SISTEMA DE DRENAJE PROFUNDO de la Ciudad de México
SISTEMA DE DRENAJE PROFUNDO de la Ciudad de México
El Sistema de Drenaje Profundo de la Ciudad de México es, sin duda, una de las obras más trascendentes en la historia de la ingeniería civil del país. Su construcción, finalizada hace cinco décadas, marcó un hito no solo por su magnitud técnica y organizativa, sino también por haber reunido a distintas disciplinas, entre ellas la geotecnia y la ingeniería de túneles, en un esfuerzo conjunto sin precedentes.
Desde la perspectiva de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica (SMIG), esta obra representó un reto de gran complejidad en la caracterización del subsuelo, el diseño de túneles en condiciones geológicas adversas y la aplicación de técnicas constructivas de vanguardia para su tiempo. Pero quizá su legado más perdurable sea el humano: el Sistema de Drenaje Profundo fue una verdadera escuela para generaciones de jóvenes ingenieros, quienes aprendieron directamente en el campo, acompañados por figuras clave de la ingeniería nacional.
Conmemorar su 50 aniversario es, al mismo tiempo, celebrar la capacidad de la ingeniería mexicana para enfrentar grandes desafíos con talento, visión y compromiso colectivo. Agradecemos a quienes compartieron su testimonio en este número especial y expresamos nuestro más sincero reconocimiento y admiración a todas las personas que participaron en la realización de esta gran obra.
50 años del Drenaje Profundo de la Ciudad de México: Legado de ingeniería y visión de futuro
En junio de 1975, México se colocó en la vanguardia de la ingeniería mundial al inaugurar el Sistema de Drenaje Profundo de la Ciudad de México: una obra monumental que, por su escala, complejidad y enfoque técnico, se convirtió en un símbolo del ingenio, la organización y la capacidad de ejecución de la ingeniería mexicana. Al cumplirse cinco décadas de su puesta en marcha, esta infraestructura emblemática no solo sigue operando con la función esencial de proteger a la ciudad de inundaciones catastróficas; sino que también representa una escuela de pensamiento, diseño y ejecución para numerosas generaciones de ingenieros.
Este número conmemorativo no pretende ser un simple homenaje retrospectivo. Por el contrario, busca ofrecer una mirada técnica profunda, crítica y enriquecedora sobre los múltiples aprendizajes, desafíos y aciertos que marcaron su concepción, diseño y construcción. Reunimos voces de protagonistas directos de la obra y de especialistas actuales, para reflexionar tanto sobre su legado, como de su pertinencia en un contexto de cambio climático, hundimientos diferenciales y creciente urbanización.
El Sistema de Drenaje Profundo resolvió un problema histórico de la Ciudad de México, formó una generación de ingenieros tuneleros, catalizó innovaciones en métodos constructivos, e impulsó y motivo la iniciativas para la creación de AMITOS. Este aniversario nos invita a proyectar, a imaginar qué sigue, cómo adaptamos esta infraestructura a los retos del siglo XXI, y cómo seguimos construyendo país desde el espacio subterráneo.
Roberto González Ramírez Presidente de AMITOS
Asociación Mexicana de Ingeniería de Túneles y Obras Subterráneas
La Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica (SMIG) y la Asociación Mexicana de Ingeniería de Túneles y Obras Subterráneas (AMITOS), han unido sus voluntades y esfuerzos para editar un número especial de su revista, que es conmemorativo al 50 aniversario de la puesta en marcha del Sistema de Drenaje Profundo de la Ciudad de México.
Con este fin, ambas asociaciones han convocado a algunos de los ingenieros que participaron en ella, para transmitir sus reflexiones técnicas y vivencias en esa gran obra. Se ha desplegado un gran esfuerzo para encontrar a aquellos ingenieros que fueron protagonistas de esta obra y que hoy, pueden hablarnos de sus conocimientos y experiencias.
La ceremonia de inauguración fue el 9 de junio de 1975 y estuvo presidida por el entonces Presidente de la República, el licenciado Luis Echeverría Álvarez y por el Regente de la Ciudad de México, el licenciado Octavio Sentíes Gómez; acompañados por el Director de Obras Hidráulicas de la Ciudad de México, el ingeniero Raúl E. Ochoa Elizondo, así como por las autoridades de la empresa Túnel S. A. del ingeniero Bernardo Quintana Arrioja y arquitecto Ángel Borja Navarrete.
Esta obra significó, para la ingeniería mexicana de fines de los sesentas, un hito en lo que corresponde a la organización, al esfuerzo del apoyo financiero de las autoridades, al empleo de las técnicas de última generación usadas durante su construcción, al empleo de escudos y aire comprimido (lo más avanzado para esa época), a la maquinaria idónea para la excavación, al estudio de la geología de detalle en cada frente, al empleo de los materiales específicos como el concreto lanzado y las mezclas de inyección, y en especial, al diseño y a las experiencias obtenidas que aportaron vanguardia a la ingeniería civil de esa época en nuestro país.
Viendo en un espejo retrovisor y recordando las palabras del arquitecto Borja: “El Sistema de Drenaje Profundo de la Ciudad de México constituye la mayor obra pública realizada en nuestro país. La magnitud y características del proyecto, las soluciones técnicas que lo hicieron posible y el despliegue del talento humano y recursos materiales que exigió, han puesto de manifiesto la capacidad de la ingeniería en México”.
A raíz de las recurrentes inundaciones del Centro Histórico de la Ciudad, la obra fue concebida muchos años atrás y promovida por los ingenieros de la Dirección de Obras Hidráulicas de la Ciudad de México. La ciudad fue creciendo en forma inexorable y propició la extracción de los acuíferos profundos y, por tanto, el hundimiento regional que hasta la fecha persiste; a tal grado que el Gran Canal del desagüe empezó a quedarse “arriba” de los colectores y fue necesario bombear el agua para desalojarla. Con el tiempo, esta solución no era viable y fue necesaria la construcción del Sistema de Drenaje Profundo de la Ciudad de México.
Los primeros estudios geológicos iniciaron en 1965 y buscaron que el trazo de la obra ofreciera las mejores condiciones, dada la compleja geología que debía
atravesar. Finalmente, decidido el trazo y a pesar de que las participaciones económicas federales eran limitadas, la obra se inició en 1967 con la construcción de las lumbreras que darían acceso a los distintos frentes de trabajo, logrando excavar 18.5 km de túnel, de un total de 67.7 km.
Fue en 1971 cuando se asignaron mayores recursos al proyecto y se constituyó la empresa líder Túnel S. A. (TUSA), con el compromiso de excavar los 49.2 km faltantes, incluido el revestimiento del túnel, las obras complementarias, el portal de salida la conexión de los colectores; para lograr su terminación en 1975.
Para ello fue necesario no solo organizar los frentes de trabajo con personal y equipo suficiente, sino dotar a la obra de todos los servicios complementarios, incluida la construcción de una línea de alta tensión a lo largo de todo el trazo para proporcionar la energía necesaria a cada frente de trabajo, la construcción de un taller central que tuviera la capacidad de atender los equipos de construcción, proveer a todos los frentes de trabajo con equipos de seguridad y atención médica, así como habilitar campamentos y comedores para los miles de trabajadores.
Pero lo más importante, fue haberles dado la responsabilidad de esta obra a los jóvenes ingenieros, asistidos y asesorados por ingenieros experimentados, mismos que aprendieron rápidamente la técnica e hicieron posible la construcción de lo que parecía una utopía, formando la escuela de los ingenieros tuneleros en México.
El gran esfuerzo que representó la magna organización, el seguimiento de los programas, y toda la ingeniería de control técnico financiero para hacer factible la terminación de esta gran obra, constituyeron factores esenciales para su éxito.
Queremos dejar un testimonio de gratitud en esta revista conmemorativa, a la participación de los ingenieros que, con sus experiencias y conocimientos contribuyeron a la realización de esta gran obra, así como a todo el personal técnico, especializado y obreros que dejaron su esfuerzo cotidiano y su huella en la construcción del Sistema de Drenaje Profundo de la Ciudad de México.
SISTEMA DE DRENAJE PROFUNDO de la Ciudad de México
ANIVERSARIO
Autores:
Guillermo Guerrero Villalobos
Luis Salazar Zúñiga
El origen y la solución
Primera etapa del Sistema de Drenaje Profundo de la Ciudad de México (1967–1975)
1. Antecedentes
Como consecuencia de las severas inundaciones que afectaron a la Ciudad de México durante la década de 1950, el gobierno del entonces Departamento del Distrito Federal, decidió emprender la construcción del Sistema de Drenaje Profundo. Las obras dieron inicio el 17 de marzo de 1967, con el objetivo de dotar a la ciudad de una infraestructura fundamental para el manejo y conducción de aguas residuales y pluviales.
Entre 1967 y 1970, se lograron avances significativos en la construcción de lumbreras, así como en los tramos de encapillado y túneles, lo que permitió establecer las bases para el desarrollo del sistema. Posteriormente, el 24 de noviembre de 1971, el Presidente Luis Echeverría Álvarez decretó la creación de la Comisión Técnica de Supervisión del Sistema de Drenaje Profundo, integrada por:
• El Jefe del Departamento del Distrito Federal (como Presidente).
• El Secretario de Obras y Servicios del mismo organismo (como Presidente sustituto).
• Representantes de la Secretaría de la Presidencia, la Secretaría de Hacienda y Crédito Público, la Secretaría de Recursos Hidráulicos y de Patrimonio Nacional.
Mediante un acuerdo fechado el 8 de enero de 1972, el Jefe del Departamento del Distrito Federal designó al ingeniero Raúl E. Ochoa Elizondo, Director de Obras Hidráulicas, como responsable técnico directo de las obras del sistema.
Asimismo, a principios de 1971, se ordenó la conformación del consorcio Túnel, S.A. (TUSA), el cual integró a las empresas constructoras participantes bajo un mando
técnico unificado, lo que facilitó la coordinación y ejecución de los trabajos.
