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ACERO Capital Gate jugar con la gravedad

Gran Museo del Mundo Maya de Mérida

Ingeniería a escena

Primer acto:

el nuevo Teatro Real de Shakespeare

Eficiencia estructural de

EDIFICIOS DE ACERO ubicados en zonas de alta sismicidad

Del progreso a la cultura: la Compañía Fundidora de Monterrey y el museo del Acero Horno 3

Vector

Nº 51 Marzo 2013 Costo

$ 50.00

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Indice

Vector Marzo 2013

En portada

AMIVTAC

•Capital Gate: jugar con la gravedad/4

Instituto Mexicano de la Construcción en Acero

•Empresas y Empresarios — Skyline Steel/12 — Castilla Estructuras/14 Arquidecture/16 — Hermes Gran Museo del Mundo Maya de Mérida: rompiendo los moldes de la infraestructura cultural/32 — Colinas de Buen/38 — Grupo BM/ 40 •Suplemento Especial — Eficiencia estructural de edificios de acero ubicados en zonas de alta sismicidad/19 •Maravillas de la Ingeniría Ingeniería —a escena Primer acto: el nuevo Teatro Real de Shakespeare/34 •Historia de la Ingeniería Civil — Del progreso a la cultura: la Compañía Fundidora de Monterrey y el museo del Acero Horno 3/42 •Libros — Diseño práctico de estructuras de acero/48

www.revistavector.com.mx comunicar para servir

Editorial Cozumel # 63-A • Col. Roma Norte C.P. 06700 México, D.F. Tel. (55) 5256 1978

Carlos Arnulfo López López Leopoldo Espinosa Benavides Roberto Avelar López Manuel Linss Luján Jorge Damián Valencia Ramírez Enrique Dau Flores CONSEJO EDITORIAL Raúl Huerta Martínez DIRECTOR GENERAL Daniel Anaya González DIRECTOR EJECUTIVO Patricia Ruiz Islas DIRECTORA EDITORIAL Daniel Amando Leyva González JEFE DE INFORMACIÓN Ana Silvia Rábago Cordero COLABORACION ESPECIAL Historia de la ingeniería civil

Acero Aunque hombres de distintas sociedades han sido capaces de producir acero desde hace siglos, e incluso milenios, no fue sino hasta el siglo XIX que esta aleación pasó a formar parte de nuestro arsenal constructivo y empezó a ser considerada un material de construcción con pleno derecho. A partir del momento en el que el acero sustituyó al hierro como el metal de construcción por excelencia, muchas cosas en la industria comenzaron a cambiar rápidamente, como la altura que podían tener los nuevos edificios, o la velocidad a la que podían ser realizados. Asimismo, es interesante notar que las ventajas constructivas que ofrece este material –que, además, sigue siendo mejorado todo el tiempo– impulsaron el desarrollo tecnológico en muchos países que se habían quedado a la saga durante las primeras décadas de la Revolución Industrial, estimulándolos a producir su propio acero y a utilizarlo, tanto para mejorar su infraestructura como para atraer inversión extranjera. En este sentido, cabría urgir a expertos, empresarios y tomadores de decisiones en México, un país con una tradición acerera que debería llenarnos de orgulla, a poner en marcha un programa de desarrollo industrial en un sector que para muchos países ha sido clave para alcanzar la prosperidad sustentable.

Alfredo Ruiz Islas CORRECCIÓN DE ESTILO Nallely Morales Luna DIRECTORA DE DISEÑO Iman Diseño

Ana B. Marín Huelgas Marissa Alejandro Pérez DISEÑO GRÁFICO

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Myrna Contreras García DIRECTORA DE ADMINISTRACIÓN Dimensiona Artes Gráficas, S.A. de C.V. IMPRESIÓN

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“En la arquitectura contemporánea, la estructura de acero es el esqueleto resistente y rígido y, al mismo tiempo, un elemento que enriquece el proyecto. Es protagonista principal, ya que aporta belleza singular a las edificaciones urbanas convencionales”.

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Héctor Soto Rodríguez, ingeniero, maestro y asesor técnico.

(55) 5256.1978 www.revistavector.com.mx Búscanos en Facebook: Vector Ingeniería Civil REVISTA VECTOR, Año 6, Número 51, Marzo 2013, es una publicación mensual editada, diseñada y distribuida por Comunicaciones La Labor, S. A. de C.V. Cozumel 63 – A, Col. Roma Norte, Delegación Cuauhtémoc, C.P. 06700, Tel. 5256 – 1978, www.revistavector.com.mx, [email protected] •Editor responsable: Daniel Anaya González. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2011- 010512575900-102, ISSN: (En trámite) Licitud de Título y contenido: Certificado No. 15819 Expediente CCPRI/3/TC/13/19755, ambos otorgados por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Permiso SEPOMEX No. IM09- 0754. Impresa Por Dimensiona S. A. de C. V., Francisco Álvarez de Icaza No. 9, Col.Obrera, C.P. 06800, Delegación Cuauhtémoc, México, D. F., Tel. 5761- 5440. Este número se terminó de imprimir el 5 de Marzo 2013 con un tiraje de 8,000 ejemplares. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Editor.

Punto de Origen

Herminia Piña González DIRECTORA COMERCIAL

4 Ingeniería Civil del Siglo XXI

Capital Gate:

jugar con la gravedad

Patricia Ruiz Islas

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e supone que los edificios han de ser derechos. Una construcción, del tipo que sea, debería, o al menos eso se piensa, alzarse en línea recta, proyectando una imagen de seguridad y solidez gracias a la pureza de sus líneas rectas, estables. Pero una cosa ha sido siempre el deseo del ser humano y otra lo que la naturaleza y el entorno le permiten. Así, prácticamente desde que la humanidad empezó a construir, el suelo se ha entretenido en jugarle malas pasadas con sus construcciones, que en ocasiones han ido a dar, junto con todo el esfuerzo que representan, directo al piso. En otras, han quedado como curiosas muestras de un elemento juguetón que quiere divertirse sin perjudicar más que a la estética.

cientos años. En 2008 se removieron setenta toneladas más de tierra, con lo que finalmente pudo decirse que la torre ya no se movía y que había conseguido estabilidad para otros cien años. Así como la torre de Pisa está inclinada por accidente, numerosas construcciones, a lo largo y ancho del globo, se encuentran en las mismas condiciones. En toda Europa, desde Inglaterra hasta Rusia, en Asia y hasta en Oceanía, múltiples edificaciones desafían la vertical inclinándose en todas las direcciones posibles. Campanarios, torres de vigía, vaya, hasta tanques de agua se inclinan precariamente hacia el suelo, producto, en ocasiones, de una mala planeación —esto es, la construcción se encuentra asentada en un subsuelo deficiente o disparejo— o, en otras, víctimas de desastres naturales como terremotos, por ejemplo. No obstante, todos ellos tienen algo en común: su inclinación la deben, no a un deliberado afán de romper con la norma, sino más bien al accidente. Sin duda, como en el caso del célebre campanario de la catedral de Pisa, los edificios inclinados son una curiosidad, un tanto trágica, tal vez, cuando se trata de un edificio que ha sufrido los embates de la naturaleza, o cómica, quizás, cuando se ve en ella la juguetona mano de la misma natura burlando la soberbia del humano que busca conquistarla y doblegarla. Pero, debe admitirse, no acudía al cerebro humano de manera natural el idear una construcción así, deliberadamente inclinada, cuyas paredes asomaran al suelo no precariamente, sino a gusto del constructor, en un ángulo perfectamente controlado y que terminara por simbolizar que la técnica y los materiales modernos pueden, sin muchas dificultades, plasmar hasta lo que parecerían ser las más estrambóticas fantasías de la construcción. Porque no fue sino hasta el siglo pasado, siglo transgresor por excelencia, que se empezó a pensar en construcciones inclinadas, no como símbolos de accidentes o desgracias, sino casi con espíritu lúdico o de abierto desafío a la ley de la gravedad.

Para la Olimpiada de Montreal, celebrada en 1976, se construyó un estadio que dejó a todos con la boca abierta, no solo por su altísimo costo —”The Big Owe”, sobrenombre con el que también se le conoce, no se refiere sólo a la forma circular de su techo plegable, sino a las reacciones que el costo de la olimpiada en su conjunto provocó— sino, también, por la estructura que apareció en el estadio: una torre de 175 metros a cuyo pie se encuentra la piscina olímpica y desde la cual se cierra y se abre el techo replegable de aquel. A esta estructura no le han faltado problemas: amén de las dificultades con que se toparon los constructores del estadio para terminarlo, por no hablar ya del incremento en el costo que esto significó, la torre en sí ha sufrido varios accidentes, entre los que se cuentan un incendio y la pérdida de un pedazo, víctima de la gravedad. A la fecha, en el estadio siguen ocurriendo percances, lo que indica que, a pesar de su elevado costo, quizás ni el diseño ni la ejecución fueron en realidad tan buenos y la torre inclinada no pasó de ser un simple alarde sin utilidad y que, por momentos, parecía destinada simplemente a crear problemas y a ostentar el hueco honor de ser la torre inclinada más alta del mundo… sin otra utilidad ni otro objetivo. Veinte años después de la Olimpiada de Montreal, en 1996, se terminaron de construir las Torres Kio o La Puerta de Europa, en Madrid. Estos edificios gemelos, de ciento catorce metros de altura, veintiséis pisos e inclinación de quince grados, fueron los primeros edificios concebidos con fines puramente utilitarios —la totalidad de sus pisos alberga oficinas— en exhibir una inclinación por puro placer estético. A pesar de poder reclamar para sí el ser los primeros rascacielos inclinados del mundo, el gusto —si es que alguna vez lo tuvieron— realmente les duró muy poco. Más o menos diez años. Porque poco podían prever en España que una verdadera revolución, respaldada por los fondos provistos por las mayores reservas de petróleo del mundo, estaba formándose allende una pequeña esquina del Golfo Pérsico.

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Una construcción que no es recta llama la atención, digamos, por lo subversiva que resulta: al alzarse sus ángulos inclinados sobre un paisaje formado mayormente por líneas rectas, se trastoca el orden visual, al grado que, antes de hacerse preguntas o comentarios socarrones sobre la calidad de los materiales empleados o la pericia del constructor, uno ha de preguntar a sus órganos visuales si es real lo que están viendo. Así, por fuerza de costumbre ocular, un edificio inclinado destaca sobre sus semejantes y no es difícil que se convierta en un símbolo. Tómese como ejemplo a la ya clásica torre de Pisa: cuando comenzó su construcción, allá en el siglo XII, poco pudo preverse con respecto a la inestabilidad del suelo en el que se asentaba. Al llegar al segundo nivel, unos cien años después —porque recuérdese que la República de Pisa se encontraba frecuentemente enzarzada en disputas con sus vecinos genoveses y justamente estas disputas, que se traducían con frecuencia en sangrientas guerras, retrasaban la construcción de la torre—, se hizo evidente que había un problema, al empezar a inclinarse la torre. De no haber sido precisamente por las continuas guerras y las pausas forzadas en su construcción, muy probablemente la torre no hubiera podido completarse. Las pausas le permitieron asentarse en el irregular terreno y así se pudo proseguir con su construcción sin mayores problemas. Poco a poco, la torre fue convirtiéndose en el emblema de la ciudad que la aloja, al grado de que, cuando en la década de 1960 se descubrió que la torre amenazaba con caerse, se hicieron grandes esfuerzos para evitar lo que se consideraría una tragedia para la ciudad. Se colocaron en su base ochocientas toneladas de plomo a manera de contrapeso y, finalmente, en 1990, la torre se cerró al público con el fin de realizar trabajos para estabilizarla. Tras once años de esfuerzos, en los que se removieron las campanas de la torre —porque el propósito inicial fue que la torre fungiera como el campanario de la catedral de Pisa— y treinta y ocho metros cúbicos de tierra, se consiguió declararla estable por, al menos, los próximos dos-

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Los emires que surgieron de un oasis Para ser una nación muy joven, el desarrollo que han alcanzado los Emiratos Árabes Unidos es poco menos que espectacular. Bien podría decirse que, quien hubiese conocido el país cuando recién se formaba, allá a principios de la década de 1970, poco podría imaginarse hasta dónde serían capaces de llegar. Si algo hay que anotar, sin embargo, es que los recursos aparentemente desmedidos con los que cuentan emiratos como Abu Dabi no valdrían de nada si no hubiera una cabeza con un buen plan, dispuesta a administrarlos de la mejor manera posible, consciente, ante todo, de que recursos como el petróleo se van a terminar algún día, aunque parezca muy lejano. Lo que siempre ha diferenciado a los emires de esta nación —que, en rigor, es una federación— del resto de gobernantes que se encuentran con la tarea de administrar riquezas naturales cuantiosas, es que aquellos siempre han tenido la mirada puesta en el futuro. Tal vez les sirve de acicate recordar sus esplendores y sus poderíos de antaño. Esto mismo es lo que los ha llevado a sacar a sus respectivas naciones del desierto y a que, a todo lo que parece, no parezcan muy dispuestos a regresar allá. Al contrario: parecen empeñados en deslumbrar al mundo, no solo con sus riquezas sino, al mismo tiempo, con su forma de emplearlas, de invertirlas para que rindan frutos a largo plazo y que no se conviertan en el disfrute de una sola generación.

