo

CrdnacnMara Teresa Martnez Bravongeles Gonzlez Guerra

Crreccn de estlJuan Alberto Bolaos BurgosAlejandra Delgado Daz

Dse dagramacnMarco Antonio Crdenas Mndez

Karen Abigal Meja Mndez

LgstcaLaura Torres Cobos

PblcdadAdriana Villeda RodrguezRenato Moyssn Chvez

Realacn

HELIOS comunicacin+52 (55) 55 13 17 25

Esperamos sus comentarios y sugerencias. Su mensaje no debe exceder los 1,000 caracteres.

Escrbanos a [email protected]

3 Cnversand cnLa prctica proesionalcomo vocacinGllerm Sprngall Cram

8 SemblanaJess Mara Alberro Aramburu:acadmico, investigadory consultorJrge E. Castlla Camach

11 La getecna en la hstraLa Ciudad de Mxico se hundeThmas E. Stmsn

16 Tema de prtada /Artcl tcncTneles en rocaJs Francsc Sre Fn

26 Nta tcncaCruce del escudo de la lnea 12del metro de la Ciudad de Mxicopor debajo de la lnea 2Enrqe Hrcastas Manjarre cls.

33 Calendario

Tecnologa e innovacin34 Inclusiones rgidas

Reseas36 Tesis38 Libros

40 XXVI Reunin Nacionalde Mecnica de Suelos e IngenieraGeotcnica

42 Resultados del concursode prediccin: Capacidad decarga de pilote hincado

43 Premio Manuel Gonzlez Flores2011-2012

44 Conerencias plenariasde la XXVI RNMSelG

44 Asamblea de socios,nueva mesa directiva

44 Expo Geotecnia 2012

45 XVII Reunin Nacionalde Proesores de Mecnica deSuelos e Ingeniera Geotcnica

46 Cursos cortos

47 Cultura

48 CarteleraFOTO DE PORTADA: ICA

Contenido

CnvcatraCon el n de enriquecer el contenido de su rgano ocial de divulgacin, la SMIG hace una con-vocatoria abierta a los lectores de la revista Geotecnia para que presenten artculos que permitaninaugurar una nueva seccin donde se haga prospectiva o se aborden casos inslitos en el ejerciciode la especialidad. Las propuestas pueden enviarse a [email protected].

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3Nm. 226 Diciembre 2012 - Febrero 2013

La cca alcm vcac

Gllerm Sprngall CramIngeniero civil con estudios de posgrado. Fue proesoren licenciatura y posgrado en la Facultad de Ingenierade la UNAM cerca de 16 aos. Conerencista nacional einternacional de temas relacionados con la geotecnia.En 1965 und la empresa Geotec, dedicada a la con-sultora y estudios geotcnicos. Es miembro activo delCICM, la SMIG, la ISSMGE y la ASCE. Presidi la SMMSen el periodo 1975-1976 y en 1997-2001 ue vicepresi-dente por Amrica del Norte de la ISSMGE.

COnvERsAnDO COn...

La motivacin principal para especializarme en geotec-

nia surgi cuando curs la carrera; no entend nadade la materia, entonces me dije: Esto es un reto; me

muestra que s quiero ser ingeniero y que todo ha de

hacerse como debe de ser, entonces tengo que cono-

cerla a ondo.

Daniel N. Moser (DNM): Hace cuntosaos se decidi a estudiar Ingeniera Civil?Guillermo Springall Cram (GSC):Hace 60 aos. Era una de las carreras que me

interesaban; por qu?, porque mi padre, miabuelo y mi bisabuelo fueron ingenieros. Desdepequeo acompaaba a mi abuelo en ocasionesa sus obras y eso me atrajo, aunque yo tenaotras inquietudes.

DNM: Cules eran?GSC: La fsica nuclear, la neurociruga.

DNM: Cules son las diferencias fundamen-tales entre las expectativas que se forj al co-mienzo de su carrera y la situacin en que hoy

se encuentra?GSC: Creo que la carrera de ingeniero civil lle-n esas expectativas. Despus surgieron otras,cuando decid seguir el camino de la ingenierageotcnica. As, las expectativas se ampliarony constituyeron un reto mayor, ya que la espe-cialidad, como sabemos, tiene que ver prcti-camente con todo tipo de obras y campos dela ingeniera, pero sobre todo ante un inmensoescenario caracterizado por una gran diversidad

de suelos y rocas, de variadas condiciones, sea

en cimentaciones o en estructuras hechas por elhombre. Indudablemente hay diferencias entrelas expectativas del comienzo y las actuales,que para tratar de reducirlas son necesarios elautoestudio y la actualizacin continua; sobretodo, han estado ocurriendo grandes cambiosen la ingeniera, tanto tcnicos como ticos.

DNM: En qu sentido?GSC: Hace unos 50 aos, por ejemplo, ustedvea policas en las pelculas, y un polica era unhombre respetable; por ah, de vez en cuando,tena un pequeo desliz tico, es verdad, pero

ahora esto ltimo se ha generalizado y ha afec-tado todas las reas.

Vindolo desde el punto de nuestra profesin,los primeros ingenieros que tuvimos en Mxico(en la primera mitad del siglo XX) eran ingenie-ros generales, con una gran dedicacin y amorpor su carrera; de tal modo que, con ejemplosy el apoyo de ingenieros que vinieron del ex-

El ingeniero Springall en el laboratorio de Geotec

con Montserrat Carriles y Csar Hernndez.

FOTO:GUILLERMOSPRINGALLCRAM

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tranjero, aprendieron a realizar una ingenieramexicana; la ingeniera de presas, por ejemplo,o la ingeniera de caminos, que se volvi abso-lutamente mexicana. Pienso que cada uno denosotros debe estar convencido para recuperarlas prcticas del inters comn, de la tica, de laentrega a la profesin.

Eso es algo por lo que yo siempre he pugna-do: los aspectos ticos, pero es un punto sobreel que a muchos no les gusta hablar; por qu?,bueno, usted sabe que hay razones de sobrapara ello; hay quienes se sienten mal por trataresos aspectos. Por eso he insistido en que esmuy importante incluir temas de tica profesio-nal y de ingeniera forense en la revista, de losfracasos, porque de ellos se aprende.

DNM: Ya me cont por qu estudi ingeniera.Cuntenos de su experiencia como estudiante,

en sus primeros aos, y si la puede compararcon la experiencia en el mbito acadmico dehoy. Cules son las diferencias que ms lesaltan a la vista?GSC: Tuve la suerte de vivir la transicin delPalacio de Minera a Ciudad Universitaria;estuve tres aos en el primero y dos en la l-tima. En esos cinco aos pude ver estudian-tes bien seleccionados pues, a pesar de quenosotros ingresamos en 1953, ramos ms de1,100 alumnos en las diversas ingenieras.Realmente haba todo tipo de personas; ha-ba estudiantes con posibilidades econmicas

y otros humildes, pero todos se conducancon base en principios ticos de personas bieneducadas; era gente que se esforzaba. Eso hacambiado muchsimo, y en ello ha influidotremendamente la educacin que reciben desdepequeos, eso es muy notable.

Nuestro pas ha crecido en forma desmedi-da. No lo digo despectivamente; eso implicaque el nivel educacional, que es fundamentalpara estudiar una carrera, se haya reducido engeneral, lo cual se observa no solamente en elestudiantado, sino en los profesores tambin.

Los profesores tienen una responsabilidadmuy grande en ese sentido, por lo cual de-ben desprenderse de esa idea egocentrista yenfocarse realmente en ensear la ingeniera.sta, como todos los dems campos del sa-ber, implica una cultura general de geografa,historia, matemticas, fsica, civismo y otrasreas conectadas con la profesin, etctera;pero los estudiantes llegan ltimamente muypobres en preparacin. Yo he tratado con in-

genieros, incluyendo a egresados del posgra-do, que no saben escribir, pero peor que sumala ortografa es su falta de enfoque y de re-exin. Eso demuestra que hay mucho que se

debe corregir desde los primeros niveles de laeducacin.

DNM: Volviendo a usted, en algn momentode la carrera decidi especializarse en temas degeotecnia y mecnica de suelos, eso tambintiene que ver con sus antepasados?GSC: No, porque mis antepasados eran in-genieros, digamos, generales. Fue algo ver-daderamente curioso. Al principio pensaba:Toda obra se hace sobre o dentro de la tierra,entonces la tierra es muy importante; despustuve la gran fortuna de tener a un gran profesorcomo Leonardo Zeevaert, una gran eminenciaque saba comunicar. Indudablemente era un

individuo capaz de transmitir conocimientosy de motivar a cualquiera. Para m, la motiva-cin principal para especializarme en geotec-nia surgi cuando curs la carrera; no entendnada de la materia, entonces me dije: Esto esun reto; me muestra que s quiero ser ingenieroy que todo ha de hacerse como debe de ser,entonces tengo que conocerla a fondo.

En ese tiempo ya haba salido el primer librode Terzaghi, el gran fundador de la mecni-ca de suelos. El libro se public en 1948, yen 1956 yo estaba estudiando la materia, enton-ces dije: Para entenderla mejor, voy a comprar

el libro de Terzaghi. Lo le y, la verdad, enten-d menos.

DNM: Cmo pas de no entender nada a serun especialista en mecnica de suelos?GSC: Bueno, en primer lugar debo decir quesigo sin comprender muchas cosas; en segundolugar, lo hice gracias a esa motivacin; mi miraestaba puesta. En 1956 iniciaba la Divisin dePosgrado, en la cual una de las disciplinas eraMecnica de Suelos. En 1958 ingresamos seisestudiantes, tres de los cuales eran auspiciados

por la Secretara de Comunicaciones (entreellos Alfonso Rico, distinguidsimo ingenieroy muy amigo mo). En ese ao, mi genera-cin de la Facultad de Ingeniera organiz unviaje de prcticas a Europa, pero yo tena laposibilidad de conseguir una beca de mil pe-sos para estudiar el posgrado e hice la luchapor conseguirla; fui aceptado siendo pasantetodava, porque no haba candidatos. As queme recib despus de estudiar la maestra;

COnvERsAnDO COn... La prctica proesional como vocacin

FOTO:HELIOS

Los primeros

ingenieros que

tuvimos en Mxico

(en la primera

mitad del siglo XX)eran ingenieros

generales, con una

gran dedicacin

y amor por

su carrera. Pienso

que cada uno

de nosotros debe

estar convencido

para recuperar las

prcticas del inters

comn, de la tica,

de la entrega

a la proesin.

