ANTECEDENTES
San Luis Potosí, SLP.
San Luis Potosí, SLP. El pasado lunes 3 de mayo del 2021 a las 10:22 por la noche se colapsó un tramo de la estructura del metro elevado de la línea 12, considero que esta línea es un orgullo para la ingeniería mexicana, ya que debido y a pesar de lo problemático de la Ciudad de México los ingenieros mexicanos hicieron alarde de grandes conocimientos en la materia, y tuvieron que implementar muchas soluciones diferentes en cada tramo de ella, por lo que considero importante no penalizarla toda, sino buscar soluciones a aquellos tramos que tengan problemas, esta es mi motivación para dar a conocer algunos puntos de vista que puedan servir para que esta gran obra siga funcionando satisfactoriamente, sin volver a afectar vidas humanas.
ING. LUIS JORGE GONZALEZ MORENO. @copyright 12 mayo 2021.
ANTES y DESPUES
LA FALLA PUEDE TENER DIFERENTES CAUSAS, PERO AL FINAL LO QUE LA OCASIONA ES LA SUMA DE ELLAS, PARA PODER CENTRAR UN PERITAJE CORRECTAMENTE EL INGENIERO FORENSE ESTRUCTURAL SE RIGE POR LA LEY DE LA CADENA, “ESTA SIEMPRE FALLA EN EL ESLABÓN MÁS DÉBIL”, POR ELLO ESTABLECERÉ UNA SERIE DE PREGUNTAS DE ÍNDOLE ESTRUCTURAL Y TRATARÉ DE IRLAS CONTESTANDO PARA TENER UN AMPLIO PANORAMA DE LAS CAUSAS QUE PUDIERON PROVOCAR EL DERRUMBE. UN PERITAJE ESTRUCTURAL PUEDE IR CAMBIANDO A MEDIDA QUE SE TIENE MAS INFORMACIÓN, PERO LA EVIDENCIA PRELIMINAR, MUCHAS VECES NOS ACERCA A LA REAL.
CONSIDERACIONES SOBRE LA CONFIGURACION ESTRUCTURAL.
ESTO SE PUEDE VERIFICAR CON LA GERENCIA DE TRANSPORTE PARA VER EL PROCESO DE MANEJO DEL TREN.
LA SOLUCIÓN ESTRUCTURAL ES BASTANTE SENCILLA, BARATA Y EFICIENTE: DOS VIGAS DE ACERO DESCANSAN SIMÉTRICAMENTE EN UN CABEZAL QUE APOYA EN LA COLUMNA Y A SU VEZ PASA LA CARGA A LA CIMENTACIÓN.
CADA UNA DE LAS VIGAS RECIBE EN SU MOMENTO EL TREN QUE PASA POR ENCIMA, SI DOS TRENES COINCIDEN EN LA PARTE SUPERIOR LAS DOS TIENEN CARGAS AL MISMO TIEMPO, LA MAYOR PARTE DEL TIEMPO SOLO UNA VIGA RECIBE CARGA. 
VEMOS QUE EN ESTA ZONA SE ESTÁ MODIFICANDO EL MODELO ESTRUCTURAL QUE ESTA PROPUESTO PARA LA ZONA ELEVADA, LO CUAL IMPLICA QUE LAS CARGAS SE REPARTEN DE MANERA DIFERENTE. AUNQUE VISUALMENTE SE VE SIMÉTRICO LOS CARRILES QUE CONDUCEN AL TREN QUEDAN DE UN SOLO LADO, EL PROYECTO ORIGINAL HA SIDO CAMBIADO.
EN LA SIGUIENTE COLUMNA LA FUERZA F2 SE INCREMENTA AL AUMENTAR LA CARGA TRIBUTARIA DE LA SUPERESTRUCTURA (LOSA, RIELES, BALASTO, ETC.) Y ACTÚA A UNA DISTANCIA D2 QUE ES MAYOR QUE LA DISTANCIA D1 DE LA ANTERIOR COLUMNA, AUMENTANDO EL MOMENTO FLEXIONANTE Y PROVOCANDO UN DESPLAZAMIENTO VERTICAL MAYOR QUE EL ANTERIOR EN EL EXTREMO DEL CABEZAL Y UN EFECTO DE GIRO EN LA UNIÓN VIGA CABEZAL – COLUMNA TAMBIÉN MAYOR DEBIDO AL CAMBIO EN EL MOMENTO.