Si algo ha caracterizado, por lo menos a los emires tanto de Dubai como de Abu Dabi, es su previsión. A principios del decenio de 1960, cuando los emiratos comenzaron a exportar su petróleo a un mundo sediento de hidrocarburos y derivados, tanto Zayed bin Sultan Al–Nayan como Rashid bin Said Al–Maktum decidieron que esos recursos debían emplearse en el mejoramiento de la vida de la gente. Pero ambos emires estaban conscientes de la misma cosa: el petróleo se iba a terminar, antes, en el caso de Dubai —al que aseguraron reservas para apenas unos cuarenta años—, o después, como el caso de Abu Dabi, que cuenta con las mayores reservas de los siete emiratos —95 % del petróleo que producen los emiratos proviene de Abu Dabi—. El sol del desierto, indudablemente, no mareó a ninguno de los dos emires cuando vieron las enormes riquezas que tenían a su disposición. Antes de lanzarse a un desequilibrio económico, que a la larga resultaría desastroso, ambos emires decidieron que lo mejor para todos sería invertir en el futuro. Y, por supuesto, siguiendo el ejemplo de sus mayores, la segunda generación de los emires surgidos del oasis ha seguido con esta política, dando el siguiente paso, que es la diversificación de la economía, lo que redundará en una dependencia cada

vez menor de la renta petrolera. Han logrado hacer esto tan bien que ya 64 % del producto interno bruto se obtiene de fuentes distintas al petróleo. En la actualidad, los emiratos no son simplemente tierras baldías que sólo saben dar petróleo: hoy son lo que se ha dado en llamar “centros mundiales”; esto es, grandes centros urbanos postindustriales que compiten muy de cerca con los tradicionales detentadores de los monopolios de los servicios, las finanzas y la tecnología, como Singapur. Y otro de los campos en donde buscan consolidar un prestigio no solo de nación rica, sino también innovadora, es el de la construcción. Sin duda, tanto en Abu Dabi como en Dubai se puede decir, sin temor a equivocarse, que se encuentra la mayor densidad de edificios que desafían lo logrado por la ingeniería antes de que vieran ellos la luz. Imponentes rascacielos que, se pensaba, jamás podrían ser llevados a alturas tales, archipiélagos artificiales, incluso rascacielos redondos —sí, así como se oye: las oficinas centrales de Al–Dar se encuentran en un edificio que recuerda a una rueda de la fortuna sólida o, en palabras de su arquitecto, Marwan Zgheib, a “una concha marina apenas abierta”—, surgen uno detrás del otro, cada uno haciendo palidecer a su predecesor en lo que no pocos envidiosos occidentales han dado en decir que no son más que alardes de una nación de camelleros y pescadores de perlas venidos a más. Sin embargo, estas construcciones son parte de una estrategia cuidadosamente planeada para posicionar a los emiratos en el mapa del “gran mundo” y dar buen uso a los beneficios obtenidos por la venta del petróleo, en previsión del día en que esta actividad no sea ya posible.

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Cuando Zayed bin Sultan Al–Nayan salió del oasis de Liwa, junto con sus primos los Al–Maktum —la familia reinante de Dubai—, para ponerse al frente de lo que se convertiría, tras unos años de tensiones políticas, en los Emiratos Árabes Unidos, quizás no podría haberse imaginado la explosión económica que estaba a punto de ocurrir. Lo que sí veía con claridad, y sabía de cierto, era la riqueza que se encontraba en el subsuelo de su desierto y en las aguas del Golfo Pérsico, gracias a las prospecciones llevadas a cabo, a finales de la década de 1950, por compañías petroleras inglesas —bajo cuya protección se encontraron los emiratos hasta 1971—, francesas y estadounidenses, y cómo quería utilizarla. Cuando, en diciembre de 1971, Inglaterra terminó el protectorado de los emiratos, los siete que hoy en día componen la federación se unieron, con Al–Nayan como primer presidente de los Emiratos. Con los beneficios de la exportación del petróleo, el emir comenzó a materializar una ciudad moderna, salida del desierto, quizás como tributo a sus propios orígenes y a los de las riquezas que la estaban construyendo.

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Obsesión por construir Una de las primeras preocupaciones de Zayed bin Sultan Al–Nayan fue la de hacer su ciudad, Abu Dabi, capital del emirato del mismo nombre y capital, a su vez, de los Emiratos Árabes Unidos. Ya el emir soñaba con una ciudad moderna, espaciosa y bien planeada que sugiriera el siguiente nivel de bienestar. La ciudad, como se planeó en la década de 1970, alojaría a setecientas mil almas creciendo hacia arriba, lo que permitiría conservar cierta amplitud y espacio en la circulación. Acostumbrados como estaban, tal vez, a las vastedades del desierto, en donde no cabe pensar en aglomeraciones, es que los planeadores de la ciudad se decidieron por una densidad más bien vertical. Esto es lo que definiría el gusto por el rascacielos posteriormente, porque, ¿hacia dónde más puede ir una ciudad cuyos complejos de departamentos tienen entre veinte y treinta pisos como norma, si no es hacia el cielo? Khalifa bin Zayed Al–Nayan, actual gobernante de Abu Dabi, heredó no solo el emirato, sino asimismo la consigna de lanzar a su capital al gran mundo y convertirla, de una ciudad moderna, cómoda y agradable, en un lugar deslumbrante. Deslumbrante por lo único, por lo rico… y, quizás, debiera decirse, por lo extravagante. Doscientos mil millones de dólares ha invertido el emir en, podría decirse, cambiarle la cara a su capital, a su país. De todos esos millones, tres mil se invirtieron en la construcción del hotel Emirates Palace, el segundo más caro del mundo. La construcción de este hotel, en un estilo más tradicional, ostenta la marca de ser la más cara del mundo, y alojarse en ella una noche puede llegar a costar hasta doce mil dólares. También se construyó la imponente mezquita Sheik Zayed, una de las más opulentas del mundo musulmán, con capacidad para cuarenta y un mil personas. Esta mezquita, cuyo nombre hace referencia al emir Zayed bin Sultan Al–Nayan, a quien cariñosamente se llama “padre de los Emiratos Árabes Unidos”, se construyó a lo largo de once años, recabando materiales y especialistas de todo el mundo para su diseño, construcción y decoración. No sólo tiene una gran importancia religiosa y cultural para los habitantes de Abu Dabi: también ostenta varios récords, como el del candelabro incrustado de pedrería más grande del mundo.

No más alto, no más grande, sí más audaz

La primera etapa, entonces, había sido superada. Una vez que los funcionarios del emirato dieron su conformidad y manifestaron su entusiasmo por el proyecto, comenzó la construcción. Lo que los arquitectos proyectaron muy alegremente probaría ser un dolor de cabeza tras otro para los ingenieros, quienes tuvieron que pen-

sar en soluciones desde el primer día. ¿Cómo se iba a cimentar un edificio que tenía treinta y tres metros de diferencia horizontal, digamos, entre los primeros niveles y los últimos pisos, gracias a su inclinación? ¿Cómo se podría diseñar y construir un centro, un corazón que soportara adecuadamente el resto del edificio sin, literalmente, romperse por el esfuerzo? ¿Cómo se podría colocar el recubrimiento de vidrio sobre una superficie tan aparentemente caprichosa? Día con día se presentaba una nueva interrogante, un nuevo problema que se tenía que resolver porque, encima de todo, había un plazo de entrega: en veinticuatro meses se tendría que entregar la estructura ya completa. Construir en las arenas del desierto no es fácil, y esto lo supieron quienes construyeron el Burj Khalifa, en el vecino emirato de Dubai. Hay que excavar muy profundamente para encontrar un sustrato sólido en el que se pueda prender adecuadamente la construcción. Y si a eso se le suma que, en este caso en particular, se hablaba de un saliente que muy bien podría jalar,

por así decirlo, al edificio, dando con él en tierra, la cimentación presentaba, entonces, no pocas dificultades. Cuatrocientos pilotes de acero se emplearon en la cimentación. Los que se encuentran del lado del edificio que se inclina son más cortos y “tiran” del saliente hacia la tierra. El resto son más largos y anclan la construcción a un sustrato rocoso, apto para sostenerla con firmeza. Sobre estos pilotes, y para lograr una mejor distribución del peso, se colocó una losa de concreto reforzada con acero. Aún quedaba por resolver la cuestión de la estructura misma, que presentaba dos problemas de consideración. El primero se refería al corazón, al centro mismo del edificio, que no podría construirse recto como si de cualquier rascacielos se tratara. De hacerse así, el saliente, con su inclinación, terminaría por fracturar fatalmente el concreto y el edificio se derrumbaría. Como ya para estas alturas del proyecto se habían dado cuenta los ingenieros, había que idear soluciones no convencionales porque, en realidad, el proyecto en sí no era convencional en absoluto, de

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Si no se trataba de tamaño o de altura, se trataría entonces de forma. Y el proyecto que se le presentó a Sultan bin Tahnun rompía, efectivamente, con todos los moldes conocidos hasta el momento y que, en palabras del propio funcionario y miembro de la familia reinante, se convertiría en parte fundamental de las postales de la ciudad: un edificio que se levantaba a ciento sesenta metros, que recordaba a un remolino de arenas en el desierto gracias a su graciosa curvatura en un ángulo de dieciocho grados. En esta curvatura es que, precisamente, radicaba la diferencia entre este edificio y, por ejemplo, las Torres Kio, que se inclinan en ángulos rectos. Con treinta y cinco pisos de altura, los primeros diecisiete serían oficinas de lujo y los restantes albergarían al hotel Hyatt Capital Gate, el cual contaría con una piscina de horizonte y un restaurante–terraza.

Probablemente, recibir un encargo para una construcción en Abu Dabi sea lo que toda firma de arquitectos o ingenieros desearía. ¿Qué mejor que disponer de recursos ilimitados para dejar volar la imaginación y llevar la creatividad allá donde el viento decida? Sin embargo, de la mano de esos recursos vienen especificaciones muy precisas, de parte de gente que sabe muy bien qué es lo que quiere, lo que impone al arquitecto retos: imaginación ilimitada dentro de unos límites muy bien puestos. En este caso, el encargo que recibió la firma de arquitectos RMJM fue muy claro: un edificio que se convirtiera fácilmente en símbolo de la ciudad que lo alojaría, sin competir con construcciones más altas o más grandes. Un símbolo. Suena sencillo. Pero no lo es tanto cuando el encargo llega ni más ni menos que de la oficina de Sultan bin Tahnun Al–Nayan, director de la TCA Abu Dhabi, órgano encargado de regir el turismo y el comercio. Porque, ¿cómo se puede sorprender a gente que lo ha visto prácticamente todo? ¿En qué se tiene que pensar para diseñar y construir un edificio que se convierta en un ícono, en un lugar en donde día con día se vencen los mayores obstáculos de la ingeniería y donde la espectacularidad es la norma?