El Sistema de Drenaje Profundo contempló la construcción de dos interceptores principales:
Interceptor Central, de 8 km de longitud
• Interceptor Oriente, de 10 km de longitud
Ambos interceptores confluyen a un Emisor Central de 50 km de longitud, dando como resultado una red total de 68 km.
Las características técnicas de dichos componentes son:
• Diámetro interior de los interceptores: 5 m
• Capacidad máxima de conducción: 100 m³/s
• Profundidad de excavación: entre 30 y 50 m
• Orientación del trazo: sur a norte
El Emisor Central, cuyo inicio se ubica en la lumbrera 0, la cual presenta las siguientes especificaciones:
• Diámetro interior: 6.5 m
Capacidad máxima: 200 m³/s
• Profundidad mínima: 50 m
Profundidad máxima: 237 m (en la lumbrera 15)
2. Supervisión técnica de las obras y ejecución de proyectos ejecutivos complementarios
En 1972, la Dirección General de Obras Hidráulicas contrató los servicios profesionales de la empresa DIRAC, con el objetivo de llevar a cabo la supervisión técnica de las obras, el control de calidad, así como de la elaboración de los proyectos ejecutivos correspondientes a los ríos Remedios, Tlalnepantla y de diversas obras de captación.
3. Descripción de la obra
Los trabajos comenzaron el 17 de marzo de 1967, iniciando con la localización de los sitios para las lumbreras. Éstas se ubicaron estratégicamente en puntos de fácil acceso, procurando siempre minimizar su profundidad, la cual osciló entre los 48 y 217 m.
Entre todos los puntos posibles para la instalación de las lumbreras, se eligieron aquellos determinados mediante un análisis de ruta crítica, considerando datos de sondeos, criterios hidrológicos y proyecciones teóricas de avance. Como resultado, se establecieron distancias entre lumbreras que variaban entre 2 y 4 km.
Interceptor Central
El interceptor central inicia en la lumbrera 9, ubicada en la intersección de la avenida Insurgentes norte con la calle Meyerberg y al norte de la glorieta de La Raza. El tramo comprendido entre las lumbreras 9 y 10 corre por debajo de la avenida Insurgentes norte. Antes de cruzar la avenida Cuitláhuac, comienza una curva que concluye en la avenida de los 100 Metros. En esta sección se
localiza la intersección con los túneles profundos de las obras de captación de los colectores Río Consulado, Humboldt y Once.
Desde la lumbrera 10, el trazado del interceptor continúa a lo largo de la avenida de los 100 Metros hasta la lumbrera 13, pasando por la lumbrera 11. Entre las lumbreras 10 y 11 se encuentra el túnel de acceso a la obra derivadora del colector 15, mientras que entre las lumbreras 11 y 13 el trazado sufre un cambio de dirección para enlazar con la lumbrera 0 del Emisor Central.
Plano número 5. Compuerta de Ruedas para los interceptores Oriente y Central en la vecindad de la lumbrera Cero del Emisor Central.
Fotografía número 1. Confluencia de los interceptores Central y Oriente.
El Interceptor Oriente inicia en la obra de toma del Gran Canal, en el kilómetro 6+985. Desde este punto, continúa mediante un cajón superficial hasta la lumbrera 8C, ubicada en la intersección de la avenida Oriente 157 con la calle 72A, en la colonia Salvador Díaz Mirón. Esta lumbrera tiene un diámetro libre de 6.5 m, una profundidad de 37 m y una geometría especial diseñada para canalizar el flujo del cajón superficial hacia el túnel profundo. La distancia entre el Gran Canal y la lumbrera 8C es de 957 m.
El tramo del interceptor comprendido entre las lumbreras 8C y 8A, tiene una longitud de 469 m, con una pendiente de 0.0005. La lumbrera 8A se localiza entre las calles General Martín Carrera y avenida Ferrocarril Hidalgo y tiene una profundidad de 41 m y un diámetro de 6 m (fotografía número 1 y plano número 5).
El origen y la solución
Emisor Central
El Emisor Central comienza en la lumbrera 0, ubicada en la zona de Coatepec, en la alcaldía Gustavo A. Madero de la Ciudad de México. Desde su origen en Tenayuca, hasta la obra derivadora de descarga, atraviesa un total de 22 lumbreras. Su longitud total es de 50 km, y tiene una sección circular con un diámetro de 6.5 m (fotografía número 2 y plano número 1).
Construcción de túneles y lumbreras
Los túneles que conforman el Sistema de Drenaje Profundo —el Interceptor Central, el Interceptor Oriente y el Emisor Central— fueron construidos a partir de lumbreras, que son pozos circulares excavados desde la superficie, con diámetros que oscilan entre 6 y 9 m. Algunas de estas lumbreras fueron excavadas en suelos blandos, mientras que otras en roca sólida.
Las lumbreras construidas en suelo corresponden principalmente al Interceptor Central y a una parte del Interceptor Oriente. En estas zonas se excavaron cuatro lumbreras para el Interceptor Central, comprendidas entre las lumbreras 9 y 13 (exceptuando las lumbreras 12 y 2). En el caso del Interceptor Oriente, se identifican como lumbreras 10 y 13.
Por su parte, las lumbreras 8A, 8B, 11 y 12, y parcialmente la 8C, fueron excavadas en formaciones rocosas. En total, se construyeron 33 lumbreras: 4 en el Interceptor Central, 7 en el Interceptor Oriente y 22 en el Emisor Central.
Cabe señalar que, de las 33 lumbreras proyectadas, las lumbreras 9 y 16 (esta última del Emisor Central) no fueron concluidas debido a problemas relacionados con aportaciones excesivas de agua. En el caso específico de la lumbrera 9, ésta fue posteriormente sustituida por otra estructura funcional.
Durante la construcción de túneles mediante el uso de escudos (shield tunneling), se llevaron a cabo diversas actividades específicas, entre las que destacan:
A. Empuje de gatos hidráulicos para avance del escudo:
Una vez retirado el material producto de la excavación y con el frente de trabajo limpio, se procedía al empuje del escudo mediante gatos hidráulicos. Estos gatos se apoyaban en el anillo de dovelas previamente colocado en el faldón del escudo.
B. Ciclo de avance:
Cada ciclo de avance correspondía a 75 cm, lo cual permitía el espacio suficiente para la instalación de un nuevo anillo de dovelas.
C. Coordinación de sistemas hidráulicos:
Durante el empuje, se accionaban los gatos traseros mientras se retraían los frontales, manteniéndose en todo momento una presión adecuada de estos últimos contra el ademe situado al frente de la excavación.
4. Control de calidad
El sistema de control de calidad implementado abarcó las siguientes etapas:
• Verificación de materiales: Se inspeccionaron todos los materiales que integraban las mezclas para asegurar su conformidad con las especificaciones.
• Control del concreto fresco: Se evaluaron sus propiedades durante las fases de producción, transporte y colocación.
• Evaluación del concreto endurecido: Se comprobaron las propiedades mecánicas y de durabilidad del concreto una vez fraguado para garantizar su desempeño a largo plazo.
Resistencia del concreto a ambientes agresivos
Debido al contacto permanente del concreto con aguas residuales, fue indispensable incrementar su resistencia al ataque por sulfatos. Esto se logró mediante el uso de cementos con bajo contenido de aluminato tricálcico (C₃A), ya que este compuesto es especialmente vulnerable a la acción agresiva de los sulfatos presentes en suelos y aguas negras.
Uso de aditivos
La incorporación de aditivos químicos en las mezclas de concreto estuvo orientada principalmente a conservar la plasticidad requerida durante su colocación. Esto garantizó su consolidación adecuada, así como la obtención de un acabado superficial conforme a las especificaciones del proyecto.
Selección de materiales y agregados
Considerando el volumen total de concreto necesario y el desarrollo longitudinal del túnel a revestir, se realizaron estudios geotécnicos y logísticos para localizar bancos de agregados que cumplieran con los criterios de calidad establecidos. Además, se procuró que estuvieran situados a distancias óptimas para minimizar los tiempos y costos de acarreo.
Cemento Portland, tipo V
Con base en los requerimientos de resistencia ante ambientes altamente agresivos, se utilizó cemento Portland tipo V, caracterizado por su bajo contenido de aluminato tricálcico (C₃A). Este tipo de cemento fue el empleado en todas las mezclas expuestas al contacto con aguas negras, asegurando que cumplieran con las especificaciones establecidas por las normas técnicas y los códigos de calidad vigentes.
Fotografía número 2. Excavación de túnel ademado con marcos metálicos y concreto lanzado.
Plano número 1. Localización del Emisor Central.
5. Proyectos ejecutivos para descargas de colectores, del Gran Canal y obras exteriores
Los proyectos ejecutivos de las obras que se describen a continuación fueron desarrollados por DIRAC, la cual tuvo a su cargo también la supervisión de la ejecución de las mismas.
Colector Río Consulado y Colector Humboldt
El Colector Río Consulado, compuesto por un conducto de concreto de 3 m de diámetro, capta tanto aguas negras como pluviales a lo largo de su recorrido. Además, recibe escurrimientos provenientes del centro de la ciudad, conducidos a través de los colectores Humboldt, San Juan de Letrán y 16 de septiembre. Desde el Zócalo, la transferencia de caudales del Colector Humboldt hacia el Río Consulado se realiza mediante bombeo. Finalmente, el Colector Río Consulado descarga sus aguas al Gran Canal por medio de la planta de bombeo número 5 (plano número 2).
derivadora en el km 6+985, margen izquierda, aguas abajo de la planta de bombeo número 7. Su eje se ubica sobre la calle Oriente 157 en la colonia
Salvador Díaz Mirón, extendiéndose hasta la intersección con la calle 72A, donde se encuentra la lumbrera 8C (plano número 3).