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La prctica proesional como vocacin COnvERsAnDO COn...

termin todas mis materias, pero nunca megradu de maestra; por qu?, porque a mme interesaba trabajar.

DNM: Cul fue la primera o las primeras im-presiones que tuvo al pasar del mbito acadmi-co, aunque fuera de posgrado, al laboral? Qureexiones hizo de ello?

GSC: Termin las materias en 1958. En aqueltiempo, los estudios de maestra tenan unaduracin de un ao, sumamente intenso; dormacuatro horas diarias para dedicarme de tiempocompleto al estudio, y despus deba trabajar.Entonces formamos un equipo con cuatro com-paeros de la escuela que inicibamos nues-tros trabajos pero, a pesar de que yo ya habaestudiado mecnica de suelos, mis primerostres aos los dediqu al diseo estructural. Des-pus tuve la oportunidad de tener mi primer

trabajo. Recuerdo que fue en un campo de beis-bol, en Reynosa, Tamaulipas, al cual fui muyilusionado y con mucho inters. Estaba exca-vando cuando me di cuenta de que haba astillasde madera y algunos huesos; result que eraun panten. Mi primer diseo fue el de las gra-das para ese campo de beisbol.

DNM: Siempre trabaj en la iniciativa privada?GSC: Siempre, a excepcin de cuando ter-min los estudios y mi beca se prolong paratrabajar en el Instituto de Ingeniera por cercade dos aos, con el profesor Ral J. Marsal,

que es el nico apstol de la ingeniera que heconocido. nico y sobresaliente!, persona es-tricta, pero honesto y recto a carta cabal; con ls se trabajaba. l me meti al laboratorio a ha-cer pruebas, me deca: Usted tiene que apren-der a hacer pruebas. Entonces, se prolong ahmi beca para preparar un trabajo para el queel profesor Marsal me puso en contacto con elprofesor Enrique Tamez, y que presentamos enel Primer Congreso Panamericano de Mecnicade Suelos e Ingeniera de Cimentaciones; segualgn tiempo en el instituto y despus empec

a tener mis primeros trabajos en mecnica desuelos.Mi equipo gan todos los estudios del Progra-

ma Nacional Fronterizo: estudios para aduanasy dems edicaciones en Matamoros, Reynosa,

Piedras Negras, Nogales, Mexicali, Tijuana;era un panorama muy bueno para un princi-piante. Eso me cost el trabajo en el Institutode Ingeniera, porque el trabajo se lo ganamosa alguien del mismo instituto, quien lo primero

que me dijo fue: Usted no est hecho para lainvestigacin; usted est hecho para la prcticaprofesional; creo que tena razn. Se lo agra-dec mucho porque, a pesar de que ganaba muypoco, era un ingreso signicativo.

DNM: En el trabajo del instituto?GSC: En el instituto, s; pero en ese tiempotambin tuve la oportunidad de contar contres trabajos: el propio, de diseo estructural yel que empezaba de mecnica de suelos; eltrabajo que haca en el Instituto de Ingeniera,y otro en una empresa privada, al que EnriqueTamez me invit y con quien aprend mucho enaproximadamente un ao. Haga de cuenta quetuve ni ms ni menos que a un profesor particu-lar de mecnica de suelos.

DNM: Ah s entendi la mecnica de suelos?

GSC: Ah s entend bastantes aspectos de lamecnica de suelos aplicada, gracias a sus ense-anzas y calidad profesional y humana, a pesarde que le dije: Honestamente, profesor Tamez,yo quiero aprender y dedicarme a trabajar pormi cuenta. En n, en la vida todos tenemos un

ngel, que es una persona que nos cuida, apoyae impulsa en el desarrollo de nuestra carrera.Antes yo haba tenido otro ngel: el ingenieroJoaqun Aguerrebere Serrano, que en paz des-canse; una persona que puso toda su conanza

en m y en el equipo de ingenieros del que yoformaba parte, apoyndonos, orientndonos y

ensendonos conceptos de estructuras. Otraspersonas inuyeron indirectamente por sus va-lores ejemplares.

DNM: Y Tamez fue ese otro ngel importante?GSC: Tamez fue un gran ngel. Quiz no legust mucho que me separara de su empresa,pero tampoco perdi gran cosa, porque despustuvo muy buenos colaboradores. Ms tarde, en

FOTO:GUILLE

RMOSPRINGALLCRAM

Ante su coleccin de msica.

Los proesores

tienen una

responsabilidad

muy grande,

por lo cual deben

desprendersede esa idea

egocentrista

y enocarse

realmente

a ensear

la ingeniera.

sta, como

todos los dems

campos del saber,

implica una

cultura generalde geograa,

historia,

matemticas,

sica, civismo

y otras reas.

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la vida profesional fui adquiriendo ms traba-jos, algunos muy interesantes; muchos trabajosde cimentaciones, puentes, carreteras y autopis-

tas, como la de Ensenada-Tijuana, entre otros.

DNM: Juan Jacobo Schmitter me deca hace unrato que usted tena mucha experiencia y quepoda contarme cosas interesantes sobre esacarretera.GSC: La experiencia que tuve con mi com-paa fue de 34 aos, realmente nica por-que, generalmente, se realiza un estudio y ahtermina. En este caso no sucedi as, ya queCaminos y Puentes Federales (Capufe), orga-nismo encargado de autopistas, y la Secretarade Comunicaciones y Transportes (SCT) deci-

dieron continuar con la empresa que conoca lainstrumentacin, mediciones e interpretacindel comportamiento de las fallas.

Es un tramo de 10 kilmetros, escnico y en-tre ambas ciudades, ms cercano a Ensenada,de escarpados cantiles costeros. La autopistacruza fallas antiguas que se reactivaron por losmovimientos de tierra de la nueva obra. Si bienlos gelogos de la SCT advirtieron esa situa-cin y riesgo, se insisti en construirla porque,desde el punto de vista econmico, signicaba

un ingreso importante por el atractivo paisaje

escnico. A nales de la construccin empe-zaron los primeros deslizamientos; 11 en totalhasta 2002. stos se estabilizaron con factoresde seguridad muy pequeos (1.05, 1.1), apenassucientes para mantener la autopista transita-ble y utilizable, aunque con ciertas deforma-ciones, porque eliminarlos por completo (salvotres casos) era sumamente costoso, debido alas grandes masas en movimiento. En 2003 fuiinvitado a dar una conferencia en el Instituto

Mexicano del Transporte sobre estas fallas,como homenaje a Alfonso Rico, extraordinarioingeniero y gran amigo, con quien tengo unadeuda, que es la publicacin de algn trabajosobre ello. Tengo el material (porque di la con-ferencia), pero falta ordenarlo.

DNM: Cundo se relacion con la hoy So-ciedad Mexicana de Ingeniera Geotcnica(SMIG)?GSC: Mi primer contacto con la SMMS (hoySMIG) fue en 1969, a raz de la VII Conferen-cia Internacional de Mecnica de Suelos e In-geniera de Cimentaciones celebrada en Mxi-co. El presidente de la mesa directiva en queparticip como vocal fue el profesor Marsal.Fue un trabajo memorable, todos contribuye-ron activamente, hasta nuestras esposas, queatendieron a las damas acompaantes de los

congresistas. Despus de esta conferencia fueun honor tener como vecina en nuestro edicioa la SMMS cerca de 12 aos. As, desde 1969he estado ligado a la sociedad.

En el periodo 1975-1976 fui su presidente.Soy miembro honorario. Fui vicepresidente porAmrica del Norte en la Sociedad Internacionalde Mecnica de Suelos e Ingeniera Geotcnica(ISSMGE), empezando en 1997 en Hamburgoy terminando en 2001 en Estambul.

DNM: En trminos de desarrollo tcnico, dela evolucin en maquinaria e instrumentos, y

de conocimiento aplicado, cules han sidolos cambios ms notorios que usted podra hoysealar en la mecnica de suelos?GSC: Han ocurrido cambios notables en elmundo, no precisamente en principios bsicosde la mecnica de suelos, pero s en conoci-mientos aplicados. Los desarrollos ms nota-bles han sido en aportaciones tcnicas, como:instrumentacin y medicin de propiedades ycomportamiento directamente in situ; instru-mentacin de pruebas de laboratorio; equiposy materiales de construccin que permiten

afrontar retos cada vez mayores; programas decomputacin como herramientas auxiliaresde clculo, entre otras. Sin embargo, estosavances no son una panacea en cuanto a que,si bien facilitan una amplia gama de ayudasy soluciones, las decisiones siempre sern de-pendientes de las aptitudes (conocimientos,experiencia, criterio), las actitudes ticas y laprofesionalidad del ingeniero. Ao con aose produce mundialmente un sinnmero de

Nuestro pas sigue

en gran medida

dependiendo dela globalizacin

de la inormacin,

por lo que se

requieren esuerzos

verdaderos y tena-

ces para desarrollar

una buena

educacin en

las escuelas

de ingeniera,

investigacinde punta y aplica-

ciones apropiadas,

para lograr nuestro

propio carcter

en geotecnia.

FOTO:GUILLERMOSPRINGALLCRAM

Con Mbel Garca, Jaime Martnez y Alejandro Herrera.

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publicaciones que, en parte, promueven la es-pecialidad. Nuestro pas sigue en gran medidadependiendo de esta globalizacin, por lo quese requieren esfuerzos verdaderos y tenacespara desarrollar una buena educacin en lasescuelas de ingeniera, investigacin de puntay aplicaciones apropiadas, para lograr nuestro

propio carcter en geotecnia, como campo b-sico que es de la ingeniera.