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10 modo que las soluciones se tendrían que pensar y llevar a cabo a medida. En este caso, optaron por un corazón curvo, que se inclinara en dirección opuesta a la inclinación del edificio. Esto permitiría que, conforme el edificio fuera ganando altura, el centro se fuera colocando en su sitio; esta tensión le brindaría a la estructura una fuerza enorme. El centro se construyó, primero, colocando una densa malla de vigas de acero, alrededor de la cual se colocaría una contención para, después, rellenar la forma así obtenida con concreto. Este proceso se repitió hasta alcanzar la altura total. El concreto se postensó utilizando tendones de acero que bajaban por una especie de túnel, perforado ex profeso en el concreto. La red de acero que conforma el exterior del edificio es un diseño que ya se había empleado con anterioridad. En construcciones de cierto peso y cierta altura, es la solución ideal, ya que permite la liberación de los espacios interiores y también la creación de vistas panorámicas, elemento muy apreciado cuando de inmuebles de lujo se trata. En este caso, el problema de contar con un elemento estructural externo ligero, pero de gran fuerza, y que a la vez no interfiriera con las vistas que se pretendía lograr, se resolvió creando una malla de acero que se enrosca alrededor del corazón del edificio, conformada por setecientas veinte piezas, integradas a su vez por dos piezas que se unen en el centro mediante un nodo. Cada una de estas piezas pesa dieciséis toneladas y se ensamblaron en el sitio de la construcción. Grandes grúas se encargaron de llevar las piezas, una a una, hasta el sitio en donde se colocaron con precisión milimétrica: tanto cuidado fue fundamental, ya que si una sola pieza quedaba fuera de su lugar, aunque fuera por unos milímetros, toda la estructura se pondría en riesgo. El vidrio, la superficie de espejo, parece ser un material ampliamente en boga en todo el mundo y parecería ser prácticamente infaltable en las

construcciones de lujo. Razones hay varias, pero cuando se está construyendo para climas con calores tan inclementes como el de Abu Dabi —que puede llegar hasta los cincuenta grados centígrados—, este tipo de superficies reflejantes aísla los interiores, permitiendo el paso de la luz pero no del calor, lo que asegura temperaturas interiores adecuadas y, también, un uso eficiente de recursos, al necesitar menos refrigeración. Sin embargo, los paneles de vidrio que comúnmente conforman las fachadas de los edificios son planos y, en este caso, la construcción es curva. Nuevamente, los ingenieros del proyecto se vieron enfrentados a otra, una más, aparente imposibilidad, que resolvió sin muchas dificultades la geometría clásica con el triángulo, porque formas triangulares unidas entre sí son capaces de lograr configuraciones que cubran cualquier superficie. Entonces, el vidrio de la fachada se cortó en formas triangulares y se ensambló en piezas con forma de diamante que habían de estar perfectamente selladas. Cuando las cuestiones más relevantes, referidas a la construcción del edificio, parecían resueltas, surgió una nueva complicación. Bueno, quizás sea más atinado decir que las complicaciones en realidad fueron dos, y las provocó el diseño del hotel. Como ya se mencionó, el hotel se alojaría en los últimos dieciocho niveles y contaría con un restaurante–terraza y una piscina de horizonte a más o menos cien metros sobre el suelo. Estas instalaciones tendrían que dar la apariencia de flotar, graciosamente suspendidas y adosadas como por arte de magia a la fachada, sin vigas ni elementos pesados a la vista que rompieran la ilusión. Huelga decir que, en principio, pegar un par de niveles a la fachada representaba agregar peso extra, y justamente el peso del edificio, ya hacia sus últimos niveles, comenzaba a representar un problema, mismo que se tuvo que resolver creando un tragaluz que fuera del techo a la recepción del hotel, re-

cubierto con un entramado de acero similar al del exterior. También cabe decir que una piscina —cuyo contenido de agua pesa, varias toneladas— representa un problema considerable cuando es precisamente el peso en elementos vitales a la estructura lo que ya provoca dificultades. Quizás inspirados en los entramados interiores y exteriores fue que se llegó a un diseño de pequeñas vigas de acero que van del piso de la piscina y de la terraza a la malla de acero de la estructura exterior, lo que resulta sutil a la vista y muy efectivo para sostener los pisos exteriores. Y justo en el momento en el que los ingenieros pensaron que ya estaba todo resuelto, recibieron una llamada de la oficina del emir con una petición: un helipuerto. ¿Cómo se le dice que no al emir? ¿Cómo se le explica que es prácticamente imposible añadirle todavía más peso al edificio? Pues no se le dice que no y se busca agotar las posibilidades, y a resolver ese nuevo desafío se dieron los ingenieros. Los factores a tener en cuenta para el helipuerto fueron varios, y con uno de ellos y su fuerza se toparon a la hora de instalar los vidrios de la fachada: el viento. Los vientos que corren en Abu Dabi pueden ser de gran fuerza y velocidad, pero lo que los vuelve más peligrosos es lo impredecibles que son: de un momento a otro comienzan a correr, dificultando las maniobras de un aparato como un helicóptero y poniendo en peligro no solo al aparato y a sus tripulantes, sino, en condiciones verdaderamente malas, hasta al edificio en sí. Para evitar los riesgos en la medida de lo posible, se hizo un modelo a escala del Capital Gate y se llevó a Londres, en donde se hicieron varias pruebas en un túnel de viento. Con los resultados de las pruebas, se acondicionó el helipuerto apenas dos metros por encima del techo: esto evitaría que los vientos formaran remolinos sobre de aquel, poniendo en riesgo los vehículos. Aunque la solución fue buena, significaría una demora de cinco meses.

Seis millones de horas/hombre después, se entregó la carcasa del edificio que, rápidamente, se ha convertido en el símbolo de Abu Dabi. Quizás no importan tanto sus instalaciones interiores, a las que el ojo del observador casual no tiene acceso, como su espectacular fachada pulida que refleja una porción distinta de su entorno en cada uno de sus cristales, cortados con la máxima precisión. Al igual que mucha gente ignora que la torre de Pisa alojaba las campanas de la catedral de la ciudad en su interior, muy probablemente también se ignore qué compañías han comprado oficinas en el Capital Gate o cuánto cuesta una noche en el Hyatt. Pero eso es irrelevante: lo que importa es la forma en que, paso a paso, se consiguieron vencer las dificultades que apareecían y se superaban las pruebas de ingeniería que planteó el diseño de tan singular estructura. Lo importante es ver cómo el pasado y el presente se unen mediante una “ola” de acero y vidrio que del Grand Stand, sitio tradicional de las celebraciones del emirato, sube hacia la fachada del Capital Gate, como si quisiera recordar que del pasado, del desierto y sus riquezas, es que surgen las maravillas construidas por la mano del ser humano. Lo que importa, a fin de cuentas, es el espíritu de innovación y de vanguardia de los líderes de Abu Dabi, que han conseguido convertir a su nación, no solo en nuevo escenario del jet–set, sino también en capital del futuro en todos los ámbitos, espíritu que fue capaz de convertir lo que antaño era un accidente en un producto de la modernidad con plena deliberación.

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n el marco del Festival de la Cultura Maya 2012 “El Tiempo” con la develación de un monumento conmemorativo al inicio de una nueva era, la apertura total del Gran Museo del Mundo Maya da la bienvenida al nuevo Baktún, a tiempos nuevos en los que se impulsará a la cultura maya desde diferentes perspectivas: desde lo cultural al difundir las costumbres y las tradiciones de una civilización que sigue viva en sus descendientes, reforzando la identidad de los mayas de hoy y promoviendo la economía, al brindar fuentes de empleo y fortalecer al turismo local, nacional e internacional hacia un conocimiento de la Cultura Maya. El árbol sagrado de los Mayas, la Ceiba, símbolo lleno de significados, sus raíces representando el inframundo, su tronco ubicado en lo terrenal y sus grandes ramas que evocan lo celeste y proporcionan cobijo, es la idea generadora del Gran Museo del Mundo Maya, que el 21 de Diciembre del 2012 - día señalado por los Mayas como el fin de una era - abrió sus puertas con la presencia del Presidente de México Enrique Peña Nieto y el Gobernador del Estado Rolando Zapata Bello, en medio de una lluvia de fuegos pirotécnicos que iluminaron la noche y un espectáculo multimedia que evoca la historia de la civilización maya.

NUESTRA FILOSOFÍA En GRUPO ARQUIDECTURE la sustentabilidad y el trabajo en equipo son parte fundamental de nuestra filosofía, la cual se expresa en nuestra misión, visión y valores. NUESTRA MISION Diseñar y desarrollar ESPACIOS QUE ENTIENDEN las necesidades del usuario en contextos específicos y con criterios SUSTENTABLES, expresados en proyectos arquitectónicos y urbanos que abarcan desde la concepción de la idea hasta los planos ejecutivos e información técnica constructiva que se vean reflejados en una mayor eficiencia costo y tiempo durante la materialización de los mismos. NUESTRA VISION En GRUPO ARQUIDECTURE tenemos como VISIÓN ser una referencia de la ARQUITECTURA en México, ofreciendo productos inmobiliarios mejores, generando nuevas alternativas y formas de hacer las cosas. VALORES Respeto, Compromiso, Integridad y Excelencia. En GRUPO ARQUIDECTURE trabajamos con la mejor gente, con los mejores procesos, con la mejor tecnología y con las mejores propuestas para brindar el mejor servicio a nuestros clientes.

GRUPO ARQUIDECTURE

GRUPO ARQUIDECTURE es un equipo encabezado por los arquitectos Ricardo Combaluzier, William Ramírez y Josefina Rivas, cuyo propósito es ofrecer un servicio completo y con la mejor calidad en el ámbito del diseño y desarrollo de proyectos de arquitectura y urbanismo.

Infraestructura

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Calle 38 No. 191 Col. Buenavista C.P. 97137, Mérida, Yucatán, México Tel.: (999) 938-1319 Fax: (999) 938-1320 [email protected]

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Empresas y Empresarios

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Durante la ceremonia el Presidente de México se comprometió a brindar todo su apoyo para que el Festival de la Cultura Maya se celebre cada año, convirtiéndose en un evento de los mas destacados en el calendario artístico y cultural de México para el mundo. El Gran Museo del Mundo Maya de Mérida, un espacio vivo y dinámico, recibe a sus visitantes con escalinatas que generan una experiencia de descubrimiento y sorpresa escalón por escalón, además se ha dispuesto una rampa entretejida, un elevador a nivel de calle y otro en el estacionamiento, estos elementos como parte de una accesibilidad universal, permiten que todos los usuarios ingresen con la misma dignidad hacia la plataforma superior donde se encuentra la plaza de acceso que por las noches se ilumina con un gran colorido proyectando de manera gratuita un espectáculo impresionante para deleite de los espectadores. El gran vestíbulo cubierto y sombreado por el elemento que conforma la fronda de “la Ceiba”, formada por tres niveles que contienen la sala de proyección de gran formato con cafetería, el salón de usos múltiples y las oficinas administrativas, articula en un vacío interior a toda su altura, los distintos niveles y está climatizado naturalmente. En el nivel de acceso se encuentran las salas de exhibición permanente y la temporal que actualmente presenta la exhibición “Chicxulub, el fin de los dinosaurios”, así como restaurante, tienda de souvenirs y estancia infantil. Esta obra, diseño de Grupo Arquidecture / 4A Arquitectos, fue desarrollada por Grupo Hermes Infraestructura y el Gobierno del Estado de Yucatán através de Patronato Cultur mediante el innovador esquema de Proyectos de Prestación de Servicios (PPS), un modelo de asociación público- privada con una inversión de 770 millones de pesos y aún siendo tan reciente, ha sido galardonada con el Premio Internacional Partnership Awards 2012 en el género de proyectos innovadores en la modalidad de PPS y con el Premio Iberoamericano CIDI Obra Emblemática del año 2013 en la Categoría de Cultura.