Componentes de la obra derivadora:
A. Canal de llamada
B. Estructura de control
C. Zona de rápido
D. Zona de salto hidráulico
E. Cajón de conducción
F. Lumbrera 8C
La obra de captación de estos colectores consta de los siguientes elementos:
A. Conexión del Colector Río Consulado.
B. Caja de captación del Colector Río Consulado.
C. Caja de captación y de conexión de los colectores Humboldt y San Juan de Letrán.
D. Túnel superficial entre la caja de conexión del Colector Humboldt y el cajón de conducción.
E. Cajón de conducción conjunto de ambos colectores. F. Cámara espiral.
G. Lumbrera.
Obra derivadora del Gran Canal
Con el objetivo de mejorar el funcionamiento hidráulico del Gran Canal durante la primera etapa del Sistema de Drenaje Profundo, se construyó una obra
Para evitar la socavación del fondo y los taludes, se colocó un pedraplén de 40 m de longitud a ambos lados del eje de la obra de toma.
Colector 11
Por razones de vialidad, se decidió ubicar la caja de captación del Colector 11 en la glorieta ubicada en la intersección de las avenidas Insurgentes norte y Robles Domínguez.
La obra contempla:
A. Conexión del colector
B. Caja de captación
C. Túnel superficial
D. Cajón de conducción
E. Cámara espiral
F. Lumbrera
G. Túnel de conexión con el Interceptor Central
La derivación del flujo se realiza mediante dos cajas de concreto conectadas a la caja de captación por tubos de concreto de 2.44 m de diámetro.
Colector 15
Ubicado en el camellón de la avenida de los 100 Metros y su cruce con la avenida Fortuna, su diseño responde a la disponibilidad de espacio y restricciones viales.
Componentes:
A. Conexión del colector
B. Caja de captación
C. Cajón de conducción
D. Cámara espiral
E. Lumbrera
F. Túnel profundo de conexión con el Interceptor Central
Plano número 4. Procedimiento de excavación y detalles estructurales de las obras de captación de los ríos Remedios y Tlalnepantla al Interceptor Central.
Río de los Remedios
A unos 600 m del cruce con Calzada Vallejo, se encuentra la obra de toma que deriva el caudal del río hacia el Interceptor Central.
Componentes:
A. Canal de llamada
B. Estructura de control
C. Canal de rápido
D. Tanque amortiguador
E. Cajón de conducción
F. Cámara espiral
G. Lumbrera
H. Túnel de conexión al Interceptor Central El canal tiene sección rectangular de 6.8 m de ancho por 3.0 m de alto, cubierto con una losa superior que permite el paso vehicular. Para prevenir erosión, se colocó un enrocamiento de 20 m en ambos extremos del canal.
Río Tlalnepantla
La obra de toma está ubicada frente a la Unidad Habitacional Acueducto de Guadalupe, sobre la margen izquierda del río (plano número 4).
Plano número 2. Localización y geometría general de la obra de captación de los colectores Rio Consulado y Humboldt al Interceptor Central.
Plano número 3. Localización y geometría general de la obra de toma del Gran Canal al Interceptor Oriente.
El origen y la solución
Componentes:
A. Canal de llamada
B. Estructura de control
C. Sifón (cimacio)
D. Tanque amortiguador
E. Cajón de conducción
F. Cámara espiral
G. Lumbrera
H. Túnel profundo de conexión al Interceptor Central
El canal tiene una sección rectangular de 4.6 m de ancho por 2.9 m de altura y está cubierto por una losa para tránsito vehicular. Se colocó enrocamiento de 20 m para protección hidráulica.
Lumbreras 0A y 0B
Estas lumbreras fueron construidas cerca de la lumbrera 0 del Emisor Central, permitiendo el mantenimiento de uno de los interceptores sin afectar el otro. Tienen un diámetro libre de 10 m. Para alojar un cárcamo de bombeo, su centro no coincide con el eje del túnel. En la intersección, el túnel cambia de sección circular a cuadrada de 4 m, regresando después a sección circular mediante una transición.
Obra derivadora de la descarga del Emisor Central
Esta obra tiene como objetivo controlar y derivar las aguas, además de proteger la zona de descarga del Emisor Central. Comienza en el km 49+742, a unos 6 km de la autopista México–Querétaro, cerca de la margen derecha de la Presa Requena (fotografías números 3, 4 y 5).
Componentes:
A. Portal de salida (transición de túnel a canal rectangular de 13.8 m)
B. Canal principal (sección rectangular de 11.5 m de ancho y altura variable de 8.24 a 8.88 m; longitud 80 m; pendiente 0.008)
C. Desarenador
D. Vertedor de excedencias
E. Canal de toma en curva
F. Estructura de control
G. Túnel alcantarilla bajo el río El Salto
H. Canal principal (margen derecha)
I. Canal de descarga
J. Zona de confluencia
K. Encauzamiento del río El Salto
L. Mejoramiento de zonas adyacentes para vigilancia y operación
6. Comentarios finales
No cabe duda de que la planeación, diseño, supervisión y construcción de la primera etapa del Sistema de Drenaje Profundo de la Ciudad de México representó un desafío monumental para la ingeniería civil mexicana, así como para la empresa a cargo de la supervisión y las compañías constructoras que participaron en su ejecución. Los 68 km de túneles que conforman el sistema fueron diseñados y construidos en un plazo de tan solo ocho años, un logro
notable considerando que, a finales de los años sesenta y principios de los setenta, no se disponía de la tecnología con la que hoy contamos.
Este hecho cobra especial relevancia al considerar que en todas las etapas del proyecto participaron jóvenes ingenieros mexicanos, quienes, gracias a sus conocimientos y dedicación, cumplieron con éxito las responsabilidades que les fueron asignadas. Tras la conclusión de la obra, muchos de ellos continuaron desempeñando un papel destacado en el desarrollo de la infraestructura nacional a lo largo de toda su vida profesional.
La durabilidad de estas obras, que han operado por más de cinco décadas sin requerir intervenciones mayores ni mantenimientos significativos, evidencia el cumplimiento cabal del objetivo con el que fue concebido este ambicioso proyecto.
Estos logros no habrían sido posibles sin la capacidad técnica, la visión y el liderazgo de la Dirección de Obras Hidráulicas del entonces Departamento del Distrito Federal, y muy especialmente del Ing. Raúl E. Ochoa Elizondo, cuyo compromiso, entrega y pasión por la ingeniería quedaron plenamente demostrados.
Cabe destacar que el marco legal vigente durante la ejecución del proyecto facilitó el cumplimiento de los objetivos planteados, al permitir una gestión ágil y eficiente, libre de restricciones innecesarias que pudieran haber obstaculizado la toma oportuna de decisiones.
Fotografía número 3. Aerofoto del Portal de Salida antes de su prueba definitiva.
Fotografía número 4. Portal de Salida, Paso de las aguas.
Fotografía número 5. Caseta de Vigilancia en el Portal de Salida.
De 2005 a 2021 colaboré con geólogo Federico Mooser en diversos proyectos geológicos de aplicación a la ingeniería civil; entre ellos, las lecciones aprendidas de sus estudios para el Drenaje Profundo de la Ciudad de México.
En 2016, el Ing. Guillermo Guerrero Villalobos, coordinador del Comité de Resiliencia de la Infraestructura del Colegio de Ingenieros Civiles de México, solicitó a Mooser preparar la geología de 12 obras de túneles que se hubieran construido en la Cuenca de México; uno de ellos fue el Sistema del Drenaje Profundo (Fig. 1), con sus túneles: Interceptor Oriente de 10 km (Fig. 6), Interceptor Central de 8 km (Fig. 7) y Emisor Central de 50 km (Figs. 2, 3, 4, 5); los cuales fueron publicados en 2018, en el volumen 2 de “Geología del Valle de México y otras regiones del país”.
Para mí, participar en la última versión de 2018b fue la magnífica oportunidad para conocer la geología de esta obra ingenieril, sus adversidades y la forma en la que se solucionaron.
Desde 2005 acompañaba las exploraciones geológicas de campo y los estudios de gabinete de diversas obras ingenieriles. Participé en la exploración geológica de la Línea 12 del Metro, la Dorada, y su ampliación hacia Observatorio, en el Túnel Emisor Oriente (TEO), en el Túnel Emisor Poniente II (TEP II), entre otros; lo que me permitió estudiar las diferentes formaciones geológicas que se alojan en la Cuenca de México.
Federico Mooser exploró la geología de la Cuenca de México desde 1954, después de regresar a nuestro país en 1952, y al concluir sus estudios de geología en la ETH Zürich, Suiza, así como una estancia de trabajo en el Congo Belga, en África. Sus estudios previos en la Cuenca de México y los realizados durante la planeación de la obra (1964-67), constituyeron la base para la preparación de los trazos de este proyecto que inició su construcción en 1967 y concluyó en 1975.
La geología del sitio, en superficie, mostraba cierta complejidad que se corroboró
a lo largo de la construcción, por lo tanto, había que explorar con sondeos y pruebas de bombeo. Los aspectos financieros y de tiempo influyeron para realizar estos estudios; ahorrar en exploración resultó más caro.
La experiencia en la construcción del Interceptor Poniente, particularmente en lahares de la formación Tarango, cuyo nivel freático se encontraba debajo del trazo del túnel, generó demasiada confianza y optimismo para realizar la obra ingenieril del Emisor Central porque se pensaba que las condiciones de construcción serían similares a las de aquella obra; por ello, se realizaron sólo 32 sondeos a lo largo o cercano del trazo y en ciertas lumbreras, antes de iniciar la construcción. Sin embargo, al presentarse problemas durante la construcción de lumbreras y luego en el trazo, se procedió a explorar con más sondeos, los cuales fueron clave en la generación de información geológica confiable.