DNM: En algn momento de su carrera se hadedicado a la actividad acadmica, aunque seaparcialmente?GSC: S, impart clases de licenciatura comopor cinco aos, a partir de 1968, en la Facul-tad de Ingeniera de la UNAM. Me toc eseao el gran movimiento estudiantil; a pesar deello, recuerdo que ese fue uno de los mejoresgrupos de estudiantes que he tenido, muy mo-

tivados quiz por la situacin. Despus dej dedar clases por cierto periodo, hasta que volv ahacerlo en la Divisin de Posgrado la asignatu-ra de Mecnica de Suelos Aplicada, por cercade 11 aos.

DNM: Quisiera plantear, ingeniero, algunacuestin que no le haya preguntado y que legustara quedara en la entrevista?GSC: Pues hay muchos asuntos, pero de mo-mento me vienen algunos a la mente, como lasatisfaccin de colaborar con la SMMS (SMIG);asimismo, con la UNAM, y el saber de mis ex

alumnos y otros ingenieros que se han desa-rrollado con destacada profesionalidad. Mesatisface enormemente mi gente de la compaa,entre los cuales hay elementos extraordinarios,todos trabajadores, todos ticos, todos especia-lizados y todos de planta, para ofrecer un ser-vicio de ingeniera geotcnica especializado decampo, laboratorio, anlisis, etc. Guardo muybuenos recuerdos de compaerismo en los di-versos lugares en los que he estado y personascon quienes he tratado. Todo esto es un impulsomotivador para seguir adelante. En lo personal,

despus de la familia, parte de los ratos de ocioacostumbro dedicarlos a mi acin por la m-sica clsica, tanto a mi coleccin como asistir aconciertos, en particular de la OFUNAM y de laSinfnica de Minera

Mi primer

contacto con la

SMMS (hoy SMIG)

ue en 1969,

a raz de la

VII ConerenciaInternacional

de Mecnica de

Suelos e Ingeniera

de Cimentaciones

celebrada en

Mxico. El presi-

dente de la mesa

directiva en que

particip como vo-

cal ue el proesor

Marsal. As, desde1969 he estado li-

gado a la sociedad.

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sEMBLAnZA

Jrge E. Castlla CamachIngeniero civil con maestra en Mecnica de Suelos y especializacin enMecnica de Rocas. Durante 30 aos trabaj en la Comisin Federal deElectricidad ocupando diversos cargos. Ha sido asesor y consultor en aspec-tos de geotecnia para numerosas compaas. Actualmente es proesor dePresas de Tierra y Enrocamiento en el Posgrado del Departamento de Geotec-nia de la Facultad de Ingeniera de la UNAM.

J Maa AlAam: acadmc,

vad cl

Su preparacin matemtica, la proundidad de sus anlisis y su rigor metodolgico permitie-ron al ingeniero Alberro participar en proyectos de dierente ndole, como ue el estudio del

comportamiento de las presas de materiales graduados, campo en el que gener un acervo

de conocimientos que constituyen una importante contribucin de Mxico al diseo de es-

tructuras de este tipo en todo el mundo.

E l 8 de diciembre de 1935 nacien San Sebastin, regin vascade Espaa, Jess Mara AlberroAramburu. Al ao siguiente, la guerra

civil oblig a su familia a emigrar aFrancia, siendo la ciudad de Pars ellugar donde creci y se desarroll.All curs sus estudios primarios ysecundarios; asisti al liceo Louis LeGrand donde adquiri una fuerte baseen las ciencias bsicas, especialmen-te en matemticas. Posteriormente,en la cole Nationale des Pontes etChausses obtuvo el grado de licen-ciado en Ingeniera Civil, en el aode 1959.

Segn sus propios comentarios,durante sus estudios supo sobre losproblemas de mecnica de suelos enla Ciudad de Mxico, y de las ca-pacidades mostradas en el mbitointernacional de algunos profesiona-les mexicanos en ese campo, como Nabor Carrillo y RalJ. Marsal, aspectos que lo motivaron a realizar un viaje alpas, aprovechando la estancia en l de su hermano mayor.As, al graduarse realiz el viaje durante el cual su herma-

no lo puso en contacto con ingenierosamigos suyos y donde conoci, ade-ms de las condiciones del subsuelode la ciudad, el recin creado Insti-

tuto de Ingeniera de la UNAM; fueall donde tuvo contacto con MarsalCrdoba, quien lo invit a quedarse enMxico para laborar en el instituto.

Aceptando la invitacin, Alberro,adems de colaborar en proyectos deinvestigacin bajo la direccin de RalJ. Marsal, inici sus estudios de maes-tra en la entonces Divisin de Estudiosde Posgrado de la Facultad de Ingenie-ra (DEPFI), donde entabl una colabo-racin y amistad profunda con Daniel

Resndiz, de quien era compaero, tan-to en el aspecto acadmico como en elde la investigacin. Se estableci unacooperacin entre ellos que perdura-ra por un largo plazo, fortalecindo-se con la profunda y crtica discusin

de temas de inters para ambos. Al tiempo que Alberro rea-lizaba sus estudios de doctorado en mecnica de suelos y ac-tuaba como investigador en el Instituto de Ingeniera, fungicomo secretario acadmico de ste hasta nes de 1962.

Oriundo de la regin vasca de Espaa,

Jess Mara Alberro Aramburu desarroll

su carrera como ingeniero en Mxico.

FOTOG

RAFASDELAUTOR

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Jess Mara Alberro Aramburu: acadmico, investigador y consultor sEMBLAnZA

Al trmino de sus cursos de doctorado, en 1963, Alberroregres a Francia, donde realiz una serie de estancias enlaboratorios de investigacin como el de mecnica de sli-dos, en la Escuela Politcnica de Pars, y en el de mecnicade la Universidad Cientca y Mdica de Grenoble; estuvo

tambin en el servicio de geotecnia de Electricit de France

y en la Sociedad de Investigaciones Geofsicas de Pars.Puede decirse que sta fue la etapa formativa de la vidaacadmica de Alberro, al menos en su parte principal, puesnunca puso lmites a su inquietud de adquirir conocimien-tos durante su activa y productiva vida como acadmico,investigador y consultor, funciones que desarroll siemprealternadamente.

En 1965, Jess Alberro regres a Mxico con la inten-cin de establecerse y permanecer en el pas, para suertenuestra. Su ingreso tuvo que llevarse a cabo por medio deuna visa de inmigrante, para lo cual una empresa privadalo contrat como especialista en inyeccin de aluviones einyecciones qumicas en materiales granulares relacionadoscon el estudio el subsuelo; en el contrato se le jaba la

obligacin de instruir en su especialidad a tres mexicanos,por lo menos.1

Cumpli su compromiso con creces, para fortuna nues-tra, pues fuimos muchos los que nos formamos con susenseanzas y su gua, al tratarlo como profesor, asesor oconsultor, o simplemente al acercarnos a l para solicitar suopinin y su consejo sobre algn tema en el que tenamosdudas. Siempre estuvo dispuesto al dilogo constructivo,con sencillez, profundidad y rmeza, transmitiendo sus

puntos de vista si el tema era de su dominio, o estudindoloseriamente para entenderlo, sintetizarlo, analizarlo y trans-mitir su opinin posteriormente, con seguridad, amplitud,de manera prctica, completa y til.

Su fuerte preparacin matemtica, la profundidad de susanlisis, su rigor metodolgico recto y bien planeado, supasin por entender, aprender y desarrollar el conocimiento,y su alta capacidad de observacin le permitieron participarexitosamente en proyectos de diferente ndole, como en elestudio e investigacin del comportamiento de las presas demateriales graduados, campo en el que, a partir del anlisisde registros e interpretacin de mediciones, gener un acer-

vo de conocimientos que constituyen una porcin impor-tante de las contribuciones de Mxico al diseo racional deestructuras de este tipo en todo el mundo.

De izquierda a derecha: Erast Gaziev, Joaquim Seram Laginha,

Salvador Aguirre Tello, Eugenio Laris Alans y Jess Alberro

Aramburu, en la presa Francisco Zarco, Las Trtolas, Durango,

1967.

De izquierda a derecha: Jorge E. Castilla Camacho, Jess Albe-rro Aramburu, Ral Cullar Borja y Erast Gaziev, en la central

hidroelctrica de Patla, Puebla, 1998.

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Particip tambin arduamente y conaportaciones importantes en el campo delas excavaciones y tneles en suelos blan-dos; contribuy al estudio de los efectosdel bombeo de agua en suelos compre-sibles; estudi la estabilidad de exca-vaciones al aire o subterrneas en roca,el ujo de agua en suelos y en macizos

rocosos; adems de muchos otros te-mas importantes para la ingeniera ci-vil, particularmente la geotcnica.

Su inters por transmitir el conoci-miento lo llev, prcticamente desde su llegada a Mxico,a impartir clases en la Divisin Profesional de la Facultadde Ingeniera a nivel licenciatura, entre 1962 y 1985, ascomo la materia de Mecnica de Rocas (la cual l instituyoen la DEPFI), en 1967; Mecnica del Medio Continuo,Presas de Tierra y Enrocamiento, Seminario de Investi-gacin y Teora del Medio Continuo, desde 1973 al 2005.

Adems, imparti numerosos cursos en la Divisin deEducacin Continua de la Facultad de Ingeniera de laUNAM, en el Colegio de Ingenieros Civiles de Mxico(CICM), el Instituto Mexicano del Transporte y en otrasinstituciones acadmicas o de investigacin, dirigiendo26 trabajos de tesis de sus alumnos de licenciatura, maestray doctorado.