Eficiencia estructural de

EDIFICIOS DE ACERO ubicados en zonas de alta sismicidad

Héctor Soto Rodríguez1

Introducción

L

a práctica del diseño y la construcción de edificios de acero estructural en México ha evolucionado drásticamente en los últimos años gracias a los avances científicos y resultados de las investigaciones analíticas y experimentales de laboratorio desarrolladas en varias universidades de los Estados Unidos. Aunque en México prevalecen prácticas de diseño y construcción locales para este tipo de edificaciones, es posible distinguir las diferencias de diseño de estructuras de acero en zonas sísmicas en relación con las de los países industrializados, principalmente Estados Unidos. Figura 1. Aspectos generales para lograr la eficiencia estructural en edificios de acero localizados en zonas de alta sismicidad.

Cabe hacer mención de que, en la etapa inicial de todo proyecto estructural, el ingeniero estructurista evalúa, mediante un análisis cuidadoso del diseño arquitectónico, las implicaciones y las dificultades que se presentarán en las fases posteriores de fabricación y de montaje de una estructura de acero. En esta parte estriba el éxito del diseño estructural. El diseño arquitectónico, como se entiende en ingeniería estructural, es la solución óptima de los espacios proyectados por el arquitecto para satisfacer las necesidades del cliente y de los usuarios, con el objetivo de que habiten los edificios y los utilicen en condiciones máximas de comodidad y seguridad. En la arquitectura contemporánea, la estructura de acero es el esqueleto resistente y rígido y, al mismo tiempo, un elemento que enriquece el proyecto. Es protagonista principal, ya que aporta belleza singular a las edificaciones urbanas convencionales. La arquitectura contemporánea presenta una serie de características —áreas grandes libres de columnas,

1 Asesor técnico de Altos Hornos de México y profesor de las maestrías en tecnologías de la construcción e ingeniería estructural, Escuela de Arquitectura y de Ingeniería Civil, Universidad La Salle, León.

19 Suplemento Especial

Para lograr la eficiencia estructural, el diseñador experimentado parte de un diseño arquitectónico congruente, evalúa correctamente todas y cada una de las acciones que afectarán a la estructura durante su vida útil, plasma en su diseño materiales de estupenda calidad, propone una estructuración acorde con las características y ubicación geográfica del edificio, efectúa un modelo matemático representativo de la estructura, aplica un análisis y diseño racional con base en normas y especificaciones estrictas y rigurosas, elabora planos de ingeniería básica completos y bien detallados. Está consciente de los puntos débiles de una estructura de acero, como pueden ser fallas por inestabilidad —el enemigo de una estructura de acero es su propia esbeltez—, inestabilidad de conjunto de la estructura o de parte de ella, pandeo local de patines, pandeo local del alma, pandeo lateral, pandeo lateral por flexotorsión, vibraciones, desplazamientos laterales excesivos, corrosión, baja resistencia al fuego y, ocasionalmente, falla frágil. La figura 1 resume los aspectos generales necesarios para lograr la eficiencia estructural.

Suplemento Especial

20 baja densidad de muros estructurales en las dos direcciones principales del edificio, interrupción de los diafragmas (sistemas de piso) en planta y elevación— que dan origen a estructuraciones fuertemente irregulares. Por ello, el diseñador estructural debe tomar en cuenta estos requisitos, especialmente en los casos en que el edificio se localice en zonas de alta sismicidad.

Figura 4. Inestabilidad de miembros estructurales aislados de estructuras de acero.

Para lograr la eficiencia estructural —particularmente en zonas sísmicas— frente a cada modo de falla, el estructurista asocia una solución práctica, como se indica en el cuadro siguiente:

Figura 2. Museo del Mundo Maya, obra emblemática acreedora del Premio Iberoamericano CIDI–2013 en la categoría Cultural. Cortesía Despacho Arquidecture, Mérida, Yucatán.

Toda edificación, como se mencionó anteriormente, requiere de una estructura resistente y rígida, que a su vez está constituida por diversos miembros que se consideran aislados y que están sometidos a solicitaciones comunes. Cada miembro, de acuerdo con su forma de trabajo, tendrá una eficiencia menor o mayor como se ilustra en el siguiente cuadro:

Fallas típicas y soluciones en miembros estructurales de acero.

En el caso del pandeo local, característico de secciones fabricadas con paredes de placas relativamente delgadas, bajo un sismo intenso se incrementa la carga vertical. Los elementos que forman la sección transversal de una columna no resisten la compresión axial y se produce este modo de falla.

Eficiencia estructural de miembros constitutivos de una estructura de acero.

Asimismo, cada unidad o miembro básico de la estructura puede presentar, eventualmente, un modo de falla característico, si no se toman en cuenta requisitos particulares geométricos o de soporte lateral en la etapa de diseño estructural.

Figura 6. Pandeo local de una columna de sección en cajón, Edificio Ronassi, Sahuayo, Michoacán.

El acero permite concebir sistemas estructurales altamente innovadores —tejidos o redes estructurales— con los que se pueden materializar formas inusuales y extraordinarias, como sucede en el Museo Soumaya de Plaza Carso, Polanco, Ciudad de México, y en el Museo del Mundo Maya, Mérida, Yucatán. Como resultado de un diseño estructural racional, deben elaborarse planos de ingeniería básica completos derivados de la aplicación de normas y especificaciones variadas y estrictas. Las especificaciones del Instituto Mexicano de la Construcción en Acero —diseño elástico, diseño por esfuerzos permisibles y plástico— son un método tradicional que conduce a diseños conservadores y no permite predecir el comportamiento de la estructuras de acero en el umbral de la falla. Si se utilizan las NTC-RCDF-2004 — Normas técnicas complementarias. Reglamento de construcciones del Distrito Federal— o especificaciones AISC– 2010 —siglas del American Institute of Steel Construction, Instituto Estadounidense de la Construcción en Acero—, deberán identificarse de manera clara, precisa y concisa los estados límites de resistencia y de servicio característicos de cada uno de los miembros estructurales y de las conexiones trabe columna. Propiedades básicas de una estructura que definen su respuesta bajo sismos fuertes 1. Las propiedades intrínsecas de una estructura, independientemente del material con que esté construida, son: 2. Estabilidad, para mantener su equilibrio. 3. Resistencia, para que la estructura pueda soportar las acciones. 4. Rigidez, para resistir los desplazamientos laterales. 5. Ductilidad, para que acepte grandes deformaciones, sin que se presente la falla súbita. La influencia del amortiguamiento en el valor de las aceleraciones espectrales es la de mayor importancia. Las aceleraciones pueden adquirir valores muy altos en aquellos casos —por demás frecuentes en estructuras de acero— en los que el amortiguamiento es pequeño. La estructura debe disipar la energía inducida por sismos, el amortiguamiento de una estructura de acero es bajo.

• Estados límites de servicio En el diseño de las estructuras de acero es fundamental la revisión de los estados límites de servicio, de los que los más comunes son desplazamientos laterales ocasionados por sismo, deflexiones máximas —flechas o deformaciones—, vibraciones, periodos de vibración, fatiga y corrosión. Como consecuencia del diseño estructural, el fabrican-

te elabora los planos de detalle, de taller o de fabricación. Estos no deben ser copa fiel de los planos estructurales: no debe fabricarse una estructura si no existen planos de taller suficientemente completos y bien elaborados.

• Comportamiento sísmico

de estructuras de acero

La respuesta de las estructuras de acero ante la acción sísmica se encuentra influida por elementos como el periodo de vibración, la ductilidad, el amortiguamiento, la torsión, los sistemas estructurales, los elementos no estructurales, las cimentaciones y las colindancias, entre otros. El suelo amplifica notablemente los movimientos sísmicos, afectando especialmente a estructuras de mediana altura, con escaso amortiguamiento y periodo natural de vibración cercano a dos segundos en el caso de la Ciudad de México. Las estructuras rígidas, poco esbeltas y con amortiguamiento razonable han sido, en términos generales, menos sensibles y, salvo en casos especiales de estructuraciones muy desfavorables, han presentado comportamientos satisfactorios durante varios sismos en la Ciudad de México. Algo similar puede decirse de edificios altos con periodos naturales notablemente mayores al del suelo. En resumen, las características de una estructura que terminan por conducirla a condiciones críticas de vulnerabilidad ante la acción sísmica, son: 1. Ubicación en zona de alta compresibilidad de la Ciudad de México. 2. Tener un periodo de vibración cercano al del suelo en la zona. 3. Tener amortiguamiento escaso. 4. Propiciar torsiones. 5. Requerir una ductilidad difícil de cumplir, como suele ocurrir en el caso de cambios fuertes y localizados de resistencia. 6. Edificaciones fuertemente irregulares. 7. Propiciar un mecanismo de falla en columnas. 8. Estar construida con materiales o procesos constructivos deficientes.

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Diseño estructural en zonas sísmicas El diseño estructural de un edificio de acero bajo cargas verticales y accidentales —sismo, principalmente— debe garantizar que, bajo ninguna circunstancia, durante su vida útil habrá pérdidas de vidas humanas, daños severos o falla estructural. Tampoco habrá problemas de inestabilidad estructural de alguno de los elementos constitutivos que se han mencionado anteriormente.

Suplemento Especial

Aspectos generales del diseño estructural

22 • Recomendaciones generales para diseño sísmico

Suplemento Especial

1. Uso de materiales de calidad certificada Los materiales empleados en el diseño y construcción de estructuras de acero son perfiles estructurales laminados, tornillos de alta resistencia ASTM A 325 (NOM-H-124) y ASTM A490 (NOM-H-123), fundentes de soldadura AWS. En cuanto a los materiales complementarios, puede haber pernos conectores de cortante y láminas de acero acanaladas para sistemas de piso compuestos acero–concreto. Todos estos se fabrican actualmente en México bajo normas estrictas de calidad internacional, avalada por la Cámara Nacional de la Industria del Hierro y el Acero —Canacero—. Cabe señalar que una de las innovaciones tecnológicas más importantes de la industria del acero en los Estados Unidos ha sido la fabricación de perfiles laminados W o IR de acero ASTM A992, que se caracterizan por tener una gran resistencia, buena ductilidad y soldabilidad, propiedades fundamentales del acero para que pueda aceptar deformaciones importantes sin fallar, y capacidad para permitir las deformaciones inelásticas que se requieren durante un sismo. No todos los aceros estructurales cumplen con los requisitos de ductilidad que se necesitan en zonas sísmicas. Particularmente se exige un comportamiento elasto–plástico. El hecho de que el acero estructural sea dúctil no implica que la estructura fabricada con él sea también dúctil: por el contrario, para lograrlo deben tomarse en cuenta una serie de precauciones especiales, a veces no fáciles de conseguir, que son los que hacen que una estructura de acero pueda considerarse conveniente para funcionar correctamente en zonas sísmicas. Existen varias propiedades mecánicas, físicas y químicas fundamentales, que influyen en la elección del tipo de acero en una estructura para que su comportamiento en zonas de alta sismicidad sea satisfactorio. El proyectista debe aprovechar al máximo estas propiedades, que se resumen en esfuerzo de fluencia — Fy—, esfuerzo de ruptura en tensión —Fu—, módulo de elasticidad —E—, plasticidad, ductilidad, tenacidad, capacidad de absorción de energía, tenacidad y resiliencia, entre otros. En edificios de acero en zonas de alta sismicidad se debe, en general, construir estructuras que sean capaces de incursionar localmente en el intervalo de comportamiento inelástico del material un número sustancial de veces durante el movimiento de la estructura sin fallar. Por otro lado, todos los perfiles laminados de acero estructural tienen propiedades geométricas que los hacen muy convenientes para usos estructurales específicos: vigas, IR, columnas, secciones H, contraventeos y columnas, secciones HSS. Estos últimos perfiles tienen características geométricas muy favorables alrededor de sus dos ejes principales, pero

dificultan las conexiones —secciones cerradas— con el resto de la estructura. 2. Evaluación correcta de las acciones Las acciones que afectan una estructura deben evaluarse correctamente. No obstante, se tienen grandes incertidumbres con respecto a la acción sísmica, en virtud de que es una solicitación impredecible. Aun así, se recomienda no subestimar las acciones permanentes y variables en una estructura. 3. Modelaje coherente El modelaje es la representación de la estructura a través de un modelo matemático. En esta etapa se tienen incertidumbres en el comportamiento estructural del edificio, ya que las normas de diseño se basan en el comportamiento de estructuras regulares ensayadas en laboratorio, que difieren sustancialmente de las estructuras reales, que son, en general, fuertemente irregulares. En el modelaje de la estructura deben tomarse en cuenta el uso de la estructura, la geometría —planta y elevación—, los cortes longitudinales y transversales, las aberturas en diafragmas o sistemas de piso, las alturas de entrepisos, las condiciones de apoyos de columnas, el sistema estructural propuesto y los tipos de conexiones trabe–columnas —flexibles o simples y rígidas—. Para el análisis y diseño estructural de las estructuras se emplean programas comerciales de computadora que constituyen estupendas herramientas aunque, para su uso correcto, es necesario el criterio ingenieril. 4. Determinación del espectro para diseño sísmico Una de las diversas maneras de medir un sismo y el peligro sísmico es utilizar los espectros de diseño, que son gráficas de respuestas máximas de estructuras de un grado de libertad de distintos periodos, obtenidas a partir del registro de la excitación sísmica, vista como aceleración registrada por un acelerógrafo. Los espectros de respuesta muestran las características del sismo desde el punto de vista del efecto —desplazamiento, velocidad, aceleración— sobre las estructuras. Ahora bien, los espectros de diseño que se utilizan para determinar las fuerzas símicas en una estructura deben obtenerse mediante el programa Prodisis —programa para diseño sísmico— del Manual de diseño de obras civiles. Diseño por sismo, de la Comisión Federal de Electricidad y del Instituto de Investigaciones Eléctricas —IIE—, con el que se obtiene, además, la aceleración máxima del terreno rocoso en cualquier parte del país y la generación de acelerogramas sintéticos. Todo lo anterior implica un conocimiento profundo del estructurista en los aspectos de la geotécnica e ingeniería sísmica, que no debe dejar pasar inadvertidas.