La selección del tipo de muestreo para recuperar muestras inalteradas, en especial en las arcillas plásticas, pómeces y arenas finas de la Serie Superior, Capa Dura y Serie Inferior de la Cuenca de México; el empleo de sondeos tipo Shelby, usando barriles muestreadores tipo Dennison o tipo Mazier, permitieron recuperar materiales poco consolidados en los depósitos fluvio-aluviales, como los de las planicies del río Cuautitlán y río Tepotzotlán. En la recuperación de rocas altamente fracturadas de las Sierras de Guadalupe, Barrientos, Tepotzotlán, Cuevecillas y Sincoque, se empleó un sacatestigo doble tubo interior giratorio, técnica que impide que la roca se altere por los fluidos rotatorios. En estas mismas rocas se realizaron algunos sondeos mediante un sistema integral, usando una corona de diamante concéntrica, lo que permitió conocer magnitud e inclinación de fracturas y fallas, así como recuperar material alterado en el plano de fallas; aunado a ello, se realizaron sondeos horizontales en zonas de alto fracturamiento.
Para conocer al nivel freático regional se llevaron a cabo mediciones de permeabilidad, principalmente en algunos sitios del Interceptor Oriente (L8AL8C) y del Emisor Central (L8-L9-L9A). El resto del tramo quedo sin explorar, lo que dificultó la construcción de algunas lumbreras y ciertos tramos del túnel, debido a que el nivel freático se ubicaba arriba del túnel.
El primer perfil geológico se basó en los primeros 32 barrenos de recuperación continua. Este primer perfil arrojó información geológica general, en el que se registró la existencia de rocas muy fracturadas en ciertos tramos, por lo que se decidió modificar el trazo. Elaborar un perfil de esta envergadura requería de amplios conocimientos geológicos.
El segundo y tercer perfil se generaron con información de sondeos que se llevaron a cabo durante la construcción, en el trazo del túnel, a cierta distancia del trazo y en lumbreras. Estos perfiles, con más detalle e información útil para los ingenieros de construcción, se elaboraron con información recabada de sondeos realizados durante el avance de la obra y con datos del propio túnel; trabajando en ello los geólogos M. Zavala y M. Veytia, entre otros. ¡Un trabajo ejemplar!
Así, la geología de los túneles del Interceptor Oriente de 10 km, del Interceptor Central de 8 km y del Emisor Central de 50 km, quedó plasmada en la Memoria de las obras del Sistema de Drenaje Profundo del Distrito Federal, Tomo I, 9-44; Tomo III, 41-80 y Tomo IV, Atlas de Planos Técnicos e Históricos, editada por el Departamento del Distrito Federal, DDF en 1975; siendo el
Director Técnico el Ing. Raúl Ochoa, a quién Mooser apreciaba mucho.
El tercer perfil, con algunas ligeras modificaciones del segundo, se publicó en el libro Memoria Técnica de las Obras del Drenaje Profundo del Distrito Federal, Tomo 1, editado por el Consorcio Túnel, S. A. de C.V. (TUSA), el encargado de coordinar la obra (1971-1975).
El cuarto perfil geológico con su mapa geológico (Fig. 1), Mooser, F. 2018b, contiene información innovadora de las exploraciones geológicas de los túneles que se realizaron en la misma región, como del Emisor Oriente (TEO, 2010) y del Túnel Emisor Poniente II (TEP II, 2017).
El Interceptor Central se construyó en una secuencia de erupciones pumíticas endurecidas de la llamada “Capa Dura (CD)”, alojadas en las arcillas lacustres y en depósitos aluvio-fluviales, para evitar hundimientos diferenciales en las arcillas de la Serie Inferior y Superior que forman columpios y obstruyen el fluir de las aguas entubadas. Los bordes de una caldera interceptan el tramo L13-L0 (Fig. 1 y Fig. 7).
El Interceptor Oriente registra una pendiente algo elevada en la toma de obra en la lumbrera 0, que habrá que controlar periódicamente por encontrarse en depósitos lacustres y aluviales. El túnel continúa por calderas y domos de las Vulcanitas Tepeyac, así como domos muy fracturados con alta permeabilidad y lavas de composición ácida e intermedia del sur de la Sierra Guadalupe. En sus flancos se depositaron tobas, y en las partes bajas, arcillas interestratificadas con depósitos aluvio-fluviales, como el del río de Los Remedios (Fig. 1 y 6).
El túnel del Emisor Central se encuentra (L0) en domos ácidos de calderas del sur de la Sierra de Guadalupe, muy alterados y fracturados, con depósitos de tobas en sus flancos y depósitos aluvio-fluviales en los valles, ricos en agua.
En la Sierra de Barrientos, con sus
calderas y fosas, rigen fallas normales y de colapsos (c) con arcillas en sus planos, aflorando lavas y brechas intermedias muy fracturadas y afectadas por hidrotermalismo. En sus valles se depositaron tobas y sedimentos aluvio-fluviales, como los de la Fosa Barrientos de dirección ENE (Fig. 1 y 2). En toda la sierra se alojan grandes cantidades de agua.
Los abanicos volcánicos de la Sierra Monte Alto con sus lahares, tobas, areniscas, conglomerados y aglomerados de la Formación Tarango, son cruzados por los ríos Cuautitlán, Hondo y Tepotzotlán (L5-L9). En el contacto geológico de arenas sueltas con tobas y suelos bentoníticos muy alterados con rocas ácidas muy fracturadas, ricas en agua, se generó el colapso repentino en el frente de excavación; cerca de la lumbrera 9 se formó un flujo de lodo viscoso, que se desplazó muy rápido por unos 50 m en el túnel, sepultando todo. El trazo del túnel cambio hacia la lumbrera 9A y luego se evitó cruzar por debajo del Convento de Tepotzotlán (Fig. 1, 2 y 3).
El volcán Teoloyucán, un complejo volcánico de rocas ácidas e intermedias y depósitos de tobas y aglomerados, con fallas de dirección E-W y NE, con alta permeabilidad, se encuentra contiguo al flanco oriental de la Sierra de Tepotzotlán (Fig. 1 y 3).
En la base del volcán Tepotzotlán se depositaron lahares cementados, aglomerados y conglomerados que forman una lente alargada en un valle antiguo de fosas y pilares. Las fallas que afectan a este volcán son de dirección NE y contienen mucha agua. Los volcanes Teoloyucan y Tepotzotlán pertenecen a la Sierra de Tepotzotlán (Fig. 1 y 3).
El mapa geológico, en el área de la Sierra de Tepotzotlán (Fig. 1), por error de dibujo, omite estas fallas; sin embargo, aparecen en los mapas geológicos de 1996 de la zona de Zumpango, Cuautitlán y Ciudad de México (Mooser et al 1996), y en la Fig. 1. Planta geológica del Túnel Emisor Oriente
(TEO) en el volumen I, Geología del Valle de México y otras regiones del país (Mooser, F., 2018 a).
El complejo volcánico Vulcanitas Cuevecillas (L15-L17), se extiende desde la lumbrera 15 y continúa debajo de las Vulcanitas Sincoque hasta la lumbrera 17. En la base se encuentran lavas basálticas cubiertas por tobas y brechas muy alteradas por hidrotermalismo. Su estructura de fosas y pilares, fuertemente fracturada y rica en fallas, con valles potentes de conglomerados, contiene mucha agua (Fig. 1 y 4).
En la cima de las Vulcanitas Sincoque, se encuentra el volcán Sincoque; las rocas que subyacen corresponden al complejo volcánico Vulcanitas Cuevecillas (Fig. 1 y 5).
En los flancos de las sierras volcánicas, así como en las fosas y pilares de la Planicie Taxhimay (L18-Portal de Salida), se acumularon lahares antiguos, conglomerados y arenas poco consolidadas, abanicos aluviales, así como arcillas lacustres bentoníticas color verde de la Serie Superior de las Arcillas Taxhimay (TpTx), ricas en carbonato de calcio, proveniente de las calizas mesozoicas subyacientes. La serie Inferior de arcillas Taxhimay, color verde oscuro, no afloró en este túnel. Las fallas cortaron, sólo en parte, los depósitos de las tobas (TQt). Depósitos aluvio- fluviales en la superficie y lavas basálticas cubren las arcillas (Fig. 1 y 5).
La geología plasmada en las Memorias, y en el de TUSA (1975), así como la de la edición de 2018b, son un referente geológico que abona al conocimiento de la geología de la Cuenca de México, estudiarlo e integrar en futuras obras ingenieriles favorecerá su ejecución.
Los avances tecnológicos de exploración espacial, imágenes de satélites, drones, y técnicas para fechamientos de rocas y la experiencia del investigador, podrían aportar nuevos datos a la geología aquí expuesta, lo que es normal en los estudios científicos.
El conocimiento de la geología de la obra a realizar, previene de informes técnicos, casi a la perfección, que hayan sido realizados con datos geológicos que no corresponden a la geología real; que obstaculizan y hasta ponen en peligro los diseños constructivos. Es por ello que el ingeniero civil debe contar con conocimientos geológicos generales y tener un propio criterio, lo que no significa, que no necesite un geólogo, para diseñar y ejecutar la construcción. Es el trabajo interdisciplinario lo que favorece el éxito de un trabajo.
La geología es el pilar para que una obra ingenieril se lleve a buen puerto. Es por ello, que durante los 50 años que Ing. Enrique Tamez hizo equipo con Mooser, solía decir: “Mooser, tú hazme la geología y yo hago la ingeniería”.
La construcción: dificultades y aciertos
El Interceptor Oriental cruzó depósitos lacustres con intercalaciones de cenizas y arenas finas pumíticas, que había que considerar por los hundimientos diferenciales y problemas de tubificación en los estratos finos, durante la excavación y construcción.
El Interceptor Oriente se enfrentaría a problemas de caídos en los frentes y gran cantidad de agua en las rocas fracturadas y falladas de la Sierra de Guadalupe, con sus estructuras volcánicas de calderas y domos.