El reconocimiento de su capacidad para identicar la

parte esencial de los problemas, la denicin de planes

y la eleccin de la metodologa para resolverlos le valieronla invitacin a dirigir o participar en varios grupos de traba-jo u organizaciones de la Divisin de Estudios de Posgradodel Instituto de Ingeniera, y de la Divisin de Ingeniera

Civil de la Facultad de Ingeniera.Cabe mencionar su participacin en diversos comits o

comisiones de trabajo tcnico, en los que colabor ofre-ciendo aportaciones valiosas, con entusiasmo, dedicaciny eciencia, como en el Comit de Riesgos Geolgicos del

Centro Nacional de Prevencin de Desastres (Cenapred),en la Comisin Dictaminadora del rea de Ciencias Fsi-co-Matemticas del Sistema Nacional de Investigadores(SNI), en el Comit Consultivo para la Construccin delConsejo Nacional de Ciencia y Tecnologa (Conacyt) y ensu Comisin de Ciencias Aplicadas; as como en el ComitDictaminador de Proyectos de Investigacin del Instituto

Mexicano del Petrleo (IMP), en el Subcomit del Regla-mento de Construccin del gobierno del Distrito Federal,y en el Comit Cientco Asesor del Sistema Nacional de

Proteccin Civil (Sinaproc) sobre fenmenos perturbadoresde origen geolgico.

Su seriedad y dedicacin a los asuntos en los que se veainvolucrado motivaron que fuera invitado a participar comorbitro en varias comisiones, cuya funcin era evaluar los re-sultados de trabajos e investigaciones con el propsito de ca-licar logros, como fueron: la comisin dictaminadora para

el premio Weizmann, la comisinpara los premios de la AcademiaMexicana de Ingeniera, la comisinpara los premios Weizmann-Khan, lacomisin para el premio UNAM delConsejo Tcnico de la InvestigacinCientca, la comisin revisora del

rea de Ingeniera del SNI. De igualmanera, colabor como rbitro de larevista de la Facultad de Ingeniera,UNAM,Ingeniera, Investigacin yTecnologa.

Su participacin en 53 congresos o simposios, naciona-les o internacionales, como conferencista o panelista, y lapublicacin de 220 libros y artculos tcnicos de difusininternacional fueron el resultado de su asiduo trabajo, loque le vali adems, como reconocimientos, ser miembrode la Academia Mexicana de Ciencias (1975); obtener elpremio Javier Barros Sierra del CICM, compartido con los

autores del libro Presas de tierra y enrocamiento (1978);ser investigador nacional del SNI (1984) y acadmico denmero de la Academia Mexicana de Ingeniera (1986);obtener los premios nacionales de investigacin del CICM(1988) y de la UNAM (1990); ser miembro honorario de laSociedad Mexicana de Mecnica de Suelos (SMMS, 1994);investigador nacional emrito del SNI (1996), y ganador delpremio Jos A. Cuevas de la SMMS (2006).

El ingeniero Jess Mara Alberro Aramburu falleci el 20

de septiembre del 2008; la comunidad geotcnica nacional einternacional sufri entonces una gran prdida, pero l esta-r presente entre nosotros mediante su legado y su ejemplo,junto con el agradecimiento hacia l y el buen recuerdo queconservamos sus alumnos

Nota

Visa de inmigrante otorgada por la Secretara de Relaciones Exterio-1.res el 6 de diciembre de 1965.

sEMBLAnZA Jess Mara Alberro Aramburu: acadmico, investigador y consultor

Jess Mara Alberro particip

en numerosos congresos o

simposios, nacionales o inter-

nacionales.

Sus capacidades le valieron

al ingeniero Alberro dirigir o

participar en diversos grupos

de trabajo.

Jess Alberro regres a Mxico en 1965 con

la intencin de establecerse.

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LA GEOTECnIA En LA HIsTORIA

La Cdad d Mxc d

Thmas E. Stmsn

El ingeniero mexicano Jos A. Cuevas cons-

truye rascacielos que fotan. Al haber odo

de su revolucionario mtodo para dominar la

naturaleza en una ciudad cuya supercie se

hunde, nuestro redactor T. E. Stimson le hizo

una visita para escribir este artculo.

E n la Ciudad de Mxico, no es nada raro que dossemanas despus de terminar una excavacin de12 metros para los cimientos de un edicio, el contra-tista se encuentre con que la excavacin mide slo 10 metrosde profundidad. Al aligerar el peso del suelo, extrayendo latierra del mismo, el fondo del agujero tiende a elevarse.

Un ingeniero que haya terminado de construir un edi-ficio de 10 pisos, puede encontrarse pocos aos mstarde con que el mismo se ha hundido a una profundidad de

60 centmetros o ms, e inclinado, a la vez, hacia un lado.Asimismo, las paredes de los edicios adyacentes se habrn

rajado marcadamente a causa del hundimiento de su pesadovecino.

El Palacio de Bellas Artes, de fama mundial, se ha hun-dido unos 4 metros desde que se termin su construccinsobre una plancha de concreto, a comienzos del siglo actual.La antigua iglesia de Loreto muestra un desvo total de lavertical de casi un metro. Algunas de las viejas estructuras,que ocupan media manzana o ms, presentan perspectivasonduladas debido a la falta de uniformidad en su asenta-miento. Inclusive los huspedes de uno de los nuevos hote-

les de la moderna metrpoli se ven obligados a subir cuestaarriba para llegar por un corredor hasta sus habitaciones.Estas extraas situaciones se deben al hecho de que

Mxico ota virtualmente sobre la supercie de un lago

subterrneo semiuido. La gran ciudad se levanta sobre

una delgada capa de tierra, debajo de la cual hay cientos demetros de una singular materia de tipo coloidal compuestade agua y ceniza volcnica, conocida como jaboncillo de-bido a sus caractersticas fsicas parecidas al jabn. A ciertasprofundidades, el jaboncillo consiste de 93 por ciento de

agua y 7 por ciento de ceniza volcnica; formando la cenizauna estructura esponjosa que contiene al agua. A diferentesniveles subterrneos y separando el jaboncillo en capas, hayunos 20 diferentes mantos de arcilla, arena o grava, todossaturados con agua. A pesar de que estos mantos o capasson de mayor solidez que el jaboncillo, resultan demasiado

delgados. Cualquier estructura pesada, levantada sobre lasupercie de este material, tender a hundirse. Los hbilesindios aztecas soportaban sus edicios de piedra sobre esta-cas de madera que introducan en la tierra, y los espaolesadoptaron la misma prctica despus de su conquista de lacapital azteca. Mediante la introduccin de gruesos pilotesde madera en la tierra, fueron capaces de erigir estructurasbastante seguras de tres o cuatro pisos de alto.

La construccin de edicios de mayor altura era totalmen-te impracticable hasta que los ingenieros descubrieron quepodan ser anclados en bancos de arena o de arcilla relati-vamente rmes, situados a 30 o 45 metros bajo la supercie.

Para esto, se introducen pilotes de madera, uno encima delotro, hasta encontrar un estrato subterrneo rme. Edicios

de 10 o 15 pisos se sustentan sobre grupos de estos pilotes.En algunos casos, se ha tenido que instalar gigantescos ga-tos en los stanos para mantener el edicio a plomo.

La vieja Iglesia de Loreto se ha inclinado casi un metro a causa

de la alta de uniormidad en su asentamiento.

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Las construcciones ms recientes se estn realizando, sinembargo, de acuerdo con un nuevo principio que eliminatodas las dicultades del pasado. Su diseo especial permite

que el edicio ote sobre la tierra, como una nave sobre el

mar, pues su peso es exactamente igual al material excava-do del subsuelo. Como no es ms pesado que la tierra quereemplaza, no altera la posicin vertical de las edicaciones

adyacentes.Esta nueva idea fue originada por el Ing. Jos A. Cuevas,

prestigiado ingeniero civil, quien la aplic por primera vez ala construccin del Edicio de la Lotera Nacional, reciente-mente erigido en la Ciudad de Mxico.

Durante la ltima dcada, el Ing. Cuevas ha desarrolladouna variedad de nuevos principios sobre cimentaciones ba-sados en su observacin de las singulares condiciones queprevalecen en el Valle de Mxico. Estos principios son acep-tados ahora universalmente y han tenido marcada inuencia

en el diseo de estructuras pesadas construidas sobre lasupercie de tierras pantanosas o inestables en varias partes

del mundo.Una de las innovaciones introducidas por el Ing. Cuevasal construir el edicio de la Lotera Nacional consisti en

instalar 3 enormes tanques de agua para lastre debajo del s-tano, a n de que el edicio pueda ser devuelto a la posicin

vertical en caso que se incline.El resultado de ello es que el rascacielos no solamente

ota, sino que puede maniobrarse tambin. Antes de que

fuera instalado el ascensor del edicio, el Ing. Cuevas colg

una plomada dentro del pozo vaco del ascensor, hasta queaqulla se encontraba casi al ras del piso de la planta baja.Luego, puso en marcha la bomba para llenar de agua el tan-que de lastre situado en el ala norte del edicio. A la maana

siguiente, la plomada indic que el edicio se encontraba

unos 15 centmetros fuera de la vertical, inclinado hacia elNorte. Ese mismo da invirti el ujo del agua, vaciando

el tanque norte y llenando el tanque del ala sur. Al otro da,la plomada indic que el edicio se haba apartado de la

lnea vertical y que se haba inclinado 15 centmetros haciael Sur.

Con vaciar los tanques, el Ing. Cuevas ha podi-do alzar el edificio a una altura de aproximadamente13 milmetros sobre su nivel normal en 24 horas; asimismo,llenando los tanques de agua, ha sido capaz de hundir eledicio a una profundidad de 19 milmetros en un par de

das. Los conductos de gas, agua y drenaje, claro est, sonexibles.

Este ao el Ing. Manuel Arizmendi, ingeniero en jefe deledicio, construir un dispositivo nivelador automtico que

mantendr la nueva estructura a plomo permanentemente,sin que sea necesario realizar inspecciones peridicas. Este

dispositivo consiste de una plomada elctrica que se moverhacia uno de tres contactos colocados en crculo en caso deque el edicio se incline. Cuando la plomada toque uno

de los contactos, se completar un circuito elctrico quepondr en funcionamiento a bombas que forzarn nueva-mente el edicio a la posicin vertical. Cuando el edicio se

encuentre otra vez a plomo, la plomada romper el contactoy las bombas se detendrn.