capaz de desarrollar, suele requerirse un buen número para disipar la energía necesaria. Número que, no obstante, está limitado por la formación del mecanismo que conduce al derrumbe del edificio. 7. Revisión del efecto de diafragma en sistemas de piso compuestos acero–concreto

Hoy en día, en México, debido a los avances en materia de ingeniería sísmica y estructural, se han refinado los criterios de diseño sísmico de estructuras, con base en modelos matemáticos más complejos. 5. Elección del sistema estructural adecuado Los sistemas estructurales propuestos por el diseñador deben permitir el flujo adecuado de todas las cargas para que puedan ser transmitidas de manera continua y eficiente hasta la cimentación. Dada la naturaleza de las cargas, los efectos sísmicos suelen ser críticos en edificios de mediana altura. Los desplazamientos laterales en marcos rígidos pueden ser mayores que los permisibles, pues con mucha frecuencia no hay muros de ninguna clase. Las normas de diseño en acero estipulan varios sistemas estructurales comunes para edificios de acero convencionales: marcos rígidos con ductilidad alta, marcos rígidos con ductilidad reducida, marcos con contraventeo concéntrico dúctil, marcos con contraventeo concéntrico con ductilidad normal y marcos dúctiles con contraventeos excéntricos. Es evidente que, para edificios ubicados en zonas de alta sismicidad, el sistema estructural más conveniente —para que tengan un comportamiento adecuado bajo acciones sísmicas importantes— es el correspondiente a marcos rígidos dúctiles con contraventeos excéntricos. Si se elige dicho sistema, deberán satisfacerse varios requisitos de tipo geométrico, de contraventeo lateral y constructivos: relaciones entre los anchos de las trabes y columnas, dos ejes de simetría en trabes y columnas, soldaduras de filete continuas entre patines y almas, relación ancho–grueso máxima, relaciones de esbeltez y de cargas máximas, no se permiten agujeros ni empalmes en trabes en zonas de posibles articulaciones plásticas. Además de la verificación de la ductilidad de los marcos rígidos con contraventeos excéntricos, es necesario revisar si la estructura cumple con los requisitos de regularidad. Si no se garantiza el cumplimiento de los requisitos anteriores, lo más razonable es considerar un valor menor del factor de comportamiento sísmico Q y no exigir tanta ductilidad a la estructura. 6. Redundancia estructural Se sugiere proponer sistemas estructurales con un grado de hiperestaticidad alto. Cuando se forma el mecanismo de falla, se considera que cada articulación plástica es un disipador y, dada la limitada cantidad de energía que cada articulación es

8. Secciones convenientes para diseño sísmico

Se recomienda proponer, en el diseño de vigas o trabes —miembros en flexión—, secciones estructurales laminadas IR, que sean capaces de desarrollar el momento plástico (Mp = ZxFy) con capacidad de rotación suficiente para poder ser utilizadas en estructuras diseñadas plásticamente en zonas sísmicas. 9. Dotar contraventeo lateral adecuado Es de suma importancia dotar contraventeo lateral adecuado en las secciones transversales de las trabes y vigas en las que puedan formarse articulaciones plásticas asociadas con el mecanismo de derrumbe, para retardar lo suficiente el pandeo lateral por flexotorsión y lograr un comportamiento satisfactorio de la estructura. La eficiencia de un contraventeo lateral depende de su posición en la viga y del número que se coloque en su claro. En el caso de vigas continuas, en las que el patín comprimido es el inferior, conviene considerar que la viga carece de soportes laterales adecuados.

23 Suplemento Especial

Figura 7. Resultados del Prodisis (Programa de análisis sísmico), del Manual de obras civiles. Diseño por sismo, MOC–Sismo. 2008.

Los sistemas de piso deben funcionar como diafragmas horizontales rígidos. Para poder lograr el conjunto de todos los elementos resistentes a fuerzas laterales, debe enfatizarse la revisión de la capacidad de este diafragma, a fin de transmitir a los elementos más rígidos las fuerzas que han de resistir. Como se ha hecho evidente en los últimos sismos, varias edificaciones con muros rígidos presentaron la falla de la losa que llegaba a ellos. Por lo tanto, deben diseñarse con las características estructurales que les permitan cumplir con este cometido.

24 Suplemento Especial

10. Proveer atiesadores en zonas puntuales de la estructura Para lograr los giros necesarios, las zonas de las articulaciones plásticas deben atiesarse para evitar que ocurra el pandeo de las piezas antes de que ellos se produzcan. Un ejemplo típico son los atiesadores en los eslabones de cortante —shear link— de marcos rígidos con contraventeos excéntricos y los atiesadores que deben colocarse en los puntos donde las vigas secundarias transmiten cargas concentradas a las trabes.

Figura 8. Marco rígido dúctil con contraventeos excéntricos, sistema estructural muy conveniente en zonas de alta sismicidad.

11. Propiciar que las deformaciones inelásticas se presenten en zonas

tangular, debe considerarse que estos perfiles suelen ser de paredes relativamente delgadas y que, en general, no se pueden rigidizar interiormente. Es común que las uniones se refuercen con placas exteriores o anillos. No obstante, el costo aumenta y el refuerzo no es factible, muchas veces, por requisitos arquitectónicos, porque las estructuras hechas con tubos HSS son, con frecuencia, aparentes. Resulta conveniente, siempre que sea posible, hacer conexiones directas, sin placas o anillos ni otros elementos exteriores de refuerzo.

Figura 9.Conexión trabe columna con refuerzo exterior —anillo—. Cortesía: Julio Labastida Álvarez, Universidad Veracruzana, Xalapa, Veracruz.

puntuales de la estructura

Se pretende que se formen ahí las articulaciones plásticas, cuya rotación, más allá de la que corresponde al rango de comportamiento elástico del material, disipa energía. La única forma posible de falla de la trabe, o de otra estructura cualquiera, es la correspondiente a la formación de un número de articulaciones plásticas suficiente como para que la estructura en conjunto, o una parte de ella, se convierta en un mecanismo, ya que se ha eliminado la posibilidad de una falla por inestabilidad de cualquier tipo o por cortante y, aceptadas las deformaciones ilimitadas, tampoco puede producirse una fractura. 12. Proponer columnas con secciones estructurales abiertas Las columnas H tienen la ventaja de simplificar las conexiones con las trabes que reciben, pero cuentan con la desventaja de tener un momento de inercia reducido alrededor de su eje Y. Por el contrario, las secciones en cajón —secciones fabricadas con cuatro placas soldadas— poseen características geométricas muy favorables con respecto a sus dos ejes centroidales y principales, a cambio de lo cual dificultan las uniones, ya que no se pueden rigidizar interiormente. En el diseño de conexiones entre miembros de sección transversal hueca —secciones HSS—, circular, cuadrada o rec-

Como se mencionó, las secciones HSS tienen paredes relativamente delgadas, por lo que deben revisarse varios estados límites de pandeo que suelen ser críticos. Por ejemplo, en el caso de conexiones de armaduras hechas con perfiles HSS, aparecen modos de falla como sección longitudinal, perforación por cortante de la cara de la cuerda, falla por plastificación de la cara de la cuerda, pandeo local de las diagonales, falla por cortante de la cuerda, pandeo local de las paredes de la cuerda o pandeo local de la cara de la cuerda. 13. Colocación de placas de continuidad en columnas El diseño de estructuras de acero en zonas sísmicas queda regido por una condición de carga que incluye al sismo, por lo que, en las conexiones a momento trabe–columna, deben colocarse atiesadores horizontales en los dos lados del alma de la columna IR. 14. Uso de contraventeos excéntricos Los contraventeos son elementos estructurales muy eficientes para incrementar la resistencia lateral de una estructura y reducir su deformación. Al deformarse, un contraventeo disipa energía en la medida en que adquiere deformaciones inelásticas. Se recomienda el uso de contraventeos excéntricos especialmente en zonas sísmicas, en combinación con marcos rígidos en los que, se espera, desarrollen una ductilidad elevada.

CURSO TALLER

Aplicación AplicaciónPráctica Práctica del delCapítulo Capítulo de Diseño Diseño por porSismo Sismo Aplicación Prácticade del Capítulo de del del Manual Manual de deDiseño Diseñode deObras Obras Civiles Civiles de deCFE CFE2008 2008 Diseño por Sismo del Manual de Diseño de

Obras Civiles de CFE 2008

Aula Leopoldo Lieberman

Colegio de Ingenieros Civiles de México, A.C.

Camino a Santa Teresa 187 Col. Parque del Pedregal Tlalpan México D.F.

Viernes 12 y Sábado 13 de abril Viernes 19 y Sábado 20 de abril 2013

Temas

Peligro Sísmico, Efectos de Sitio y Construcción de Espectro de Diseño Cálculo de Fuerzas Sísmicas para Estructuras Tipo Edificios y Uso del Programa PRODISIS Cálculo de Fuerzas Sísmicas para Estructuras Tipo Tanques, Chimeneas y Torres de Transmisión Cálculo de Fuerzas Sísmicas en Muros, Tuberías y Aplicación de los Criterios para tomar en cuenta en la Interacción Suelo-Estructura

Profesores

Dr. Luis Eduardo Pérez Rocha Dr. Ulises Mena Hernández M.I. Miguel Ángel Guzmán Barriga M.I. Nicolás Melchor García

Comité Organizador

C up

Centro Regional de Desarrollo en Ingeniería Civil

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Invitado especial Estructurista de la práctica profesional

Informes e Inscripciones: Centro Regional de Desarrollo en Ingeniería Civil (CRDIC) M. I. Héctor Soto Rodríguez Arq. María Elena Maldonado Porras

Tel/Fax: 01(443) 3 19 89 37 [email protected] * [email protected] www.crdic.org

26 15. Elección de conexiones estructurales trabe–columna

Suplemento Especial

precalificadas

El diseño de las conexiones estructurales de acero es, al mismo tiempo, un arte y una ciencia. Las conexiones estructurales trabe–columna de edificios de acero deben diseñarse, detallarse y construirse con gran cuidado, especialmente en zonas sísmicas, para garantizar el comportamiento satisfactorio de la estructura. Por lo tanto, constituyen el aspecto fundamental y los puntos vulnerables de las estructuras de acero Existe una amplia variedad de conexiones estructurales trabe– columna, soldadas y atornilladas, en edificios de acero, aunque no todas se utilizan comúnmente en nuestro medio, especialmente en zonas sísmicas. En la actualidad no existe un consenso gremial para determinar cuál de las conexiones trabe–columna usuales en México es la más convenientes en estructuras de acero de edificios ubicadas en zonas de alta sismicidad. A pesar de la gran importancia de las conexiones estructurales trabe–columna, en muchos casos no se presta la atención necesaria a este aspecto fundamental. Esto puede propiciar el comportamiento inadecuado de una estructura e incrementar de manera importante el costo de refuerzo de la obra. Es evidente que la seguridad de una estructura depende, entre otros factores, de que el diseño de las conexiones sea correcto. La elección de las conexiones constituye uno de los aspectos más importantes en el diseño de una estructura de acero, puesto que define cómo se transmiten las acciones de unos miembros a otros, lo que influye de manera decisiva en su forma de trabajo y en las dimensiones que se requieren para acomodar los elementos de unión —soldaduras o tornillos de alta resistencia—. Los requisitos fundamentales que deben cumplirse en el diseño sísmico de las conexiones trabe–columna tienen como objetivo que las articulaciones plásticas que puedan desarrollarse en ellas durante la respuesta a sismos intensos no tendrán lugar en la cara de la columna, sino en alguna de las dos zonas adyacentes, la viga o la junta. Por ello, se recomienda elegir conexiones cuyo diseño se basa en los resultados de ensayes de laboratorio bajo cargas cíclicas, como es el caso de la unión trabe–columna con placa extremo, desarrollada por Thomas M. Murray después del sismo del 17 de enero de 1994 en Northridge, California. Las conexiones que se propongan en zonas sísmicas deben ser capaces de desarrollar una rotación inelástica no menor de 0.03 radianes.