El Emisor Central cruzó con dificultad las sierras y valles en estructuras de fosas y grabenes, y potentes depósitos aluvio-fluviales: lahares, conglomerados, areniscas, arcillas, tobas y suelos de la formación Tarango.
Ciudad
SISTEMA DE DRENAJE PROFUNDO de la Ciudad de México
50 ANIVERSARIO
Fig 2 y fig 3. Perfil geológico del Sistema de Drenaje Profundo (Emisor Central) KM 0 +000 - 26 + 000. Federico Mooser, 2018.
Fig 1. Mapa geológico del Túnel Emisor Central.
Fig 6. Perfil geológico del Sistema de Drenaje Profundo (Interceptor Oriente) KM 0 +000 - 10 + 000. Federico Mooser, 2018.
Fig 4 y fig 5. Perfil geológico del Sistema de Drenaje Profundo (Emisor Central) KM 26 +000 - 50 + 000. Federico Mooser, 2018.
Fue todo un reto ingenieril atravesar la Sierra de Barrientos, la Sierra de Tepotzotlán, Vulcanitas Cuevecillas y Vulcanitas Sincoque en fosas y pilares (con fallas y fracturas ricas en arcillas del tipo montmorillonita y caolinita), planos altamente alterados por hidrotermalismo que generaban caídos (en el cruce de éstas con direcciones: NE-SW, NW-SE, E-W), fallas de colapso de calderas menores, así como el nivel freático arriba del trazo.
Los depósitos de los ríos Cuautitlán y Tepotzotlán, ricos en sedimentos aluvio-fluviales, lahares, tobas rosas ignimbríticas, riolitas alteradas a un vitrófiro riolítico rojo afectado por hidrotermalismo, tobas limo arenosas en parte bentoníticas y lentes de arenas pumíticas poco consolidadas en las inmediaciones de la lumbrera 8 y 9, constituyeron un gran problema cuando falló un frente arenoso saturado de agua, formando una corriente de lodo que sepulto todo a su paso, incluso personas. Este hecho trágico obligó a realizar un cambio de trazo a la lumbrera 9A, y una exploración más exhaustiva con sondeos a cada 50 m.
En la fosa de Cuevecillas también se presentaron problemas. La alternancia de lavas y brechas basálticas, tobas alteradas, tobas bentoníticas, conglomerados, arenas y gravas poco consolidadas a la base, ricas en agua, y arcillas en los planos de fallas y fracturas, favorecieron caídos en los frentes del túnel y en las lumbreras 14 A y 14. Hubo que realizar inyecciones desde la superficie y en túneles horizontales para avanzar.
Al final de la Sierra del Sincoque- Encinal se cortaron arcillas lacustres duras, color verde claro. Estas arcillas en contacto con agua se vuelven jabonosas y un problema en el avance constructivo porque a la intemperie pierden estabilidad, por lo que al cortarlas, había que colocar inmediatamente los marcos de refuerzo.
La formación de la Sierra de las Cruces, Sierra Monte Alto y Bajo se asocian a fallas de dirección preferente NW-SE, generado por el cizallamiento lateral derecho de las fallas dirigidas al NE-SW, y E-W, por el empuje de la subducción de las placas Farallón y Cocos. Estas fallas se generaron probablemente en el Jurásico, durante la apertura del Golfo de México. Anterior a ello, una geosutura (G), prepaleozoica, que separa la parte norte de la parte sur del territorio mexicano, favoreció la actividad volcánica mesozoica, terciaria y cuaternaria, reactivando fallas antiguas y generando nuevas. Los cizallamientos laterales, unas veces en sentido del reloj (derecha) y otras en sentido antihorario (izquierda), no sólo generan fallas normales, sino también de compresión, como las que se observan en la zona al poniente de la Ciudad de México (Santoyo et al 2005).
Estudios sísmicos en el Valle de México revelan la existencia de fallas
transcurrentes, normales e inversas (Mendoza Zúñiga, J.F., 2021), como las que se mencionan en estudios geológicos, realizados en la Cuenca de México por F. Mooser y otros autores.
No es de asombrarse que esta geología compleja ocasionará tantas dificultades constructivas, sobre todo, al no considerar la geología desde el principio, y al ubicar las lumbreras en lugares no muy favorables. Por ejemplo, la L3 ubicada en proximidad de una falla y la L7 en sedimentos aluvio-fluviales ricos en agua, en lugar de ubicarla en los flancos de la Formación Tarango (T). Sin embargo, gracias a la alta capacidad profesional del personal que participó en su construcción, se finalizó exitosamente esta magna obra.
Así, “el Drenaje Profundo ha resultado ser la obra decisiva que por fin liberó a la Ciudad de México de las desastrosas inundaciones, que desde antes de la conquista, hace 5 siglos, la han afectado”. Mooser, F., 2018b.
Conocer el estado actual del Sistema de Drenaje Profundo a sus 50 años de inauguración, es indispensable para plantear sus obras complementarias o nuevas soluciones para la ciudad; una tarea de gran responsabilidad para los ingenieros de las nuevas generaciones.
La bibliografía de este artículo puede ser consultada en la versión digital de esta revista.
Cloaca máxima, obra de drenaje de la Roma republicana e imperial, que va por debajo del foro y comunica con el Tíber. Todavía parte de ella está en uso, después de más de veinte siglos de vida útil. Aquí conmemoramos apenas medio siglo del Sistema de Drenaje Profundo de la Ciudad de México, toda proporción guardada. Ambas obras califican como “ labor de romanos “, en tanto fatigosas y difíciles.
El Drenaje profundo fue fatigoso. A más de dos años de empezar la obra, se había picoteado en varios frentes con muy poco avance; tanto las empresas constructoras como las propias autoridades empezaron a desesperarse y a dudar del cometido. Una idea brillante rescató la obra y le imprimió nuevos bríos, al constituir un consorcio con todas las empresas que aportaron recursos humanos, económicos y materiales; apoyadas con su experiencia y conocimientos, con un propósito común. A la creación del consorcio se le dio un modelo geológico-geotécnico y de simulación de la construcción, como referencias obligadas, así como un lenguaje asequible expresado en programas, esquemas, instructivos y especificaciones; que sirvió de puente entre la obra y su modelo y de comunicación multidisciplinaria entre ingenieros civiles, geólogos y geotécnicos, mecánicos y electricistas, constructores, supervisores internos y administrativos. No obstante, ya muy avanzada la construcción con este nuevo esquema, se entró en un período de natural fatiga que necesitó la presencia de los gerentes de obra directamente en los frentes de excavación y el apoyo puntual de un psicólogo de deportes para reforzar en ellos cada una de las metas con un espíritu de equipo. El levantar así el ánimo funcionó.
Difícil fue también la construcción. El Sistema de Drenaje profundo que ahora se
conmemora comprende las ramas N de los Interceptores Central y Oriente, así como el Túnel Emisor Central.
Los Interceptores se ubicaron en Zona de Transición y Zona de Lago bajo la CDMX.
El Interceptor Central se perforó, en el tramo sur de su rama, bajo el área urbana, con el método de escudo, ademe de dovelas prefabricadas de concreto, y estabilización de la frente con aire comprimido - en arcillas preconsolidadas de la Zona del Lago -. Se atacó de N a S, y conforme se adentró en arcillas más blandas se necesitó incrementar la presión hasta alcanzar un límite operativo de 1.3 k/c2 sobre la atmosférica (para evitar más turnos de trabajo debido a mayores tiempos de descompresión). Después de haber excavado el túnel y descomprimirlo para proceder a su revestimiento, hubo que reforzar varios anillos de dovelas - con silletas metálicas - así como inyecciones de retaque detrás de ellas para que no progresaran las deformaciones excesivas que ya mostraban y que pudieran llegar a comprometer el gálibo; las deformaciones en superficie se hicieron también notables. El tramo N de este Interceptor se perforó en Zona de Transición, también con escudo, pero no fue necesario el aire comprimido. Se proveyó, en cambio, de un enrejado metálico y tupido de madera para estabilizar la frente, mismos que no impidieron la eventual licuación y el arrastre, por exceso de presión de poro (piezométrica), en capas de limos arenosos presentes. Se optó, entonces, al no poder abatir ésta desde el túnel mediante pozos de alivio, abatirla por bombeo desde pozos profundos (varios metros debajo de la plantilla del túnel) perforados desde superficie a un costado y otro del trazo y adelante y atrás de la frente de excavación. Solución parecida a la que se adoptó para evitar arrastre de arenas al excavar el Túnel Emisor Central en el tramo del valle de Tepotzotlán.
En su conexión, al S, del Interceptor oriente con el Gran Canal (obra estrella del Porfiriato), prevista en el Plan general de drenaje, se consideró fuera del límite operativo de 1.3 k/c2 la excavación bajo aire comprimido en arcillas vírgenes muy blandas de esa Zona del lago y, por otra parte, la del alivio piezométrico extremadamente complicada en un tramo donde además muy probablemente se batallaría con frentes mixtos de suelo y roca. La solución fue conectar ambas estructuras hidráulicas mediante un cajón superficial, tipo Metro, previa presentación a las autoridades del estudio de comportamiento hidráulico que demostraba que no había riesgo de formación de remansos en el nivel del agua en el Gran Canal que pudieran desbordarlo. Esta conexión funcionó hasta que cerca de veinte años después, con nuevas tecnologías se dio solución a la conexión en túnel originalmente proyectada.
Incidentes y accidentes no faltaron, como era de esperar, en los 50 km del Túnel Emisor Central que fueron excavados a través de prácticamente todo el perfil volcánico de la Cuenca del Valle de México (CVM). Como antecedentes se tenían obras muy notables en sus respectivas épocas:
- El Socavón y el Tajo de Nochistongo, del siglo XVII, los túneles de Tequisquiac y el de Barrientos (éste de FC), el túnel acuífero del Lerma y el Interceptor del Poniente, de finales del siglo XIX a mediados del XX. Se conocieron, con ellos, las llamadas margas Requena de la Formación Nochistongo, al N de la Cuenca, y las tobas y tepetates de la Formación Tarango, al W de la misma, formaciones que cuando se excavaron en estas obras tuvieron comportamientos muy variables.