AL TENER DIFERENTE DESPLAZAMIENTO VERTICAL Y GIRO PROVOCA QUE LA VIGA TENGA UN EFECTO DE TORSIÓN QUE RESULTA DE LA DIFERENCIA DE GIROS DE LOS APOYOS. COMO LA CARGA DEL TREN ES DINÁMICA LA TORSIÓN SE EFECTÚA Y SE QUITA VARIAS VECES A MEDIDA QUE PASA EL TREN.
ES OBVIO POR EL TAMAÑO UNIFORME DE LOS CABEZALES QUE ESTE EFECTO NO SE TOMÓ EN CUENTA, YA QUE SE SIGUIÓ UN PATRÓN DE TAMAÑO DE SECCIÓN CONSTANTE EN ELLOS A LO LARGO DE LA VÍA.
ESTE CAMBIO EN LA CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL PROVOCA MOVIMIENTOS VERTICALES DE DESPLAZAMIENTO Y GIRO EN LAS VIGAS DE APOYO, QUE SOLAMENTE PUEDEN SER CALCULADOS SU EFECTO HACIENDO UN ANALIS TRIDIMENSIONAL ESTÁTICO Y DINÁMICO DE POR LOS MENOS CUATRO CLAROS (O MEJOR CINCO) QUE SON APROXIMADAMENTE 4 x 30 m = 120 metros, CONSIDERANDO QUE EL CONVOY DEL TREN ANDA POR LOS 150 m.
EL ERROR PUEDE HABER ESTADO EN QUE USUALMENTE ESTE TIPO DE ESTRUCTURAS SE CALCULAN COMO VIGAS SIMPLEMENTE APOYADAS CON UN TREN DE CARGA, PERO DEBIDO A LAS IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES LO CORRECTO ES CONSIDERAR VARIOS TRAMOS CON LAS DIFERENTES RIGIDECES DE LOS APOYOS, Y VARIACIÓN DE LA CARGA DE GRAVEDAD.
ESTO LO PODEMOS CONTESTAR HACIENDO UN ANÁLISIS DE BAJADAS DE CARGA SOBRE LOS SOPORTES.
EN UN PUENTE LA CARGA DE GRAVEDAD QUE INCLUYE TODOS LOS MATERIALES QUE NO SE MUEVEN EN EL TIEMPO SON DE MAGNITUD (PESO) CONSIDERABLE, VEMOS EN ESTA COLUMNA QUE LA AMPLIACIÓN EN LA PARTE SUPERIOR TIENDE A COMPENSARSE, SIMILAR A UN SUBE Y BAJA DE NIÑOS. LA DISTRIBUCIÓN DE CARGA DE GRAVEDAD ES MAS O MENOS UNIFORME.
VEMOS QUE ESTE EFECTO DE COMPENSACIÓN DE CARGA DE SUPERESTRUCTURA DISMINUYE BRUSCAMENTE HASTA LLEGAR A CERO EN LA MITAD DEL CLARO QUE FALLÓ.
SE NOTA QUE APARTE DE TODAS LAS IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES TAMBIÉN LAS TENEMOS EN LA CARGA VERTICAL DE GRAVEDAD, SIENDO DIFERENTE SU INFLUENCIA EN CADA TRAMO.
UNO DE LOS VARIOS FACTORES QUE POSIBLEMENTE INFLUYERON EN LA FALLA ES LA VIGA DE TRANSICIÓN DE CARRIL, YA QUE DE UN LADO SE APOYA EN EL CABEZAL DE LA COLUMNA Y EN EL OTRO LADO EN UNA CONEXIÓN APOYADA EN EL ALMA DE LA VIGA. Google.
ES CONVENIENTE AVERIGUAR SI ESTA CONEXIÓN FUE HECHA EN TALLER O EN OBRA, LO MAS FACTIBLE ES QUE HAYA SIDO DESPUÉS DE COLOCAR LA VIGA PRINCIPAL, POR TENER UNA PLACA ADICIONAL Y MENOR PERALTE, LA SOLUCIÓN SE VE ACEPTABLE SINO FUERA POR LOS EFECTOS SECUNDARIOS QUE PROVOCA.
ESTA VIGA ADICIONAL PROVOCA UN EFECTO DE APUNTALAMIENTO QUE RESTRINGE EL LIBRE MOVIMIENTO DE LOS DEMÁS ELEMENTOS Y CAMBIA LA RIGIDEZ DEL CONJUNTO, QUE ORIGINALMENTE FUE PENSADO PARA MOVERSE LIBREMENTE, LA RESTRICCIÓN ES ENTONCES VERTICAL Y HORIZONTAL. EN OTRAS PALABRAS, PROVOCA UN EFECTO DE RESTRICCIÓN A MOVERSE EN LA VIGA PRINCIPAL.