Figura 10. Conexión trabe–columna supuestamente “rígida”. Tienda Ancla, Morelia, Michoacán.

Las tendencias actuales y futuras en México apuntan al uso de las conexiones atornilladas por su facilidad y rapidez constructiva durante el montaje de la estructura, la reducción de riesgos climáticos que afectan el proceso de soldadura, la inspección visual sencilla y el equipo sencillo que se requiere para colocar los tornillos de alta resistencia.

Figura 11. Conexión trabe–columna con placa extrema (CTC–4).

Por ello, deberá reducirse el uso de la soldadura de campo, ya que requieren la asistencia de un laboratorio de control de calidad para garantizar su eficiencia y que cumpla cabalmente con la normatividad de la AWS (American Welding Society, Sociedad Estadounidense de Soldadura).

Tabla 1. Eficiencia de conexiones trabe columna en edificios de acero ubicados en zonas de alta sismicidad

Desventajas de diseño y fabricación

Conexión

Descripción

Comentario

CTC-1

Placas de conexión soldadas a patines de la trabe y placa de cortante soldada al patín de la columna en taller y soldada en campo al alma de la trabe.

En México, a diferencia de otros países industrializados, es común y muy frecuente diseñar conexiones soldadas de este tipo.

 Presenta varios puntos críticos de falla, correspondientes a las soldaduras de penetración completa y de filete que deben depositarse en campo, en la placa de conexión superior y en la de cortante.

Conexión común, de uso frecuente en México.

 Conexión rápida de hacer en campo y que requiere de una precisión geométrica muy rigurosa para garantizar la coincidencia de los agujeros en patines y placas para colocar los tornillos de alta resistencia ASTM A325(NOM-H-124).

CTC-3

CTC-4

CTC-5

Conexión tipo árbol, típica de Japón, cien por ciento atornillada en campo.

Conexión con placa extrema, unión precalificada por el AISC.

Hueso de perro.

De uso moderado en México, ha sido remplazada por la conexión con placa extrema.

 Muy eficiente, ya que se reducen los puntos críticos de la conexión, que son las soldaduras que se depositan en taller.  Requiere el uso de muchas placas, por lo que la fabricación resulta cara.  Los muñones o brazos reducen la capacidad de transporte de las columnas.

Muy popular en Estados Unidos y de uso normal y cada vez más frecuente en México. Los tornillos trabajan a tensión, lo que ocasiona la acción de palanca que debe tomarse en cuenta en el diseño.

 Conexión sencilla y económica, ya que no requiere de muchos elementos de unión y, por lo tanto, reduce los puntos críticos de falla.  Toda la soldadura se deposita en taller, por lo que se elimina la soldadura de campo que requiere mayor supervisión y control de calidad.  La fabricación debe ser muy precisa para asegurar su alineado y plomeado en obra.

De uso escaso en México. Los patines de la trabe se reducen intencionalmente para obligar que en estas zonas se formen las articulaciones plásticas asociadas al mecanismo de falla.

 Unión sencilla y económica, que carece de elementos de unión ya que los patines se sueldan directamente a los patines de la columna con soldadura de penetración completa.  La placa de cortante se atornilla en campo.

27 Suplemento Especial

CTC-2

Placas de conexión atornilladas a los patines de la trabe y placa de cortante soldada al patín de la columna y atornillada al alma de la trabe.

Suplemento Especial

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Figura 12. Conexión trabe–columna con placas soldadas por patines (CTC-1).

Figura 14. Conexión trabe–columna con placas atornilladas por patines (CTC-2).

Figura 13. Conexión trabe–columna cien por ciento soldada en campo, con refuerzo interior a base de placas —atiesadores horizontales—.

Figura 15. Conexión trabe–columna atornillada compuesta.

Figura 16. Conexión trabe–columna tipo árbol, utilizada profusamente en Japón (CT-3).

Figura 18. Falta de precisión en conexión trabe–columna con placa extrema (CTC-4).

Figura 17. Conexión rígida trabe–columna cien por ciento atornillada en campo.

Fig. 19. Conexión hueso de perro, unión precalificada en Estados Unidos y de uso limitado en México (CTC-5).

Suplemento Especial

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Suplemento Especial

30 Las conexiones reales se construirán utilizando materiales, configuraciones, procesos y métodos de control de calidad que se acerquen, tanto como sea posible, a los empleados en las juntas ensayadas. Reforzar las conexiones estructurales trabe–columna de un edificio de acero dañado severamente por sismos de gran magnitud es corregir, tarde y a mayor costo, lo que debió hacerse antes y durante de cada una de las etapas previas a su construcción. 16. Evitar la falla frágil En los casos en que las condiciones de trabajo puedan provocar fallas de tipo frágil, deben evitarse todas las condiciones que puedan propiciarla, tales como el uso de aceros con alto contenido de carbono, la operación de la estructura a muy bajas temperaturas, la aplicación de cargas que produzcan impacto importante, la presencia excesiva de discontinuidades en forma de muescas en la estructura y las condiciones de carga que produzcan un estado triaxial de esfuerzos, en el que la relación entre el cortante máximo y la tensión máxima sea muy pequeña. Especialmente, deberá evitarse la presencia simultánea de varias de estas condiciones.

Nota curricular Héctor Soto Rodríguez es autor de once libros sobre estructuras de acero, que constituyen una bibliografía muy completa y reconocida por el gremio de la ingeniería estructural en México y en América Latina. Ha organizado más de doscientos eventos nacionales e internacionales. Ha sido acreedor de varios reconocimientos a nivel internacional, como el del Instituto Latinoamericano del Fierro y el Acero —ILAFA—, ahora Asociación Latinoamericana del Acero —Alacero—; nacionales, entre los que se encuentra el de la Cámara Nacional de la Industria del Hierro y el Acero(CANACERO)—, Altos Hornos de México (AHMSA), Gerdau y la UNAM Campus Morelia— y estatales, como el del Colegio de Ingenieros Civiles del Estado de Michoacán y del H. Ayuntamiento de Veracruz (Visitante Distinguido), por sus contribuciones y aportaciones a la ingeniería estructural. Recientemente cumplió veinticuatro años como profesor de varias universidades y colegios de ingenieros civiles de México y de América Latina, como la Universidad Nacional Autónoma de México, la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, la Universidad Vasco de Quiroga, la Universidad Latina y la Universidad La Salle Bajío, León , Gto. Actualmente, Soto Rodríguez participa de una manera muy destacada en el Programa Nacional de Difusión del Acero en la Construcción, que AHMSA lleva a cabo en universidades mexicanas y en colegios de ingenieros civiles del país, el cual tuvo, en el primer semestre de 2012, más de 1,150 asistentes, y cuenta ya con más de 4,000 horas hombre de capacitación. Otra labor relevante del M.I. Soto Rodríguez ha sido la actualización del Manual AHMSA Construcción en Acero , referente que sirvió de base en México durante 50 años para diseñar y construir estructuras de acero.

Empresas y Empresarios

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Gran Museo del

Mundo Maya

de Mérida:

rompiendo los moldes de la infraestructura cultural Por Carlos Hank González

Grupo Hermes ha tenido el honor de participar en algunos de los proyectos de infraestructura pública y privada más relevantes de la historia reciente de México, proyectos que nos enorgullecen y motivan porque sabemos que, a través de ellos, hemos contribuido de manera directa al desarrollo y crecimiento de México.

Un elemento que nos atrajo de esta magna obra fue que se trataba de un Proyecto para Prestación de Servicios (PPS), esquema basado en la suma de esfuerzos y talentos de los sectores público y privado para el desarrollo de infraestructura y servicios públicos de primera calidad. En este sentido, el desafío implicaba no sólo la construcción, sino el financiamiento y operación a largo plazo del primer museo que se construye bajo este esquema de inversión en América Latina; lo que coloca a Grupo Hermes y al Gobierno de Yucatán como punta de lanza en la materia. El modelo de PPS diseñado para el desarrollo del Gran Museo del Mundo Maya de Mérida representa un parteaguas en el desarrollo de infraestructura en México e implicó desafíos para los que pocos estaban preparados. Para darnos una idea de la magnitud de la obra, basta decir que se utilizaron miles de toneladas de acero y de concreto, se crearon más de 1,500 empleos directos y 4,500 indirectos, con una inversión inicial de 770 millones de pesos para construcción y equipamiento, y un grupo de 15 empresas trabajando al unísono.

La construcción se desarrolló a partir del diseño de vanguardia de 4A Arquitectos, cuyo símbolo central se encuentra en la colosal estructura de acero que representa el follaje de una gigantesca ceiba. En el proceso constructivo participaron empresas yucatecas como IDIMSA, que están al nivel de las mejores a escala mundial. La asociación la empresa Oinos Dyonisos, dirigida por el reconocido museógrafo José Enrique Ortiz Lanz, nos permitió presentar un proyecto museográfico de clase mundial, en el que participaron más de 100 especialistas de todas las áreas involucradas, tales como, arqueología, antropología e historia. De igual manera se coordinó la creación de un espectáculo de luz y sonido ideado por el prestigiado maestro Xavier de Richemont, artista de fama mundial. En paralelo, HOATSA, empresa de Grupo Hermes especializada en la operación y administración de infraestructura pública, trabajará para asegurar que el museo cuente con el mantenimiento que requiere a lo largo de los próximos veinte años. Hoy, al observar la obra concluida, puedo decir con gran satisfacción que gracias a proyectos de esta envergadura, Grupo Hermes se ha consolidado como un grupo empresarial líder en el desarrollo de proyectos de asociación público-privada en México. Y más importante aún, al invertir en el Gran Museo del Mundo Maya de Mérida, Grupo Hermes se congratula por haber contribuido en la dignificación y promoción de la cultura Maya, la cual nos enorgullece e identifica como mexicanos.

33 Empresas y Empresarios

De todas las obras de infraestructura que hemos desarrollado, hay una que sobresale por su nobleza y valor cultural: El Gran Museo del Mundo Maya de Mérida. Desde la licitación pública de este gran proyecto lo hicimos convencidos de la trascendencia que tendría para todos los mexicanos. Porque en Grupo Hermes sabemos que México requiere de obras que nos permitan reforzar y renovar el diálogo con nuestra cultura.