De acuerdo con el proyecto original, el Edicio de la

Lotera Nacional tiene un peso total de 16,500 toneladasmtricas, ms 1,500 toneladas de lastre temporario, igualal peso de las adiciones que se piensa construir en el futuro

LA GEOTECnIA En LA HIsTORIA La Ciudad de Mxico se hunde

El diagrama muestra el sistema de tubos telescpicos colocadospor un ingeniero dentro de un pozo para determinar el ndice de

asentamiento del suelo. Los extremos superiores de todos los tu-

bos estaban al mismo nivel al comienzo del estudio, pero el tubo

exterior se hundi por debajo del nivel de los dos interiores. El

asentamiento se produce a un ritmo de 20 a 30 cm por ao.

X A B Y

Diagramas que muestran los problemas

que conronta el ingeniero mexicano.

Arriba: la tierra bajo edicios largos se

hunde ms en el centro a causa del peso

en el rea entre X e Y.

Si se quita la seccin central del edi-

cio (A-B), los dos extremos deben ser

sostenidos para evitar su desplome. Sin

embargo, el hundimiento contina a

causa de su gran peso.

Si se quita una seccin ms ancha (X-Y),

la tierra se alzar entre los dos extremos

y cada uno de stos recobrar su posi-

cin vertical a causa de la elasticidad del

subsuelo.

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declara Cuevas. De esta manera, el desplazamiento to-tal del edicio asciende a 18,000 toneladas mtricas. Una

cantidad igual de material fue excavada para acomodarsu casco, el cual penetra unos 12 metrosbajo la supercie de la tierra.

En realidad, el edicio se encuentra

soportado por dos cascos separados, unodebajo de la parte principal del edicio y

el otro debajo del escenario del antea-tro. Las partes superiores de los cascosse encuentran conectados por puentesque forman parte de la estructura delmoderno edicio.

Debido a que las autoridades se mos-traron algo incrdulas con respecto a suatrevido plan para la construccin de unedicio otante, el Ing. Cuevas se vio

obligado a modicar la construccin del

primer casco y, despus de haber con-

vencido a los escpticos, dio comienzoa la construccin del segundo casco deacuerdo con sus planes originales.

Se excav la fosa para el primer cas-co y se col el concreto para su piso,

paredes e inter-estructura rgida. Luego, se carg el cascocon bloques de concreto, para servir de lastre, hasta igualarel peso del edicio que se haba de levantar. Las medidas

que se tomaron a intervalos diversosdemostraron que el casco otaba en rea-lidad, es decir no se hunda bajo el granpeso de su lastre. Cuando el edicio se

encontraba en construccin, el lastre fuereducido da por da a n de compensar

el peso creciente de la estructura.Cuando el primer stano en forma

de casco demostr el gran valor de suidea bsica, el Ing. Cuevas construyel casco acompaante de acuerdo consus deseos. Lo construy y hundi talcomo se coloca y hunde el cajn de unaatagua. Una seccin completa del cas-co circular, de unos 2 metros de alto y20 metros de dimetro, se construy de

concreto armado sobre el suelo, al mis-mo tiempo que 2 metros de tierra fueronexcavados por debajo de ella. Durante lanoche, la seccin circular se hundi en latierra. Al da siguiente, se construy otra

La Ciudad de Mxico se hunde LA GEOTECnIA En LA HIsTORIA

Los reuerzos temporales en las ven-

tanas evitan la ruina total de este edi-cio. Sus paredes se rajaron debido al

hundimiento de la tierra causado por

otro edicio mayor construido al lado.

Esto ocurre muy recuentemente.

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seccin de 2 metros de altura y se excav una cantidad igualde tierra debajo de ella. La labor procedi da tras da hastaque el casco fue completado, a excepcin de un piso de con-creto a prueba de agua que se agreg despus al fondo delcasco. Simultneamente, la inter-estructura fue cargada delastre con un peso igual al de la tierra excavada. Este lastre,a la vez, se fue quitando a medida que progresaba la cons-truccin del edicio.

El mtodo utilizado para construir el primer casco de ci-mentacin indica el Ing. Cuevas permite un desequilibriotemporal en la tierra. El mtodo de cajn de atagua es mssatisfactorio debido a que la posicin vertical de las estruc-turas adyacentes no sufre alteracin y la tierra permanecerme y en equilibrio.

En teora, el Edicio de la Lotera Nacional permanecer

siempre en posicin vertical, pero en realidad, existe la posi-bilidad de que se incline si se construye cerca de l un edi-cio grande con cimentacin de pilotes.

A n de corregir tal inclinacin, en

el caso de que ocurriere, el Ing. Cuevasha construido debajo del escenario delanfiteatro en un tanque de agua paralastre, con una capacidad de 1,200 me-tros cbicos. Otro tanque de 4,800 metroscbicos ha sido colocado debajo de cada

una de las dos alas del edicio. Tambinse ha dejado espacio para la construc-cin de un cuarto tanque, directamentedebajo de la entrada principal, bajo latorre. Adems del lastre de agua, dentrode los cascos se ha clocado un lastre deladrillos de concreto, el cual se quitarcuando se hagan adiciones al edicio.

Una de las primeras cosas que descu-bri el Ing. Cuevas cuando comenz sus

experimentos sobre el sub-suelo de la Ciudad de Mxico, esque la ciudad entera, incluyendo los espacios desocupados,como parques y plazas, se est hundiendo paulatinamente.Con la ayuda de mojoneras en montaas cercanas, ha podi-do comprobar que la ciudad ha perdido en algunos lugareshasta 4 metros de altitud durante los ltimos 70 aos. Luego,por medio de un ingenioso sistema de marcas subterrneas,descubri que el ritmo del hundimiento se ha acelerado yque, en el presente, algunas partes del valle se estn hun-diendo a razn de 30 centmetros por ao.

Hace algunos aos, cuando la Repblica erigi su impo-nente Columna de la Independencia en el Paseo de la Refor-ma de la ciudad capital, se introdujeron pilotes de madera en

la tierra para formar los cimientos de la estructura. Por unacoincidencia, los pilotes se introdujeron en un punto dondela capa de jaboncillo es de poca profundidad, y descansansobre el fondo de roca slida. Como resultado de ello, el

monumento ha permanecido jo, mientras

que la ciudad se ha hundido a su alrededor.La base del monumento, construida origi-nalmente al nivel de la calle, se encuentraahora a unos 60 centmetros sobre el pavi-mento.

Lo que sucede, aparentemente, es quela Ciudad de Mxico est bebindose sus

propios cimientos. La poblacin de lamoderna metrpoli ha estado creciendocon tal rapidez que hoy cuenta con ms de2.5 millones de almas. Habiendo mayornecesidad de agua que la suministrada porel sistema urbano, numerosas entidadesindustriales y gubernamentales han perfo-rado pozos hasta las capas artesianas quese extienden a profundidades de varioscientos de metros. Hoy estas capas todava

LA GEOTECnIA En LA HIsTORIA La Ciudad de Mxico se hunde

A

B C

Un sistema elctrico mantiene a plomo el edicio de la Lotera Nacional.

A, B y C son alambres del circuitoelctrico que impulsa las bombas

Una placa conductora, suspendidaen un alambre metlico exiblede 1.80 m, hace el contacto y poneen marcha a las bombas si el edifciose inclina. El mecanismo detieneautomticamente las bombas cuando eledifcio vuelve a la posicin vertical.

El notable ingeniero Jos A. Cuevas

posa con su maqueta del edicio de

la Lotera Nacional.

Espacios pequeos

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suministran agua artesiana en algunospuntos, pero en una cantidad disminuida.El agua debe ser bombeada a la tierra entodas partes. Mientras tanto, el agua sesepara lentamente de la ceniza volcnicaque forma el jaboncillo, para compensarel lquido extrado de las capas de grava.

Desprovisto de su agua, el jaboncillo secontrae y da origen, por tanto, al hundi-miento general del suelo.

En 1936, el Ing. Cuevas seal que,de continuarse el bombeo de agua sub-terrnea, exista la posibilidad de que laciudad se hundiese nalmente a un nivel

que no permitira el funcionamiento delsistema de drenaje de la ciudad. Dos aosdespus, predijo que algunas de las alcan-tarillas dejaran de funcionar eficiente-mente dentro de 10 u 11 aos. Ese mismo

ao, para consternacin de las autoridades sanitarias, sus va-ticinios se cumplieron durante los perodos de inundacin.La conformacin del subsuelo de la gran ciudad presen-

ta problemas de grave urgencia y, a no ser que se tomenmedidas drsticas para solucionarlos, una de las ciudades

ms bellas y extensas del universo seencuentra condenada a la extincin. Yase ha hecho evidente el hecho de quees preciso construir nuevos drenajes,con pendientes ms pronunciadas, sila ciudad ha de continuar su existen-cia. Finalmente, a no ser que se traiga

agua de las montaas y que se cierrenpermanentemente todos y cada uno delos pozos en la regin, la imponenteCiudad de los Palacios, orgullo de lasAmricas, habr de convertirse un daen la Ciudad Desaparecida de Mxico.Sin embargo, mediante un programapreventivo bien planeado, el suelo debi-litado del Valle de Mxico puede seguirsirviendo de cimiento para la existenciade una de las ciudades ms bellas e im-portantes del Universo

Bajo del stano estn las bombas y

motores pequeos empleados para

llenar o vaciar los tanques de lastre.

El artculo original fue publicado en el nmero 1, volumen 6, de larevista Mecnica Popular, en enero de 1950. Las imgenes aquincluidas son una seleccin extrada de dicho documento.