- El perfil volcánico de la CVM abarca un período geológico de más de 45 Ma, del Oligoceno al presente, con varias épocas de vulcanismo, de extenso e intenso fallamiento tectónico que causó brechas, milonitización y alteración hidrotermal en las fallas, así como aglomerados, conglomerados y rellenos aluviales y lacustres que ocuparon las zonas bajas y las cañadas donde se fueron acumulando cantidades importantes de agua.
- Andesitas y riolitas de estrato volcanes que constituyen la Sierra de Guadalupe. Tobas soldadas, tobas redepositadas y alteradas, y conglomerados acuíferos de la Formación Tarango, en esa misma Sierra y bajo el Valle de Cuautitlán. Flujos piroclásticos de nubes ardientes y lahares con diferentes grados de fracturamiento y alteración en forma de fosas y bloques o pilares de la Sierra de Tepotzotlán. Estratos acuíferos de gravas, arenas, limos y arcillas del Valle sepultado de Tepotzotlán. Tobas, basaltos, ignimbritas y conglomerados acuíferos de la Sierra Sincoque-Encinal.
- Y, en el borde N de la CVM, y fuera de ella en su salida al río del Salto, la Formación Nochistongo, de margas calcáreas, subyacente en partes a conglomerados acuíferos. Es decir, geología muy variada y complicada y de hidrología muy compleja, que necesitó la aplicación de métodos de tuneleo muy diversificados y adaptables a situaciones muy cambiantes. He aquí algunos casos:
- Desprendimiento de grandes bloques de roca, deslizados desde la bóveda al sobresforzarse el ademe de concreto lanzado y desgajarse en forma de cremallera, en el tramo de estrato volcán de la Sierra de Guadalupe (riolitas masivas y tobas soldadas).
- Gran caído en un contacto de falla tectónica, con materiales piroclásticos milonitizados y muy alterados, que tuvo detenidos los frentes de lumbrera y túnel por varios meses hasta que se rescataron a base de
múltiples aureolas de inyección de impermeabilización y consolidación. Lumbrera 3, en borde de estratovolcán.
- Pérdida de la lumbrera 9 por falla del fondo (subpresión), aguas arriba del sepultado Valle de Tepotzotlán.
- Abundantes filtraciones en aglomerado y en andesitas, ignimbritas y riolitas muy alteradas por hidrotermalismo y convertidas en material expansivo. Filtraciones de 150 l/seg provocaron el corrimiento de una gran masa de lodo arcilloso y la pérdida de 300 m de túnel, equivalente a 3 meses de trabajo. Continuación del trabajo por un trazo de túnel paralelo que aprovechó el tramo perdido como dren. Sierra de Tepotzotlán, tramo 10-11.
En tramo 12-13, excavación en conglomerado estable pero acuífero que necesitó del respaldo de varias estaciones de bombeo para mantener en el túnel un tirante de agua no mayor de 30 cm.
Excavación en tramo de la Sierra Sincoque-Encinal con cambios frecuentes de métodos adaptables de tuneleo, para ajustar avances sea con marcos metálicos y tupido de madera y/o con concreto lanzado; además del complemento con estaciones de bombeo e inyecciones de impermeabilización y consolidación.
En tramo 15-17: contacto erosional de toba alterada y basalto fracturado en brecha con derrumbes y filtraciones. Cerca de falla, la lumbrera 16 quedó sin terminar.
Tramo 17-18: basalto fracturado, tobas, brechas y diques, filtraciones y derrumbes.
En el tramo 13-15 hubo que construir, de última hora, la lumbrera 14A, que resultó indispensable para desde ella bombear un caudal adicional al que ya aportaban numerosas estaciones de bombeo, instaladas en las otras lumbreras del tramo, y así poder concluir la construcción del túnel.
Tramo 18-Portal de salida. Excavación en las margas Requena de la Formación Nochistongo. Este tramo se redujo notablemente en longitud al proyectar el trazo, por prejuizar como de mala la calidad de esta roca al evaluar y calificar, con dificultad, los núcleos obtenidos de la exploración Geológica y por no contar con un testimonio detallado de la experiencia de construcción del Socavón y el Tajo de Nochistongo ni de los túneles de Tequisquiac. Se amplió, en consecuencia, el tramo Sincoque-Encinal porque se excavaría en roca, que se evaluó, de forma equivocada también, como de buena calidad. Con estos prejuicios, se decidió aplicar el método de escudo en las margas y fracasó, lo mismo que el método Bernold, pero a cambio se las fue conociendo mejor, al determinar que con un método minero por secciones y rezaga con escrepa de mina, así como la instalación del ademe dentro del tiempo puente (autosoporte) del terreno y la canalización oportuna de filtraciones, se dominaba bien el ciclo establecido. Fue así que en este tramo se llegaron a obtener los mayores avances de todo el Túnel del Emisor Central.
Pero el mejor ejemplo de perseverancia, tenacidad y osadía para vencer condiciones adversas y complicadas de tuneleo fue la excavación del tramo ubicado en el valle sepultado de Tepotzotlán.
Destacan estos factores:
- Elección, con información limitada por poco tiempo disponible con sondeos de exploración muy profundos, de una entre tres opciones de trazo para acortar el tramo acuífero por excavar.
- Defensa firme de la solución elegida para manejar el agua, contra la opinión de muy reconocidos expertos que se pronunciaban por aplicar tratamientos de inyección para impermeabilizar y, en su caso, estabilizar las arenas acuíferas y así avanzar el túnel.
- Aprendizaje, al cabo del tiempo, de la insuficiencia de la alternativa de excavación puesta en práctica: túnel piloto de drenaje y exploración con barrenos de alivio piezométrico varios metros adelante de la frente del túnel, desde su sección superior; banqueo y ademe a sección completa y ,metros atrás, construcción del revestimiento definitivo de concreto.
- Solución complementaria a la alternativa anterior, que consistió en bombear desde pozos profundos (varios metros bajo el nivel de plantilla del túnel), distribuidos a un costado y otro del túnel y metros adelante y atrás de su frente, con el fin de abatir el remanente de exceso piezométrico que todavía provocaba arrastre de arenas en el túnel piloto. Solución complementaria, ésta, que no apoyaba el grupo de expertos consultado.
- La alternativa de excavación y su complemento funcionaron, lo que permitió concluir éste que fue el último tramo por excavar del túnel Emisor central. En el tramo entre las lumbreras 8 y 14 se instalaron 28 galerías de bombeo con un total de 155 bombas (51850 HP).
La obra del Sistema de Drenaje profundo puede considerarse, con justicia, como una “labor de romanos”. En esta magna obra hubo un despliegue único de las tecnologías y métodos de tuneleo disponibles en la época: Desde el “smooth blasting “ y las voladuras controladas para no dispersar la rezaga y causar el menor daño al entorno del perímetro del túnel y la mínima sobrexcavación, hasta el avance por sectores, galerías y túneles piloto más propias de métodos mineros. Desde el método de excavación con el auxilio de escudo, ademe de anillos de dovelas prefabricadas de concreto y estabilización de la frente ya sea con aire comprimido, o bien con rejilla, tupido de madera
y complemento del abatimiento piezométrico por bombeo desde pozos profundos perforados desde la superficie del terreno; método éste poco flexible y poco adaptable a situaciones de terreno de consistencia muy variable, pero indispensable en zonas del Lago y de Transición baja de la CDMX. Se contó con cuatro escudos para este propósito.
- Desde el método observacional, en tuneleo convencional con ciclos de barrenación y voladura y de ademe con marcos metálicos y tupido de madera, que implica aflojamiento de la roca en el entorno del túnel mientras el ademe no queda afianzado, hasta el nuevo método austriaco de tuneleo que aprovecha las cualidades del concreto lanzado como ademe de aplicación rápida, resistente, flexible, impermeable y adaptable a las diferentes conductas del terreno y a las diferentes superficies en que éste queda expuesto. Este nuevo método fue empleado a lo largo de todo el Túnel Emisor y fue incluso aplicado en varias ocasiones para estabilizar derrumbes y para reforzar su función de soporte con anclas, malla electrosoldada y cerchas metálicas. Durante el período de más actividad en el túnel se tuvieron veinte frentes utilizando el nuevo método y treinta y seis frentes en total, con un surtido de cuarenta y nueve máquinas lanzadores junto con sus equipos de aprovisionamiento.
Se contó con asesores norteamericanos para el método con escudos, asesores suecos para el método convencional, observacional, y para el nuevo método austriaco de tuneleo, en el que participaron también asesores canadienses. Asímismo, asesores franceses para el método de inyecciones de consolidación y de impermeabilización de terrenos inestables.La transferencia de tecnología que facilitaron estas gentes al consorcio fue aceptada por ambas partes y resultó muy eficaz. El consorcio, en sus diversos niveles, lo constituyeron obreros, sobrestantes, técnicos, administrativos, ingenieros y directivos formados y fogueados antes en diversas y variadas obras de infraestructura en la CDMX y en el país.
¡Feliz cumpleaños 50 al Sistema de Drenaje profundo de la CDMX! Se le desea una muy larga vida, si bien, alcanzar los más de 20 siglos de la cloaca máxima romana parecen inimaginables.
SISTEMA DE DRENAJE PROFUNDO de la Ciudad de México
ANIVERSARIO
El gran proyecto
El inicio de la construcción fue el 17 de marzo de 1967
En 1967, la Dirección General de Obras Hidráulicas del Departamento del Distrito Federal celebró contratos con las siguientes empresas, para construir lumbreras en los Interceptores Central y Oriente, en el Emisor Central y de los tramos de túnel correspondientes.