Maravillas de la Ingeniría

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Ingeniería a escena Primer acto:

el nuevo Teatro Real de Shakespeare Daniel Leyva

H

ay, en la historia de la cultura y el arte, figuras tan disímbolas que, por momentos, uno casi podría imaginarse que pertenecieron, más que a dos épocas o países distintos, a dos planetas por completo diferentes. Tal es el caso, en mi opinión, de William Shakespeare y Walt Disney, dos creadores con poquísimos puntos de contacto1 con quienes, sin embargo, dos disciplinas constructivas —la arquitectura y la ingeniería civil— se han aliado en fechas recientes para rendirles idéntico homenaje en la forma de sendos recintos, dedicados a las bellas artes y bautizados con sus nombres. Y aunque es bien sabido que innumerables edificios se han erigido a lo largo de la historia a la memoria de artistas notables, sería un grave error pensar que, por esa razón, los edificios en cuestión pudieran carecer de rasgos originales. Muy por el contrario, tanto el renovado Teatro Real de Shakespeare como la Sala de Conciertos Walt Disney son claros productos de las técnicas y los materiales más modernos de la industria de la construcción, así como de las tendencias arquitectónicas más recientes.

La ciudad a orillas del río Avon William Shakespeare vio la primera luz, hace casi cuatro siglos y medio, en un pequeño pueblo llamado Stratford–upon–Avon, razón por la cual es conocido como el Cisne de Avon, frase acuñada por su contemporáneo Ben Jonson y que aparece en un poema publicado en

1 Como no sea la fama casi universal que alcanzaron sus nombres y, quizás, el hecho de que fueron en vida dos exitosos empresarios en el ámbito del entretenimiento popular.

¿Qué tienen en común Los Hombres X, Harry Potter y James Bond y las producciones más aclamadas de las obras del Bardo en la actualidad? Ni más ni menos que su reparto: de Charles Xavier a M, y de Lord Voldemort a Magneto, Hollywood ha invertido millones de dólares para que sus héroes y villanos sean representados por la flor y nata de la RSC.

16232, siete años después de la muerte del gran dramaturgo. Por su parte, el título de el Bardo, con el que también se conoce a Shakespeare, está igualmente ligado a su ciudad natal, pues su uso se popularizó durante las celebraciones que, en 1769, se llevaron a cabo en ella con motivo del bicentenario del nacimiento del escritor, y que fueron organizadas por el influyentísimo actor y productor teatral David Garrick quien, para la ocasión, compuso una —horrible— canción a la memoria del “bardo de bardos”. Aunque el llamado Jubileo de Shakespeare fue un auténtico desastre —durante el cual una lluvia torrencial poco 2 Se trata de una curiosa elegía en la cual Jonson, autor de despiadadas sátiras, no deja pasar la oportunidad de apuntar que su llorado colega, el autor de Hamlet, “sabía poco latín y menos griego”.

menos que arrasó el teatro de madera construido por Garrick—, su realización colocó al modesto pueblo “a orillas del río Avon” en el centro de una creciente idolatría que llevó al isabelino a convertirse en el Poeta Nacional por excelencia, y a su ciudad natal en uno de los sitios turísticos más visitados del país. Con todo, no fue sino hasta más de un siglo después del Jubileo que se construyó el primer teatro profesional permanente en la ciudad: el Shakespeare Memorial Theatre, completado en 1879. En 1932, este foro, consumido por el fuego en 1926, fue sustituido por una nueva construcción, la cual adoptó el nombre de Teatro Real de Shakespeare en 1961, año en que se fundó la mundialmente famosa Compañía Real de Shakespeare — RSC, por sus siglas en inglés—, a la que le sirve de sede.

Teatros nuevos por viejos Al nuevo teatro principal de la “capital” shakespeareana le cupo la distinción de haber sido el primer edificio público en Inglaterra planeado por una profesional de la arquitectura, Elisabeth Scott. Como era de esperarse, un diluvio de críticas —no todas, ni mucho menos, de tipo constructivo— se abatió sobre el edificio y su creadora que, por fortuna, no carecieron de simpatizantes influyentes, como fue el caso de Bernard Shaw, cuyo apoyo declarado sirvió de contrapeso a los furibundos ataques del compositor Edgar Elgar, quien llegó al extremo de declinar la posición de director musical de la compañía. Con todo, el teatro de Scott, cuya filosofía de diseño estaba dirigida hacia lo funcional más que a lo decorativo, cumplió de manera admirable su cometido artístico durante siete décadas y media hasta que, en 2007, inquietantes vientos de cambio empezaron a soplar sobre Stratford–upon–Avon. La Compañía Real de Shakespeare quería, en palabras de su director artístico, Michael Boyd, “abandonar el proscenio decimonónico para llegar a un teatro que exalta la interacción”. Para acceder a tal fin, el mejor camino era regresar al viejo tablado isabelino, en el cual los actores representaban sobre una plataforma rodeada de público por tres lados3. En otras palabras, era preciso rehacer por completo el viejo teatro.

Cuando, en 1927, Elisabeth Scott ganó el concurso para construir lo que sería el Teatro Real de Shakespeare, no sólo causó sorpresa por su género, sino también por su edad, pues había cumplido apenas 29 años. 3 Disposición escénica también llamada “tridimensional”.

36 Maravillas de la Ingeniría

Proyecto Transformación El primer problema al que se enfrentaron los promotores de la iniciativa para renovar el foro shakespereano —conocida como Proyecto Transformación— fue, naturalmente, asegurar el dinero necesario para llevar a cabo la empresa. La primera fuente de financiamiento fue la lotería pública británica, organismo que aportó los recursos necesarios para echar a andar los trabajos. Pero eso fue solo el principio: cuando las obras finalizaron en 2011 —a tiempo para celebrar los primeros cincuenta años de la RSC—, individuos e instituciones de más de sesenta países habían invertido casi 113 millones de libras esterlinas en el proyecto. El segundo problema de consideración fue de naturaleza técnica ya que, debido a su importancia histórica, era preciso conservar diversos elementos arquitectónicos, como el frente del teatro —el llamado “vestíbulo Scott”—, así como el fondo del escenario, lo cual significaba que habrían de tomarse toda clase de precauciones para evitar que los elementos protegidos resultaran dañados, ya fuera durante la demolición del resto del edificio o mientras se levantaba el nuevo auditorio con capacidad para poco más de mil espectadores, flanqueado por dos alas adicionales. Por si fuera poco, toda esta delicada y compleja operación tendría que llevarse a cabo dentro de un área extremadamente reducida. Pronto quedó claro que, tanto desde el punto de vista técnico como del económico, el protagonista de la nueva superproducción shakespereana tendría por fuerza que ser el acero, el material idóneo para fabricar los elementos estructurales que requería llevar a cabo una remodelación radical dentro de los límites impuestos por la conservación histórica. En total, se utilizaron 580 toneladas de acero estructural, 72 de las cuales se encuentran en las dos vigas en celosía de24 metros de longitud y 2.5 metros de alto que atraviesan el auditorio de punta a punta. La importancia de estos dos elementos es difícil de exagerar, ya que su propósito es el de servir de soporte a veinticinco toneladas de escenografía, una galería técnica con equipo de iluminación y sonorización y dos pisos suspendidos directamente sobre el auditorio. Estas cerchas se apoyan en los nuevos muros internos del auditorio —hechos de concreto— y se conectan por medio de vigas de acero con un entramado de elementos del mismo material que forman el techo que cubre la totalidad del edificio renovado.

“La combinación de alcance, peso y cuidadosa ubicación dentro de la limitada planta del edifico determinó el tamaño de la grúa. Cualquier otra máquina hubiera resultado insuficiente”. Paul Hayes, gerente de proyecto de Billington Structures.

Así como el acero estructural fue el material esencial para la transformación del teatro, la herramienta clave de la operación fue la gigantesca grúa [3] móvil de quinientas toneladas de capacidad, utilizada por los contratistas Billington Structures, Ltd. para colocar los elementos prearmados, algunos de gran tamaño, como fue el caso de la viga de tipo Vierendeel que sostiene el techo de la terraza–café. Esta celosía, de diez metros de longitud y diez toneladas de peso, fue llevada en una pieza hasta el sitio de la obra y colocada mediante la grúa en la azotea del nuevo edificio de cuatro pisos, construido junto al auditorio del lado que da a la orilla del río.

Teatro para el siglo XXI El deseo de Boyd de reproducir la “intimidad” del tablado isabelino se cumplió con creces, a tal punto que, ahora, la distancia entre el escenario y el asiento más alejado es de apenas quince metros, a diferencia de los veintisiete en el viejo teatro. Además, como bien apunta Vince Herbert, jefe de iluminación de la sala, el proscenio alargado —una amplia plataforma de representación que se abre paso entre las filas de asientos— es la clave de una disposición escénica que genera una multiplicidad de perspectivas y que va en contra del paradigma —muy evidente en las salas de cine, por ejemplo— que pretende uniformar la experiencia de todos los espectadores. Pero el Proyecto Transformación no se concentró únicamente en el espectador, el visitante o el turista: una buena parte de los trabajos de renovación tuvieron que ver, de manera primordial, con el deseo de dotar a los actores de la RSC del mejor lugar de trabajo posible. Las nuevas instalaciones ofrecen, por ejemplo, camerinos mucho más amplios, equipados con hermosos baños completos. Asimismo, el complejo cuenta con un comedor que da servicio exclusivo a los miembros de la compañía y a sus invitados. Finalmente, al renovado complejo teatral se le añadió una hermosa torre de observación de treinta y seis metros de altura desde la cual, como dice el documentalista Michael Woods, “el visitante puede disfrutar la totalidad del paisaje literario más evocativo de Inglaterra”.

Maravillas de la Ingeniría

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PARTICIPACION DEL GRUPO COLINAS DE BUEN EN EL PROYECTO DE LA LINEA 12

Grupo

Colinas de Buen

Colinas de Buen S.A. de C.V.

S

e proyectaron ocho estaciones y siete intertramos, iniciando desde el Oriente con la estación terminal Tláhuac, seguida hacia el Poniente por la estación Tlaltenco ambas fueron diseñadas en solución superficial, las estaciones siguientes: Zapotitlán, Nopalera, Los Olivos, San Lorenzo Tezonco, Periférico Norte y Calle 11, fueron concebidas en solución elevada, con la finalidad de evitar al máximo las afectaciones. Los intertramos constituidos con una serie de columnas de concreto que soportan dos vigas metálicas paralelas, constituyen una solución sumamente sencilla, ligera y eficiente, las

realizó el proyecto ejecutivo del tramo elevado de la Línea 12 desde la cola en Tláhuac hasta la calle 11, este tramo se desarrolló en apoyo a Ingenieros Civiles Asociados (ICA) que dio su confianza para hacerlo.

estaciones elevadas son igualmente ligeras a base de estructura metálica, son totalmente transparentes y cuentan con una iluminación y ventilación natural que repercutirá en importantes ahorros durante su operación normal. Uno de los retos más importantes de este proyecto fue el de las cimentaciones de tramos y estaciones, por la gran complejidad del suelo en la zona, donde se alterna el suelo rocoso que a veces aflora en la superficie, con enormes depósitos compresibles, condiciones a veces colindantes. Fue necesaria una labor importante de Mecánica de Suelos para diseñar en cada caso la cimentación adecuada y

sobre todo, conseguir un comportamiento uniforme en la super estructura, la que soporta los sistemas de vías donde respetar las tolerancias resulta muy importante. Esta es la primera línea de Metro que cumple con las Normas más estrictas de accesibilidad para personas con discapacidades, ello se refleja en la circulación vertical y horizontal, que a pesar de la complejidad que implicaban para el proyecto, se resolvieron con gran sencillez de tal modo que pasan como algo natural, casi inadvertido.

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Desde su fundación Colinas de Buen ha participado continuamente en el desarrollo y la gestación del México actual.

Colinas de Buen

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El Grupo ha abierto recientemente una nueva área de trabajo dedicada al desarrollo de proyectos bajo asociaciones público privada, incluyendo la reestructuración, conceptualización, formulación o instrumentación de proyectos carreteros y de transporte.