La Ciudad de Mxico se hunde LA GEOTECnIA En LA HIsTORIA

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Tneles en roca

En las ltimas dcadas, gracias a los grandes avancestecnolgicos en todas las reas de la ingeniera detneles, esta disciplina se ha convertido en una autn-

tica industria, dotada de diversos medios que permiten librarde manera eciente, segura y econmica los obstculos y

dicultades que impone la naturaleza, haciendo cada vez

ms atractiva la opcin subterrnea y desplazando los anti-guos tabes y temores. Estamos pues ante una nueva era dela conquista del subterrneo, no slo en el mundo, sino queahora, afortunadamente, nos ha alcanzado en Mxico.

DefiniCiones

Durante la construccin de un tnel, el terreno en el entornode la excavacin requiere ser estable (o alcanzar su esta-bilidad en un tiempo razonable), es decir, requiere que noocurran ni desplazamientos ni deformaciones mayores; niroturas, fracturas, cados o dems manifestaciones que indi-quen inseguridad y que generen riesgos, los que, en ltimainstancia, conducen a la inoperabilidad de la excavacin yal incumplimiento de los nes para los que fue concebida.

En ingeniera de tneles, soportar signica: recibir, car-gar, entibar, apuntalar, ademar, etc., el terreno, roca o sueloque circunda una excavacin subterrnea. Por su parte, sos-tener (se) signica: no colapsarse, no caer, permanecer en

su sitio; en referencia tambin a la roca o suelo que circundauna excavacin subterrnea.Estable se aplica al terreno quecircunda la excavacin cuando ste ya no se deforma ni seagrieta ni mucho menos se colapsa, o cuando sus velocida-des de deformacin son despreciables. Estabilizar es pro-piciar que se establezca el equilibrio, usualmente medianteacciones de consolidacin.

Al terreno lo soportamos, en estricto rigor, slo cuandointroducimos elementos estructurales (soportes) que reci-ben y transmiten fuerzas de compresin (normalmente) de

un lado a otro de la excavacin, es decir cuando lo apun-talamos, lo ademamos, lo entibamos, lo arriostramos o lotroquelamos, para evitar que la excavacin se cierre, o pararetener bloques potencialmente inestables, o para contenerzonas de terreno aojado.

Aparte de soportrsele cuando as se requiere, al terrenoque circunda una excavacin subterrnea se le puede estabi-lizar o reforzar para evitar deformaciones, desprendimientoso cados. Estabilizarlo signica proveerlo de medios que

propicien y favorezcan su equilibrio al inducirle modica-

ciones favorables a su solidez; reforzarlo signica agregarleelementos para que el terreno desarrolle por s solo mayorcapacidad para resistir las fuerzas que en l actuarn y quetendern a deformarlo.

Estabilizar y reforzar son acciones diferentes slo que conefectos parecidos, los que frecuentemente se traslapan y lle-gan a confundirse. Cuando estabilizamos una excavacin (omejor dicho al medio que la circunda) actuamos por mediosarticiales (inyectado, preesfuerzo, drenaje, congelamiento,

concreto lanzado, etc.) que de alguna forma modican tanto

Js Francsc Sre FnDirector de proyectos en Consultec Ingenieros Asociados, S.C., y directorejecutivo en el XIV Consejo de Directores de la AMITOS.

Estabilizar y reorzar son acciones dierentes con eectos parecidos. Cuando estabilizamos

una excavacin actuamos por medios articiales que de alguna orma modican tanto las

propiedades como el estado de esuerzos del terreno. Cuando reorzamos la excavacin,

slo agregamos al terreno los elementos resistentes que no modican sus propiedades ni su

estado de esuerzos.

TEMA DE PORTADA ARTCULO TCNICO Tneles en roca

Tubo para inyeccinde mortero 3/4

Varilla corrugada 1

Barrenode 3

Tubo de salidade aire 1/4

Placa de retnde 8 8 1/2

Tuerca

Figura 1. Esquema de anclaje pasivo.

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las propiedades como el estado de esfuerzos del terreno; es

decir, disminuyen su deformabilidad, aumentan su cohesiny su ngulo de friccin, modican favorablemente el campo

de esfuerzos y favorecen el contacto entre fracturas y juntasexistentes; mientras que cuando reforzamos la excavacin,slo agregamos al terreno los elementos resistentes, nor-malmente: barras de acero de refuerzo adheridas (anclas),concreto lanzado, segmentos de marcos, anclas de sujecinde grandes bloques y otros elementos que no modican las

propiedades ni el estado de esfuerzos del terreno, y que sola-mente actan cuando el terreno que circunda la excavacintiende a deformarse o cuando los grandes bloques o masasde terreno aojadas tienden a separarse y a caer.

CLAsifiCACiones De Los sisteMAs De soporteAun cuando no hay criterios unicados respecto a la clasi-cacin de los sistemas de soporte, algunos autores como

Brady y Brown (2004) distinguen entre soporte activo(aqul instalado en el interior de la masa de roca), y soportepasivo (el soporte externo que es colocado en el permetrode la excavacin). Esta clasicacin no distingue entre es-tabilizacin y reforzamiento y considera de carcter pasivoal soporte estructural, lo cual no deja de ser correcto en lamayora de casos.

Otros autores, como Indraratna y Kaiser (1987), consi-deran soporte activo a aquel que puede sustituirse por

fuerzas externas a la masa de roca y que, por lo tanto, in-crementa el connamiento de la roca; y soporte pasivo

a aquel que podra generar mejoras en la resistencia de lamasa de roca, incrementando su cohesin. Esta clasicacin

omite la consideracin del soporte estructural tradicional enla periferia de la excavacin.

Para cubrir en su totalidad las funciones del soporte, sesugiere la siguiente clasicacin:

Grupo 1. Soporte convencional o estructural (anillos,

marcos, dovelas, etctera)Grupo 2. Sostenimiento inducido por estabilizacin (oconsolidacin), (inyectado, congelacin, anclas tensiona-das, concreto lanzado)Grupo 3. Sostenimiento pasivo o por reforzamiento dela masa (barras adheridas, concreto lanzado, segmentosde marcos, marcos noruegos)

El concreto lanzado suele cumplir con las funcionestanto de un sistema estabilizador como de uno de refor-zamiento y, en condiciones muy particulares, las de unsoporte estructural. Existen algunos otros sistemas que

tambin pueden cumplir simultneamente con las funcio-nes de estabilizacin y de reforzamiento; uno de ellos esel de los denominados marchavanti en sus diversas modali-dades, desde simples barras o perles cortos que se colocan

antes de un avance y forman una corona protectora, hastatubos perforados largos en posicin similar que se colocany se inyectan (estabilizando el terreno) y crean una especiede visera protectora (reforzamiento del terreno) para variosavances consecutivos. Este ltimo sistema recibe el nombrede enflaje oparaguas.

AnCLAs y bArrAs De reforzAMientoEs comn que se confundan las funciones de los elementos

de acero (o algn otro material resistente a la tensin) quese instalan en barrenos durante la excavacin de tneles,a los que suele llamrseles genricamente anclas (vasetabla 1).

En prrafos anteriores se han diferenciado los principiosde los sistemas de estabilizacin de los de reforzamiento;aqu convendra sealar las ventajas de llamar anclas oanclajes slo a aquellos elementos que estn jos al terreno

Tneles en roca ARTCULO TCNICO TEMA DE PORTADA

Punta ojival metlica

Lechada

Arillo separador

Cable de acero desnudo 0.6

Amarre plstico

Longitud de bulbo 10.0

Obturadorneumtico

Cable de acero de = 0.6 protegidocon una unda lisa de PVC y engrasado

Tubo de inyeccin de PVC

Rellenode morteroc = 100 kg/cm2

Longitud total 25.0

Peroracin 4

Longitud libre 15.0

Dado de concretoc = 250 kg/cm2

Placa de apoyo

Tejo

Proteccin

Figura 2. Esquema del anclaje activo.

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en su extremo profundo y a los que se les aplica una tensininicial que induce modicaciones al estado de esfuerzos del

medio, las que se pretende sean favorables a la estabilidadde la excavacin. A diferencia de las anclas tensionadas, los

elementos no tensados (pero si adheridos al terreno en todasu longitud): barras corrugadas (anclas o pernos) o tubos deacero deformados adheridos por medios mecnicos, tienenuna funcin pasiva, es decir, no modican el campo de es-fuerzos en la excavacin y slo al activarse refuerzan al te-rreno para mejorar su comportamiento, cuando ste tiende adeformarse. Por tal razn la instalacin de estas barras (paralograr su funcin) debe hacerse antes de que hayan ocurridomovimientos signicativos en la masa de roca.

Podra decirse que las barras de reforzamiento puedendisponerse en la excavacin en dos modalidades; en una sesiguen patrones de espaciamientos preestablecidos en lasdos direcciones (generalmente en tresbolillo) y se les orien-ta en direccin perpendicular a la supercie excavada, y

en la otra, el espaciamiento y la direccin se jan de acuer-do con los resultados especcos de orientacin de cuas

potencialmente inestables. El primer arreglo es caractersti-co de rocas masivas a las que se pretende reforzar con estoselementos para ayudar al macizo a reducir y limitar lasdeformaciones diferidas hacia el interior de la oquedad.

A las anclas de friccin, pernos o bulones, que tambin seutilizan en las excavaciones en roca para coser o sujetar blo-ques potencialmente inestables, se les puede considerar unafuncin pasiva que puede denirse como de reforzamiento.

Habra que agregar que, sin duda, las anclas tensionadas,

aparte de inducir cambios en el estado de esfuerzos de lamasa de roca al ser puestas en tensin, contribuyen al refor-zamiento de la roca ante las deformaciones del terreno haciael interior de la oquedad.

El uso de los trminos adecuados resulta recomendablepara diferenciar funciones y para evitar confusiones. Porejemplo, en algunas obras de tneles indebidamente seespecica dar tensin por medios mecnicos a las barras

de reforzamiento corrugadas que estn adheridas en toda sulongitud; lo cual, adems de intil, resulta contraproducente.