1. Ingenieros Civiles Asociados, S.A.
2. Caminos y Urbanizaciones, S.A.
3. Construcciones Belther, S.A.
4. Construcciones Urbanas de México, S.A.
5. Constructora y Fraccionadora Continental, S.A.
6. Constructora Raudales, S.A.
7. Empresa de Construcciones Generales, S.A.
8. Construcciones y Obras Hidráulicas, S.A.
9. Constructora la Guardiana, S.A.
10. Concretos Atoyac, S.A.
11. Constructora Ryo, S.A.
12. Constructora Estrella, S.A.
13. Consorcio COMSA, CYUSA y Constructora Estrella, S.A.
Obra ejecutada por los 13 contratistas, según su reporte de avance.
En lapso del 17 de marzo 1967 al 31 de marzo de 1971, las empresas trabajaron en diversos sitios de los Interceptores y del Emisor Central, en el marco del siguiente escenario político.
Al final, había una situación crítica: De 36 f rentes de trabajo, 20 frentes estaban suspendidos por caídos o por fuertes filtraciones.
Organización de Túnel, S.A. de C.V. (TUSA)
A principios de 1971, el Departamento del Distrito Federal ordenó una reorganización del proyecto y la creación de un consorcio de distintos contratistas bajo un mando uniforme.
El consorcio fue lidereado por Ingenieros Civiles Asociados y se integró por las siguientes empresas:
Abatimiento del N.F. - Túnel L8 - L9A, EC. Arreglo del sistema: dos líneas de pozos de 30” de diámetro, separadas 10 m del eje del túnel; con ademe de 14” y longitud de 150 m. Los pozos de estas líneas están separados 30 m al tresbolillo.
Se utilizaron bombas sumergibles con capacidades entre 30 y 80 lps. El bombeo se llevaba de 120 m en adelante del frente (finales de 1973-1974).
Gerencia 1
Interceptor Oriente e Interceptor Central
En septiembre de 1971 se me asigno la Gerencia 1 de Construcción, que comprendía los Interceptores Oriente y Central. 1971 se dedicó completamente a la planeación de la obra por ejecutar, nos dedicamos al proyecto y al diseño de los escudos para la excavación de los túneles en suelo, debido a que solo existía un frente de ataque.
1972 fue el año de los arranques de 3 escudos de frente abierto y se construyeron las lumbreras 8A y 8B en el Interceptor Oriente.
1973 fue un año de producción espectacular con el hito de que por primera vez en América Latina se vio trabajar, de forma simultánea, a 6 escudos de frente abiertos (1 con aire comprimido), los cuales excavaban 6 km de túnel.
Para el escudo con aire comprimido y debido a la altitud de la Ciudad de México, hubo necesidad de realizar pruebas médicas a los trabajadores para realizar las normas de descompresión.
En diciembre de 1973 se me encomendó la construcción del llamado “tramo crítico”, entre las lumbreras 8 y 14 del Emisor Central.
Tramo crítico
Longitud total: 15,940 m.
31 de diciembre de 1973.
El tramo crítico tenía dos clases de problemas, unos de inestabilidad y otros por gran cantidad de filtraciones. Hubo necesidad de llevar a los ingenieros más experimentados para resolver un problema añejo. Cabe destacar al tramo de las lumbreras 8 a 9A, donde se desarrollaron técnicas constructivas muy interesantes como ir excavando por secciones, y al mismo tiempo, colando también por secciones; todo bajo el amparo del abatimiento del nivel freático producido por una batería de pozos profundos.
Escenario socio político.
Geología del proyecto.
Organigrama Túnel S. A. en 1971.
Foto 1. Conexión de túneles entre las lumbreras 12 y 13, del IO, en 1971.
Foto 2. Unión entre dos escudos, Interceptor Central, en 1973.
Procedimiento de excavación por partes con colado simultáneo y abatimiento del NF - túnel L8 - L9A, EC
Algunos factores que considero fueron parte del éxito:
1. Planeación constante y sistemática.
2. Asimilación de las mejores prácticas constructivas internacionales.
3. Capacitación a todos los niveles.
4. Guía y consulta de los Consultores Nacionales Veteranos.
5. Control estricto del programa de construcción y de la calidad.
6. Preparación para enfrentar las peores condiciones en el túnel.
7. Disciplina de la construcción: organización nivelada entre construcción y maquinaria, cambios de turnos dentro del túnel, seguridad y orden, manejo de filtraciones y vigilancia de los gálibos. Túneles siempre limpios y bien ventilados e iluminados.
8. Gran rendimiento de todos los servicios: compras, taller central, planeación, inyecciones, abatimientos del nivel freático, concretos y alta tensión.
9. Sistema de bonificaciones por avance a todo el personal obrero.
10. Aspiración a ser Socio del Grupo ICA (A, B y C).
Puntos a destacar:
1. Apoyo incondicional de las autoridades del DDF para que los contratistas conocieran y asimilaran las nuevas tecnologías subterráneas, desde la gestión del Lic. Ernesto P. Uruchurto.
2. Se integró un equipo formidable entre el cliente, los asesores, los contratistas y la supervisión; ejemplo de trabajo colectivo y solidaridad humana.
3. La obra fue dirigida por el Ing. Raúl Ochoa Elizondo por parte del DDF y por parte de los constructores el Ingenieros Bernardo Quintana Arrioja, el Arq. Ángel Borja Navarrete y los Ings. Pedro Strassburger y Guillermo Gil Flores. Fue una obra construida por un grupo de ingenieros muy jóvenes. Contando a los veteranos, la edad promedio de la obra era de menos de 30 años en los ingenieros y mucho más jóvenes los obreros.
4. Al pasar el tiempo he podido valorar la magnitud, la dificultad y el gran esfuerzo desarrollado por todos los técnicos mexicanos y extranjeros para llevar a su culminación esta magna obra. A los que tuvimos el privilegio de trabajar en la Obra Oculta, nos obligó a madurar y a crecer a un ritmo acelerado sin tregua, de principio a fin.
5. O jalá que este relato de la construcción de la Obra Oculta sirva de inspiración y de optimismo a las generaciones jóvenes de ingenieros; tengan la convicción de que todo lo que se imaginen y desarrollen con un gran entusiasmo, se convertirá irremediablemente en realidad.
Foto 3. Pruebas médicas en cámara hiperbárica. Dr. Juan Ramos Morales (1973-1974).
Foto 5. Algunos de los actores involucrados en la construcción (junio de 1975). La primera etapa del drenaje profundo se inauguró el 9 de junio de 1975.
Principales actores involucrados
Enrique Tamez, Víctor Hardy Contreras, Guillermo Gil Flores, Enrique y Daniel Farjeat, Alejandro García de León, Carlos Peñaloza, Aristeo Barrueta, Eduardo Gutiérrez Belloc, Manuel López Portillo, Héctor Hiriart, Alejandro Ríos y Valles, Eduardo Castañeda Romero, Carlos Lomelí, Eduardo de Luna, Víctor Hardy Mondragón, Ángel Alamilla, Héctor Canseco, Felipe Ferreira, Raúl López Calvillo, Raúl López Roldán, Jaime Preciado, Luis Vieitez y Andrés A. Moreno y Fernández. SISTEMA DE DRENAJE PROFUNDO de la Ciudad de México
Foto 4. Visita sabatina del Ing. Raúl Ochoa Elizondo, en 1975.
Comportamiento que habla
Hablemos del origen
En la segunda mitad de los años 50, asociado a la temporada de lluvias, en el centro de la Ciudad de México y en varias de sus colonias aledañas, se empezaron a manifestar grandes encharcamientos que duraban varios días sin ser desalojados mediante el sistema de drenaje superficial existente.
Las autoridades de la ciudad tomaron cartas en el asunto, y con ayuda de asesores técnicos como el Ing. Raúl J. Marsal y el Ing. Fernando Hiriart, detectaron que tal inconveniente urbano se debía al “hundimiento regional de la ciudad”, generado por la intensa extracción de agua del subsuelo realizada mediante los numerosos pozos para extracción de agua, que a través del tiempo fueron instalados y puestos en operación para satisfacer la demanda de agua potable que requería la población.
Dicho hundimiento provocó el desquiciamiento de la red superficial de drenaje, al invertir la pendiente hidráulica de sus colectores, que en lugar de alejar el agua de la zona urbana, la concentraba. Con la finalidad de elevar y reencauzar el agua servida a los correspondientes colectores y resolver esta problemática, se instalaron plantas de bombeo en diversos sitios de la ciudad.
Más adelante, para resolver de raíz ésta muy desfavorable situación, se tomó la decisión de construir un nuevo Sistema de Drenaje a profundidades, donde el fenómeno del hundimiento regional fuese menos notorio. Esto permitió que los nuevos interceptores tuviesen un mejor margen de operación hidráulica; inclusive, aceptando que en ocasiones pudiesen trabajar a presión para cumplir su función.
Fue entonces que, en la primera parte de esta histórica y trascendente decisión, diversas empresas constructoras contratadas por el gobierno de la ciudad empezaron a construir los pozos de acceso, llamados lumbreras, mediante las cuales se tendría acceso al subsuelo para construir en túnel los interceptores urbanos del drenaje que ahora serían profundos.
Durante la década de los años 70 se construyó, en túnel, el Interceptor Central, mismo que constituye una relevante parte del llamado Drenaje Profundo de la Ciudad de México. Dicho interceptor es un conducto circular con 5 m de diámetro interno y longitud de 7.8 km, ubicado en su mayor parte bajo la avenida Cuauhtémoc de la Ciudad de México.