AL ESTAR RESTRINGIDO EL MOVIMIENTO LA OTRA VIGA PRINCIPAL DE LA IZQUIERDA VE IMPEDIDO EL MOVIMIENTO QUE PODÍA TENER AL GIRAR (TORSIÓ) UN POCO DEBIDO AL PROBLEMA DE LOS APOYOS, PROVOCANDO UNA FUERZA DE COMPRESIÓN EN EL DIAFRAGMA QUE LAS UNE, LO CUAL PUEDE JUSTIFICAR LA DEFORMACIÓN QUE SE TIENE EN EL DIAFRAGMA.
SI UN VAGÓN TIENE 7 VAGONES POR TREN CARROS Y CADA VAGÓN TIENE DOS EJES DE RUEDAS Y PASA CADA 4 MINUTOS EN PROMEDIO POR EL APOYO SE TENDRÍA UN MOVIMIENTO CÍCLICO DE 15 VECES POR HORA, Y CONSIDERANDO 10 HORAS DE FUNCIONAMIENTO DIARIO:
7 CARROS X 2 EJES X 15 VECES/HORA X 10 HORAS X 365 DÍAS X 9 AÑOS = 6,898,500.
ESTO SIGNIFICA QUE EL DIAFRAGMA HA ESTADO GOLPEANDO COMO UN ARIETE CASI 7 MILLONES DE VECES LA UNIÓN SOLDADA DURANTE ESTOS 9 AÑOS DE FUNCIONAMIENTO.
CONCLUSIONES:
Las conclusiones y recomendaciones que se harán son con la poca información que se tiene hasta el momento, esperemos seguirlas mejorando conforme se tengan los resultados de la investigación de los peritos encargados de obtener datos más veraces.
- La falla se debió a una serie de factores que parece ser no se tomaron en cuenta en el diseño y que se fueron acumulando hasta ocasionar el colapso.
- Vemos que en esta parte de la vía se hizo irregular el diseño estructural debido a la ampliación de la superestructura.
- Esto convirtió la estructura en lo que en ingeniería se conoce como irregular, el problema está en que son muchas irregularidades:
- a. Irregularidad en la distribución de las cargas tanto estáticas como dinámicas, ya que este tipo de estructuras se tiene una carga que se mueve en el tiempo, ocasionando que en cada instante la distribución de ella sobre la estructura es diferente.
- b. Irregularidad en rigideces, al cambiar la longitud de cada volado de los cabezales se tiene desplazamiento vertical diferente, y rotación en el apoyo de la viga de acero, la viga tiene una rotación que es el diferencial de las rotaciones de los extremos, provoca un cierto grado de torsión posiblemente no contemplado en los cálculos.
- c. El área tributaria de los elementos cambia en cada claro en la zona de transición, provocando desplazamientos irregulares en cada tramo alrededor de la zona de falla.
- d. La viga que descansa en el centro del claro provoca una reacción vertical y un apuntalamiento en el plano horizontal, lo que restringe el movimiento de la viga por donde circula el puente, el diafragma entre las dos vigas del puente funciona como un ariete que golpea la soldadura de la zona central, esto se nota por ser el único diafragma deformado.
- La bajada de carga en las columnas y en la cimentación varía alrededor de la zona de falla.
- Cómo no se puede cambiar el funcionamiento del metro, lo único que queda es mejorar el funcionamiento de la estructura.
RECOMENDACIÓN.
SE DEBERÁ ELABORAR UN PROYECTO QUE MEJORE Y UNIFORMICE EL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DE TODOS LOS TRAMOS ENTRE LA ESTACIÓN TEZONCO Y LA ESTACIÓN OLIVOS, MINIMIZANDO O ELIMINANDO LAS IRREGULARIDADES.
AUTOR: © ING. LUIS JORGE GONZALEZ MORENO.
@copyright 12 mayo 2021.
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ING. LUIS JORGE GONZALEZ MORENO
INGENIERO CIVIL,
Cedula Profesional 375908, cel. 4441795850.
Correo: lgonzale@uaslp.mx.
Adscrito a la Red Nacional de Evaluadores (RENE) coordinado por la Dirección General de Protección Civil de la Coordinación Nacional de Protección Civil de la Secretaría de Gobernación.
Peritaje de la Falla de la Linea 12 del Metro | #México | 3 De Mayo Del 2021
Comments (1)
adeluna100 - 22 junio, 2021
Muy buen análisis, muchas gracias.