Tambin llega a ocurrir que, cuando la excavacin ya se haestabilizado, se olvide inyectar las anclas tensionadas paraprotegerlas contra la corrosin, o que se omita su tensadocomplementario ante la posible prdida de esfuerzos. Aqu

conviene mencionar que en la excavacin de tneles deobras civiles no son muchos los casos en que se utilizan an-clas tensionadas, lo que es frecuente en tneles profundos deminera y en la estabilizacin de taludes; en la mayor partede excavaciones subterrneas de obras civiles importantesse emplean barras corrugadas adheridas al terreno.

Como parte de la evolucin tunelera en nuestro pas,durante la construccin de algunos tneles, sobre todo ca-rreteros, se ha introducido el anclaje tipo Swellex, un pernode anclaje hecho de un tubo soldado doblado sobre s y se-


Tabla 1. Dierenciacin entre anclas y barras de reorzamiento

InglsDiccionario

AETOSFormausual

Forma sugerida Caracterstica principal

Rock anchorAnclaje pararoca > 7 m

Anclas Anclas pretensadasBarras lisas o cables pretensados conel extremo proundo anclado al terreno

Rock boltBuln de anclajepuntual > 7 m

AnclasAnclas activas; anclas cortas comprimidas

contra el terreno

Barras lisas pretensadas (cortas) con

el extremo proundo anclado al terreno

Rock dowelBuln de anclajerepartido obuln continuo

AnclasAnclas de riccin; anclaje pasivo; barraswadheridas; barras de reorzamiento; pernosde riccin; bulones de riccin

Barras corrugadas e inyectadas, adhe-ridas en toda su longitud; elementos(tubos metlicos) deormados, adheri-dos mecnicamente al terreno en todasu longitud

Nota: Tanto en 1 como en 2, el elemento de tensin cuenta con un dispositivo mecnico de anclaje en un extremo, y con rosca, tuerca y unapalanca de distribucin en el otro. En 3, el elemento slo lleva cuerda y rosca y una placa de reaccin.

Figura 3. Instalacin de anclaje tipo Swellex, tnel de Frijolar,

carretera Durango-Mazatln.

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llado en un extremo. Se expande utilizando un ujo de agua

de alta presin entregado por una bomba especial. El pernose expande al interior de un tiro, y el proceso de instalacin esrelativamente fcil y muy similar al de otros pernos de anclaje.

El perno de anclaje Swellex est sellado en un extremo;el otro extremo est equipado con una boquilla especial usa-da para inarlo. La expansin del perno al interior del tiro

crea un roce y un ancla interlocking, lo que entrega soportea toda la columna y soporte a toda la longitud del tiro.

Debido a este mecanismo de anclaje, el perno Swellex sepuede adaptar a una amplia variedad de rocas y proporcionauna capacidad de anclaje muy buena.

La simplicidad del sistema explica su rendimiento. Eloperador simplemente perfora un hoyo en la roca, insertael perno y lo ina a una presin predeterminada utilizando

un sistema de inado especialmente diseado. La bomba se

detiene cuando alcanza la presin de inado recomendada

que garantiza la calidad de la instalacin. Los pernos deanclaje Swellex pueden fcilmente ser puestos a prueba en

cualquier momento para controlar el rendimiento.

MArCos MetLiCosLos marcos metlicos son sin duda el sistema ms popularde soporte y se utilizan mucho en tneles de dimensiones

medias, normalmente de seccin herradura o portal, exca-vados en roca o en suelos duros. Es normal que los marcosestn formados por perles de acero estructural, de peralte y

seccin que se varan segn las necesidades de soporte(naturaleza del terreno) y de acuerdo al ancho y alturade la excavacin; tambin es usual que, para facilitar lacirculacin de la maquinaria de excavacin, los marcos no

dispongan de tornapuntas en el piso, es decir, no formenuna estructura cerrada. Su diseo suele efectuarse por m-


Figura 4. Marcos metlicos IPR pesados retacados con concreto.

Allende Nm. 162 C, Col. Del Carmen

Coyoacn, Mxico, DF

Tel. y Fax. (01-55) 5677-4449, (55) 5658-3472

[email protected]

[email protected]

[email protected]

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A

Y

h

x xH

e

c

y

b

Datos tcnicos N-16.5 N-21 N-29 N-36

Peso P (kg/m) 16.5 21 29 36

Seccin S (cm2) 21 27 37 46

Dimensiones A (mm) 106 127 150 171

b (mm) 31 35 44 51

H (mm) 90 108 124 138

h (mm) 26 30 31 35.5

e (mm) 44 54 58 67

c (mm) 13 12 16 17

Caractersticas Ixx (cm4) 186 341 616 969

Wxx(cm3)

40 61 94 136

Iyy (cm4) 223 398 775 1,265

Wyy(cm3)

42 64 103 148

Radio mnimode curvado R (m)

0.9 1.1 1.2 1.6

Lmiteelstico

Resistenciaa la

traccinAlargamiento

Resiliencia(DVM)

promedio

TE-31Mn 4S/DIN21,544

kp/mm2

34kp/mm2

55% 18

j18

Figura 5. Caractersticas estructurales de los perles TH.

Tps de perfles N todos convencionales en los que se imponen ciertas cargasen un plano, normalmente verticales, y en los que se lesasignan (a los marcos) determinadas condiciones de apoyo.

Por otro lado, desde hace algunos aos se emplean co-mnmente los perles TH, o marcos tipo Omega; en tneles

carreteros recin inici su incorporacin. Se trata de estruc-turas relativamente ligeras, de mucha ms fcil colocacinque los tradicionales perles estructurales; estn fabricados

de tal manera que los segmentos embonan unos con otros, loque permite cierta carrera y facilita su adaptacin al contor-no del terreno. No requieren soldadura ya que incluyen unaspiezas de amarre (grapas) que se sujetan mediante tornillosy tuercas. Estos marcos tienen menos capacidad de carga yaportan una rigidez mucho menor al contorno excavado quelos tradicionales perles estructurales, por tanto suelen em-plearse en terrenos de no muy mala calidad o en seccionesde excavacin pequeas. Combinados con una capa de con-creto lanzado que los recubra completamente representanuna autntica armadura de refuerzo, aunque en estos casos

es precisamente el concreto lanzado el que aporta la mayorparte del trabajo estructural.Siendo congruentes con la clasicacin propuesta para

los sostenimientos, y con la forma en que stos se disean,debe considerarse que los marcos s tienen la funcin de unverdadero soporte estructural; por lo tanto, resulta pertinenteanalizar las situaciones inconvenientes que suelen presentar-se y que limitan esta funcin.

Es comn utilizar perles comerciales tipo HEB, IPR oa)TH que poseen una rigidez (EIx) considerable en el planotransversal al eje del tnel; slo que su rigidez en el sen-tido longitudinal (EIy) es baja (menor aun en los perles

TH); esta caracterstica los hace susceptibles al pandeo

lateral.En ocasiones, los marcos ya colocados no se encuentranb)contenidos en un plano, debido a los alabeos laterales queocurren en el transporte; o bien se alojan en planos que noson verticales por deciencias de colocacin; en cualquier

caso, resulta mermada su capacidad de soporte ante cargasverticales.En un buen nmero de casos, los marcos ya colocados noc)logran un contacto adecuado con el terreno (particular-mente en la clave), y en otros casos carecen de un apoyorme que les permita transmitir las cargas verticales al

piso, con lo que su accin como soporte se desvirta.

Generalmente los marcos cuentan con un apoyo en eld)piso que no constituye un empotramiento, y en ocasionesni siquiera un apoyo jo, lo que ocasiona que lleguen a

tener una capacidad muy limitada para resistir fuerzashorizontales.El emplazamiento de los marcos, en algunas ocasiones,e)se realiza extemporneamente, cuando ya ocurri el ao-jamiento del terreno, por lo que su funcin estructuralllega a ser nula y slo proporciona un efecto psicolgicode seguridad.

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Se ignora o se minimiza la importancia de la interco-f)nexin estructural entre marcos en el sentido longitudi-nal, y esto llega a conducir a que se jen espaciamientos

que resultan inecientes; se pierde de vista que una de

las principales cargas que deben resistir, es decir lasde aojamiento de la bveda o debidas a alguna cua

o bloque inestable, se generan tanto transversal como

longitudinalmente al eje del tnel y que, por tanto, losespaciamientos entre marcos mayores de cierto lmiteimpiden una funcin estructural aceptable.

No obstante todo lo que se ha dicho acerca de la funcin,a veces incierta, que tienen los marcos metlicos como sis-tema de soporte estructural, habra que reconocer que conestos elementos suele crearse un escudo protector, quese forma colocando concreto lanzado, o en su defecto ma-dera, en los espacios entre marcos y terreno, lo que no dejade ser una buena solucin para realizar la excavacin conmayor seguridad (real y psicolgica). De hecho los marcos

metlicos, cuando estn ligados adecuadamente entre ellos,ya pueden quedar fuera de contacto con la roca en algunaszonas, no obstante cumplen su funcin de estructuras pro-tectoras que son especialmente apreciadas en rocas muyfragmentadas y en secciones muy sobreexcavadas. Tambin,

en tneles de pequea a mediana dimensin, en terrenosdifciles, el avance del frente se lleva a cabo muchas vecesutilizando nicamente marcos metlicos y concreto (o ma-dera) para dar proteccin al personal en cada avance.

Por las razones expuestas, esta solucin resulta muy

atractiva en los emportalamientos o emboquilles de tnelesy en los primeros metros de avance de las excavaciones,as como en zonas de mala calidad geotcnica. Adems,los marcos siempre ayudan como plantillas para adecuar lageometra de las excavaciones.


Figura 6. Instauracin de marcos TH, tnel Piedra Colorada,

carretera Durango-Mazatln.