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El desarrollo de nuestros servicios de gerencia y administración de proyectos esta basado en estudios, análisis y supervisión para la elaboración de soluciones. • • • •

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Uno de Nuestros Proyectos El proyecto túnel sumergido bajo el río Coatzacoalcos Grupo Básico Mexicano ha sido desde el inicio de esta importante obra en el 2004, la Gerencia de Proyecto para la Construcción del Túnel Sumergido bajo el Río Coatzacoalcos, encargada de coordinar y supervisar el correcto desarrollo del propio proyecto durante su etapa de construcción hasta la puesta en marcha. La obra está siendo ejecutado en la ciudad de Coatzacoalcos, Veracruz, ubicada en la desembocadura del propio río Coatzacoalcos con el Golfo de México. En esta región del Sur de Veracruz se localizan las Instalaciones de la industria petroquímica de Pemex más grande de América Latina. En la actualidad se utilizan dos medios para cruzar de la ciudad de Coatzacoalcos a la zona industrial. A través de panga para llegar a la congregación de Allende. Por el puente Coatzacoalcos construido en 1958. Con la construcción del túnel sumergido en el Río Coatzacoalcos se unirá la zona urbana de Coatzacoalcos con la congregación de Allende del mismo municipio, y es una alternativa urbana al actual cruce carretero que permitirá optimizar el servicio en materia de vialidades y transporte que fortalecerá y consolidará el desarrollo regional del sur de Veracruz pues traerá los siguientes beneficios. 1. Reducir los tiempos de traslado de la zona urbana a los centros de trabajo ubicados en los complejos petroquímicos Morelos, Pajaritos y La Cangrejera. 2. Eliminar los congestionamientos actuales en el Puente Coatzacoalcos. 3. Reducir la contaminación ambiental.

Especificaciones: •Longitud •Longitud •Longitud •Longitud

tramo sumergido: 805.00 metros. acceso Coatzacoalcos: 480.00 metros. acceso Allende: 243.00 metros. total: 1,528.00 metros.

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BM México: Av. Insurgentes Sur No. 1809, 3er. Piso Col. Guadalupe Inn, C.P. 01020 México, D.F. Tels. 56 61 36 54 56 61 37 79 Fax: 56 62 88 75 56 61 36 54

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Historia de la Ingeniería Civil

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Del progreso a la cultura: la Compañía Fundidora de Monterrey

y el museo del Acero Horno

3

Ana Silvia Rábago Cordero

N

o son pocos los edificios construidos durante el porfiriato —algunos de los cuales continuaron funcionando durante muchas décadas— que el día de hoy albergan en su interior recintos culturales o museos. Tal es el caso del Museo del Acero Horno 3, que se encuentra en las instalaciones de lo que fue la Compañía Fundidora de Fierro y Acero de Monterrey. La función principal de este museo es conducir al visitante en un recorrido por la historia de la siderurgia en México y mostrarle el funcionamiento de la fundidora en el pasado, así como fomentar en los visitantes el interés por la ciencia y la tecnología. La historia de la Compañía Fundidora se relaciona con el proyecto de desarrollo y progreso puesto en práctica por Porfirio Díaz y su régimen. El ícono de sus propósitos fue el ferrocarril, cuya expansión hizo necesario tender

kilómetros de vías al por mayor. Dado que la producción nacional de sus elementos constructivos era muy escasa, se prefería traer los materiales del extranjero, situación que, naturalmente, aumentaba los costos. Debido a lo anterior, Vicente Ferrara —con la ayuda de varios socios como Antonio Basagoiti, León Signoret y Eugenio Kelly— decidió fundar una compañía, la cual quedó constituida el 5 de mayo del primer año del siglo XX con el nombre de Compañía Fundidora de Fierro y Acero de Monterrey. El acta constitutiva se firmó frente al notario Tomás Crescencio Pacheco y, aunque los accionistas más importantes fueron los ya mencionados, cerca de setenta hombres de negocios aportaron el capital inicial de diez millones de pesos. Los inicios no fueron sencillos para la fundidora dado que, como no era fácil vender productos de hierro nacionales, la compañía tuvo que allegarse el apoyo gubernamental para poder colocarlos en el mercado.

En 1914, la Revolución Mexicana afectó la producción de hierro, entre otras cosas, porque los ferrocarriles no podían acarrear materias primas ni trasladar productos, a lo que se sumaba la práctica —común a todos los bandos en disputa— de dinamitar vías y trenes. Con el objetivo de facilitar la adquisición de los materiales, la Fundidora adquirió, en 1920, minas de hierro en Durango y Coahuila. Además, en la misma década comenzó a diversificar su producción, al crear fábricas de alambre y de cañería, así como la Fábrica de Ladrillos Industriales y Refractarios y la Fábrica de Ruedas. A finales de la década de 1920 y principios de la de 1930, la situación económica de la fundidora mejoró: la producción aumentó gracias a la necesidad de reconstrucción del país y al fomento que el gobierno daba a las obras de infraestructura. Más tarde, en 1940, un activo proceso de industrialización comenzó a darse en

er 3

CONCURSO UNIVERSITARIO

CILINDROS DE CONCRETO Mayo 3, 2013 Instituto tecnológico de Mérida olimpianeic Inscripciones hasta Abril 5, 2013

La Sección Centro y Sur de México del American Concrete Institute (ACI) y la Asociación Nacional de Estudiantes de Ingeniería Civil invitan, Objetivo Elaborar cilindros de concreto con una resistencia promedio a la compresión de 30 MPa y una densidad en estado saturado y superficialmente seco de 2200 kg/m3 con la mayor eficiencia de cemento y el menor costo. Premios El primer lugar un viaje para 3 integrantes del equipo a la Convención de Otoño del ACI en Phoenix, Arizona, EUA en octubre del 2013 para participar en la competencia internacional*. El segundo lugar recibirá $ 10 000 MXN y el tercer lugar recibirá $ 5000 MXN.

Más información en http://www.acicdmexico.org o a través de Facebook Capítulos Estudiantiles ACI Centro y Sur de México o a los correos [email protected], [email protected] o [email protected]

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buena parte de América Latina. Inscrita en este proceso está la fundación de Altos Hornos de México en 1943, acontecimiento que demuestra el impulso a la siderurgia en México. El mismo año, La Fundidora de Monterey inauguró su segundo horno alto. En 1945 comenzó una nueva etapa para la Compañía Fundidora, al ponerse en marcha un ambicioso programa de ampliación y modernización. A lo largo de la década de 1950 fue notorio el proceso de expansión de la industria siderúrgica y, en 1952, la Fundidora solicitó —y obtuvo— un préstamo de más de cuatro millones de dólares para adquirir un molino de combinación. La primera etapa del proceso de modernización se extendió de 1957 a 1961, y consistió en iniciar la construcción de los departamentos de aceración y aceros planos, así como la modernización del horno alto número 2 y la creación de una planta termoeléctrica. La segunda etapa ocurrió entre 1964 y 1968, y en ella se construyó el horno alto número 3, dos hornos adicionales y una turbina para la termoeléctrica. La instalación del horno 3 empezó en 1965 e inició operaciones en 1968. Este horno contaba con las tecnologías más avanzadas del momento, como el sistema automático de cambio y control de estufas. La tercera etapa de modernización abarcó de 1974 a 1977, años en los que se hicieron modificaciones al horno número 3, se construyó una nueva acería, una planta peletizadora y se amplió el sector de aceros planos. A pesar de los planes de mejora y las expectativas creadas alrededor de la producción de hierro, la Fundidora no pudo superar una serie de problemas que comenzaron en la década de 1970 —en los que más de uno creyó ver la mano del gobierno de Luis Echeverría— con el bloqueo de las vías férreas que comunicaban a la Fundidora con Durango por parte de un grupo de estudiantes de dicho estado, quienes argumentaban que los duranguenses debían apro-

vechar sus propios recursos naturales. A continuación se sucedieron, por un lado, innumerables conflictos laborales, paros y huelgas sindicales, y, por otro lado, la devaluación de la moneda, la contratación de deuda con diferentes bancos y una congelación de precios que provocó que las utilidades se desplomaran. Frente a tantos problemas, la nacionalización del negocio parecía ser la única solución, y el presidente del consejo de la Fundidora, Carlos Prieto Fernández, cedió la empresa al gobierno mexicano en 1977. El gobierno, para tratar de mejorar las condiciones en las que se desenvolvían los pasivos de la fundidora, la integró, junto a Altos Hornos de México y la Siderúrgica Lázaro Cárdenas–Las Truchas —Sicartsa—, en una sola entidad, llamada Siderúrgica Mexicana —Sidermex—. Sin embargo, pesar de estos esfuerzos, la deuda no disminuyó y los problemas sindicales tampoco se solucionaron, por lo que la Compañía Fundidora de Monterrey cerró definitivamente sus puertas el 9 de mayo de 1986, día en que llegó a su fin la historia de la que se consideró la mayor empresa siderúrgica de América Latina. Tras la quiebra y el cierre de la Fundidora se procedió a liquidar a los obreros y empleados, pero hacía falta también determinar qué se haría con los terrenos y las instalaciones que habían pertenecido a la empresa. Al haber sido una paraestatal, correspondió al entonces presidente de México, Miguel de la Madrid, ceder la Fundidora al gobierno de Nuevo León para la construcción de un parque ecológico. A mediados de 1989, la Secretaría de Desarrollo Urbano y Ecología aceptó un plan maestro para la creación del Parque Fundidora, cuyo primer paso fue desmontar parte de las instalaciones y despejar espacios para la siembra de árboles. Del plan principal se desprendieron otros más para fomentar la cultura y el turismo del estado, como la

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4646 construcción de un centro de exhibiciones, un teatro al aire libre, un hotel de cinco estrellas, la Arena Monterrey y el Archivo Histórico de Fundidora. Dentro del Plan de Desarrollo de la administración 2003– 2009 se crearon nuevas atracciones en el Parque Fundidora, entre ellos una pista de hielo, la Casa de los Loros y el Museo del Acero Horno 3. El museo, que se encuentra en el espacio que ocupara el horno alto número 3 de la Fundidora Monterrey, abrió sus puertas el 16 de agosto de 2007 en el marco del Fórum Universal de las Culturas de Monterrey. Sus instalaciones se dividen en cuatro áreas: la galería del acero, la galería de historia, el paseo por la cima y el show del horno. La galería del acero muestra los procesos productivos siderúrgicos que se llevaban a cabo en la empresa a través de noventa y nueve exhibiciones interactivas. La galería de historia, por su parte, muestra el desarrollo de la industria siderúrgica, la vida de los trabajadores, la importancia de la industria del acero y su relación con el ámbito local, regional e internacional en cuanto a comunicación y transportes. El paseo por la cima es un recorrido por las antiguas instalaciones desde las alturas y se lleva a cabo por medio de dos elevadores, que ascienden de forma diagonal hasta una altura de cuarenta metros. Por último, el show del horno —sin lugar a dudas, el principal atractivo del museo— permite realizar un recorrido por dentro y por fuera del horno alto número 3 en compañía de un ex trabajador de la fundidora. En dicha área se recrea, por medio de recursos multimedia, la forma en que funcionaba el horno 3, ocupando para ello efectos de sonido, vapor y vibraciones, entre otros. El exterior del museo tiene una superficie de seiscientos metros cuadrados, mientras que el interior consta de mil quinientos. En pocos años, el museo ha recibido numerosos premios y reconocimientos por su trabajo de difusión de la historia de la siderurgia en México a través de novedosos recursos y técnicas que vuelven inolvidable la visita para el espectador. Gracias a lo atractivo del museo, se ha convertido en uno de los lugares obligados para el turismo nacional e internacional, así como en un ícono de la cultura regiomontana.

48 DISEÑO PRÁCTICO DE

Libros

ESTRUCTURAS DE ACERO

D

e manera ordenada y progresiva, el autor busca cubrir los aspectos prácticos que permitan al recién egresado de la carrera de ingeniería civil, así como al técnico poco experimentado, adquirir los recursos prácticos necesarios para el diseño de estructuras de acero de plantas industriales y obras civiles. Tanto el análisis estructural como el diseño y la construcción están basados en las especificaciones del manual estadounidense AISC/ ASD/LRFD (Instituto Estadounidense de Construcción en Acero-Diseño por esfuerzos permisiblesDiseño por factores de carga y resistencia ), el Manual de Obras Civiles de la CFE y el Reglamento de Construcciones para el D. F. (RCDF).