[email protected] Tel. 55 28 16 37

Anclajes y Concreto Lanzado

Instrumentacin y Monitoreo en Excavaciones

Perforacin para Voladura

Cono Ssmico, Cono Punta y Friccin, Piezocono

Pozos y Sistemas de Bombeo

Pilas, Hincado, Pilotes, Micropilotes

Inyecciones para Presas

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Sin embargo, el uso indiscriminado de los marcos metli-cos como soporte de excavaciones en tneles debe ser cues-tionado en cualquier caso; su empleo debiera ser justicado

adecuadamente; sera adems conveniente revisar los con-ceptos de soporte y analizar de forma racional las condicio-nes que prevalecern en campo, para mejorar sustancial-mente los diseos estructurales; tambin convendr aplicar

criterios sanos, ms que simples frmulas o recetas, y norecurrir innecesariamente a clculos sosticados (FEM y

similares), los que a veces impone el proyectista o el cons-tructor slo para impresionar o para justicar su empleo.

ConCreto LAnzADoEl concreto lanzado, como mtodo o sistema de sosteni-miento, por s solo representa una de las mayores aporta-ciones a la ingeniera de tneles de los ltimos 60 aos ymerece una especial atencin. No obstante, es tanto lo quese ha escrito al respecto que es mejor concretarse slo aconceptualizarlo y denirlo como lo que verdaderamente

es: un sistema de sostenimiento, principalmente por suefecto de reforzamiento, adems de un bien conocido efec-to estabilizador. Lo que resulta inaceptable es que, cuandose aplica en supercies irregulares, en capas delgadas, se

le asigne la funcin de un ademe de concreto lanzado yque se le quiera considerar (y disear) como un sistema desoporte estructural.

La conceptualizacin de las funciones del concreto lan-zado es fundamental; a falta de un entendimiento claro se

incurre en el error de considerar que una cscara delgadade este material, aplicado en una supercie de geometrairregular, constituye una estructura que soporta y transmitecargas. Es muy importante enfatizar los verdaderos efectosdel concreto lanzado en una excavacin subterrnea, queconsisten en sus acciones de reforzamiento del terreno en laperiferia expuesta (efecto de piel) y en la estabilizacin dela masa, al inducir mejoras en las propiedades del terrenocomo resultado del sellado de juntas, fracturas, oquedades y

otras irregularidades en la supercie, adems de que inhibe

considerablemente los efectos detrimentales de la meteori-zacin del terreno en la supercie expuesta.

Algunos diseadores y constructores han encontradoatractiva la idea de que el revestimiento nal de un tnel

se haga con una capa gruesa de concreto lanzado reforza-do. Con esto se pierde de vista que la funcin bsica del

concreto lanzado es la de aplicarse en capas relativamentedelgadas para proteger, reforzar y estabilizar al terreno. Porotro lado, un revestimiento de concreto lanzado puede noposeer la solidez y la continuidad estructural que uno deconcreto convencional y, sin duda, a igualdad de espesores,resultar ms caro.

El desarrollo de la tecnologa del concreto lanzado y suaplicacin a las excavaciones subterrneas, en trminosprcticos, ha supuesto un avance importantsimo. Sin em-bargo, en trminos tericos, el comportamiento de este cas-carn todava genera amplias polmicas. El problema radicaen si se le considera como una estructura capaz de recibir

y soportar cargas o simplemente se asume que su funcines la de proteger la supercie expuesta y evitar la aperturade suras y el movimiento de bloques que acabaran por

aojar y desestabilizar la bveda. En el mundo del diseo

de tneles hay quien analiza y disea el concreto lanzadovalindose de modelos analticos y numricos, por medio deelementos tipo viga que generan momentos, fuerzas axialesy cortantes, y las atribuciones estructurales que se le danllegan al extremo de suponer el apoyo del arco de concretolanzado sobre zapatas armadas. Por otro lado, hay los que nocreen que dicho elemento se comporte como una estructura,sino nicamente como una piel que brinda proteccin;no soporta cargas y se deforma casi libremente junto con

el terreno.Si se considera una excavacin en roca surada, en un

macizo duro que forma bloques denidos por sus distintos

sistemas de fracturamiento, y si la excavacin se lleva acabo por el mtodo tradicional de barrenacin y voladura,el perl de la seccin de anlisis, siendo muy optimistas,

podra ser como el que se muestra en la gura 8.

Si a esta seccin se le aplican 8 o 10 cm de concreto lanza-do, haciendo una ampliacin del contorno del tnel se veraalgo como la gura 9.

Para tal espesor de concreto lanzado, las irregularidadesdel contorno del tnel son demasiado importantes. Adems

hay que tomar en cuenta que, por muy bien hecho que estel trabajo, el espesor de concreto lanzado distar mucho deser constante y por otro lado tampoco ser homogneo ytendr algunos huecos en su interior y algunos otros puntosde debilidad. En un caso as, es difcil pensar que este ele-mento pueda comportarse como arco portante, y pretenderanalizarlo con elementos continuos tipo viga para despusdisearlo con base en elementos mecnicos resulta comple-tamente irreal.


Figura 7. Estabilizacin de un tnel mediante anclaje sistemti-

co y concreto lanzado.

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El caso de tneles excavados con maquinaria en suelos oterrenos blandos, como los tneles urbanos, es ciertamentedistinto. En este tipo de excavaciones se ha desarrollado unaque se basa en la excavacin de pequeas secciones que seprotegen con una capa importante de concreto lanzado (has-

ta 30 cm) la cual se cierra en forma de anillo (inverttempo-ral). En tal tipo, el contorno suele ser bastante ms uniformeque en el caso de la roca excavada con explosivos, adems,el espesor del concreto lanzado y el hecho de que ste seconstruya formando un anillo cerrado inmediatamente des-

pus de cada avance hacen que efectivamente se convierta,junto con el terreno, en una estructura de soporte.

Las aportaciones del concreto lanzado a la estabilizaciny al reforzamiento de excavaciones subterrneas en rocapueden enumerarse como sigue:

Sella las grietas, suras y otras discontinuidades de la su-1. percie expuesta de la excavacin (estabilizacin).Al endurecer, aumenta la resistencia de la supercie inte-2.rior de la excavacin debido al efecto de piel resistente(reforzamiento).


Figura 8. Contorno de una excavacin en

roca surada.

Figura 9. Detalle de la orma que puede

tener la capa de concreto lanzado en una

excavacin en roca surada.

Figura 10. Esquema constructivo del m-

todo SCL.

II II

IIIIV IV

V

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Crea una costra endurecida que evita el deterioro de la roca3.expuesta por el efecto de la meteorizacin (proteccin).En su estado plstico, sigue primero las deformaciones4.de la supercie interior de la excavacin (adherido a ella)

y las reduce en cierto grado. Una vez endurecido, sigue

las deformaciones diferidas del terreno, restringindolashasta que alcanza su lmite de rotura (reforzamiento).

Una consideracin bsica es que una capa delgada de con-creto lanzado endurecido, aplicada en la supercie interior

en una excavacin subterrnea irregular, se integra al terrenoy queda sujeta primordialmente a solicitaciones directas detensin o compresin (efecto de cscara) y por tal razn tie-ne poca capacidad para resistir esfuerzos de exin; es decir,

no posee la rigidez que se requerira paratransmitir cargas.

Otro asunto aparte es la implantacinde fibras en el concreto lanzado, que

requiere una discusin extensa que salede los alcances del presente artculo; sinembargo, no deja de ser una gran con-tribucin a la construccin de las obrassubterrneas.

pArAguAs pesADosSe utilizan en materiales de mala o muymala calidad, en rocas o suelos, espe-cialmente cuando la seccin de avan-ce es de dimensiones considerables yla estabilidad del frente puede estar com-

prometida.Estn constituidos por micropilotesde tubera de acero estructural, con di-metro exterior entre los 50 mm y los140 mm y espesores entre los 3 y 8 mm.El dimetro de perforacin es igual osuperior a 1.5 veces el dimetro deltubo. El interior del tubo y el espacioentre el acero y el terreno se rellena conuna inyeccin de lechada de cemento.

Esta inyeccin puede realizarse con una ligera presin.Las longitudes de los micropilotes suelen variar entre los10 y los 20 metros. Cuando la longitud de los paraguas esinferior a 12 m se colocan en una sola pieza (aunque estodepender tambin del fabricante). Si se requiere mayorlongitud, la unin puede realizarse mediante sistemasmacho-hembra, conexiones roscadas o soldadura. El es-

pacio entre perforaciones depender de las necesidades desostenimiento, pero normalmente es de alrededor de 0.4a 0.5 metros. Normalmente los micropilotes sobresalenunos 40 cm del frente de excavacin, unindose entre ellosmediante una viga armada de matriz curva (viga de atado),paralela al lmite terico de la seccin, o apoyndolos di-rectamente contra los marcos metlicos.

Las fases de ejecucin son las siguientes: replanteo, perfo-racin-introduccin de la armadura e inyeccin. El procesode perforacin-introduccin puede hacerse en dos fases o enuna, dependiendo del sistema y la maquinaria que se emplee,tal y como se ver ms adelante.

El replanteo es una parte fundamental para la correcta eje-cucin de un paraguas. Un mal replanteo puede desembocaren el cruce entre las armaduras o la introduccin de las mis-mas en la lnea terica de excavacin. Para llevar a cabo uncorrecto replanteo se deben seguir los siguientes pasos:

Se marca un punto en el frente para cada armadura. Conste se ja el primer punto para la perforacin.

Se marcan dos puntos ms para cada armadura sobre laplataforma de trabajo. Estos puntos representan la proyec-

Figura 11. Esquema tridimensional de un paraguas de micro-

pilotes.

Tubos de enflaje

Media seccin superior Marcos

metlicos

Banqueo

Figura 12. Jumbo y micropilotes.

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cin de cada armadura. La perforadora queda jada en la

direccin, quedando tan slo la variable de la inclinacin.Se ja la inclinacin del mstil de la perforadora mediante

un medidor de ngulos.

La perforacin depende del tipo de terreno. En materialduro se usa el mt

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