Para su construcción se utilizaron simultáneamente varios escudos tuneleros de frente abierto con 6.24 m de diámetro, habilitados con plataformas frontales desplazables mediante gatos hidráulicos, para facilitar la excavación por partes del frente, utilizando herramientas manuales, seguida de su correspondiente apuntalamiento, temporal. Tales escudos, que incluían un borde de ataque con visera y un faldón en su parte posterior para el ensamblado del soporte inicial mediante dovelas prefabricadas de concreto, fueron diseñados por el consultor americano Arthur P. Chase (+) y fabricados en México por la empresa Industria de Hierro, ubicada en la ciudad de Querétaro.
Las dovelas del soporte inicial formaban anillos de 6.10 m de diámetro exterior, con 25 cm de espesor y 75 cm de ancho, integrados por 12 piezas (incluyendo su cuña de cierre).
Al terminar de excavar y colocar el soporte inicial de cada tramo, se colaba un revestimiento final de concreto armado con 30 cm de espesor, que dejaba al conducto en funciones con un diámetro terminado de 5 m.
En paralelo con la construcción del citado Interceptor, se incorporó a las oficinas de la obra un grupo técnico ingenieril integrado por las empresas A.A. Mathews de los Estados Unidos y Solum de México, con el propósito principal de observar y registrar en tiempo real el comportamiento deformacional, tanto del propio túnel como del terreno vecino (principalmente su superficie), lo cual le permitía a la dirección de la obra confirmar el buen desempeño del proceso constructivo, además de resolver eventuales problemas del mismo.
Adicionalmente, el citado grupo, realizó algunas actividades auxiliares como rescatar y poner en operación un viejo escudo de frente presurizable, que quedó atorado en el terreno desde el inicio de operaciones, por causa de una inestabilidad asociada a la falla de un colector de drenaje en el terreno.
Para liberarlo y continuar con la construcción del Interceptor Central, fue necesario endurecer, mediante inyecciones al suelo ubicado en el frente del escudo, y excavar una cámara de rescate que permitiera retirar su herramienta excavadora frontal en forma de estrella, así como transformarlo en un escudo de frente abierto que permitiera continuar con la excavación con la herramienta en forma manual.
Tal grupo técnico ingenieril al servicio del constructor se convirtió adicionalmente en un “centro de investigación” (Think Tank), para identificar y resolver problemas durante el tuneleo:
• Análisis, diseño e implementación de un sistema de aire comprimido para los tramos de túnel en suelos arcillosos de baja resistencia, en el cual se incluyeron esclusas de acceso para el personal y para la extracción de la rezaga y una
planta generadora de aire comprimido respirable, cámara médica, etc.
• Análisis, diseño y planos para la fabricación de un nuevo concepto de dovelas de concreto con menor número de piezas por anillo (cuatro más cuña), escalonamiento entre anillos y redondeamiento de sus extremos, cuya dovela de plantilla incluía un canal preformado para la conducción de eventuales escurrimientos de agua. Cabe mencionar que este nuevo concepto de dovelas sustituyó al anterior en la continuación del proceso de construcción, del siguiente tramo de este Interceptor Central.
• Revisión de las primeras ideas relativas al diseño y planos de fabricación de un escudo con frente presurizable con lodo, basado en las experiencias prácticas japonesas sobre el tema, detectadas en la literatura técnica y confirmadas por James Monsees (+), relevante miembro del “Think Tank”, quién tuvo oportunidad de viajar a Japón en los años 70, donde pudo constatar “en vivo” que el sistema de tuneleo con escudo de frente presurizable, ya se había convertido en realidad.
El concepto de este escudo incluiría, entre otros avances, sellos de neopreno y cepillo de alambre en el faldón, para hacer más eficiente la inyección del espacio anular entre el extradós de los anillos.
Secuencia histórica del uso de escudos tuneleros en la Ciudad de México
1. Años 60, de frente abierto y pequeño diámetro (1 a 2 m), excavando mediante herramienta manual, para la construcción de colectores urbanos.
2. Años 70, de frente abierto y gran diámetro (9 a 10 m), excavando mediante herramienta manual para una Línea de Metro que alojó dos carriles de circulación.
3. Años 70, de frente abierto y diámetro de 6.24 m, excavando mediante
herramienta manual y rezagado con equipo de construcción, para los interceptores profundos.
4. Años 80, mecanizados y con frente presurizable con lodo, con diámetros de 4 y 6.24 m, para la continuación de los interceptores profundos y para el entubamiento de ríos.
Mediciones continuas del comportamiento de los túneles
Con base en las instrucciones dadas por las autoridades de la ciudad y sus asesores técnicos, se empezaron a estudiar y seleccionar posibles ubicaciones para los nuevos interceptores profundos y sus correspondientes lumbreras de acceso, quedando ubicado el llamado Interceptor Central, por debajo de las avenidas: Cuauhtémoc, Bucareli, Guerrero y 100 Metros.
Para facilitar el control de su proceso constructivo, se instaló un campamento de obra en el amplio terreno vecino a la lumbrera 9 (ya construida), sobre el camellón de la Av. Insurgentes norte, entre las avenidas Río Consulado y Robles Domínguez (Cuitláhuac), cerca del monumento a La Raza.
Además de los responsables de la construcción del citado interceptor, en dicha oficina se alojaron, tanto el personal técnico de la empresa SOLUM del Grupo ICA, como de la empresa americana A.A. Mathews, asesora para ese tramo del Interceptor.
Mi participación consistía en coordinar la recopilación de las mediciones continuas del comportamiento de los túneles en construcción, analizar la información obtenida y presentarla a la dirección de la obra, con las conclusiones y recomendaciones de lo observado. Adicionalmente se atendían situaciones de emergencia no contempladas en el proceso de construcción previsto en la planeación de la obra, para procurar en su caso, la solución de éstas.
De manera especial, se analizó y se puso en práctica un sistema de tuneleo
que utilizaba aire comprimido en el túnel, para estabilizar el frente en proceso de excavación mediante escudos de frente abierto.
Adicionalmente se revisaron diversos procedimientos de tuneleo (futuristas para México), mediante escudos mecanizados de frente presurizable, que estaban en proceso de desarrollo y usos preliminares, tanto en Japón y como en Alemania, los cuales podrían ser utilizados en futuros túneles por construir en la Ciudad de México.
La obra del Sistema de Drenaje Profundo no solo resolvió un problema crítico de infraestructura para la Ciudad de México, sino que también se convirtió en una escuela invaluable para varias generaciones de ingenieros. A través de sus complejos desafíos técnicos, esta magna obra permitió la formación de especialistas en túneles, geotecnia, hidráulica y otras disciplinas, dejando un legado que trasciende lo material. Más allá de sus kilómetros de concreto y acero, el drenaje profundo formó parte del aula viva donde se forjó el conocimiento y la experiencia que hoy nutren a los profesionales responsables de enfrentar los retos de la ingeniería moderna.
La construcción del drenaje profundo representa una de las más complejas e importantes obras de infraestructura hidráulica en el mundo, y su éxito es testimonio del esfuerzo conjunto de cientos de profesionales comprometidos con el bienestar social y el desarrollo sostenible. Desde ingenieros civiles y geotécnicos hasta obreros especializados y técnicos de campo, cada uno demostró entrega ejemplar frente a los enormes desafíos que implicó esta megaobra.
El trabajo no solo exigió jornadas arduas bajo condiciones adversas, sino también un profundo sentido de responsabilidad hacia las generaciones futuras. La complejidad del subsuelo, la necesidad de preservar estructuras urbanas existentes y los riesgos inherentes a la excavación a gran profundidad, demandaron soluciones innovadoras de altísimo nivel técnico. Se implementaron tecnologías de punta en tuneladoras, sistemas de control de presión y monitoreo geotécnico, desarrolladas y adaptadas específicamente para las condiciones locales.
Con agrado, recuerdo mi participación en esta obra de ingeniería: el Sistema de Drenaje Profundo de la Ciudad de México. Me hacía cargo del tramo que ejecutaba la Constructora Estrella, con la construcción del túnel desde la lumbrera L21 al portal de salida, así como del tramo de la L21 a la L20. La Constructora Estrella tenía experiencia en la construcción de túneles con escudos de frente abierto, por lo que había instalado un escudo en cada uno de los frentes señalados.
Tenía experiencia en la construcción de túneles con escudos de frente abierto para el Metro de la Ciudad de México, túneles de 3 m de diámetro para la construcción de los sifones (Obrero Mundial y Cuauhtémoc, cruce de Alameda y
Av. Hidalgo, y dos en la Av. Manuel González), que requerían el desvío de colectores de gran diámetro porque interferían con la construcción del Metro. Asimismo, tuve la oportunidad de llevar a cabo la construcción de un túnel de 9 m de diámetro para un tramo de la Línea 1, también con un escudo de frente abierto; un primer tramo fue de la Av. Jalisco a la estación Tacubaya, y otro más, de la estación Observatorio a la estación Tacubaya.
He de mencionar que, en esta etapa, tuve el valioso apoyo del Ing. Víctor Hardy con el uso de explosivos de manera controlada, así como con instrumentos en la superficie para medir el impacto de las vibraciones causadas por las explosiones; sin embargo, su uso no fue constante, solamente se utilizó en donde aparecieron estratos muy compactos y cementados. El Ing. Víctor Hardy, durante esa etapa, me facilitó información a través de libros y artículos para introducirme al manejo de explosivos.
Fue un reto enorme el hacerme cargo de lo que se me encomendó. Hubo que analizar cuidadosamente los trabajos que se venían ejecutando por parte de la Constructora Estrella. Ya en el lugar, me enteré de que en el portal de salida había un escudo con frente abierto, con un sistema de licuación del material, con base en motores y con energía eléctrica de 440 V, suministrada desde el portal de salida por un cable de alto voltaje, con el consecuente riesgo para los trabajadores. Después de un corto tiempo, los motores eléctricos se quemaron, y este escudo se abandonó.
Por otro lado, en el frente L21-20 también había un escudo de frente abierto, impulsado por gatos hidráulicos. En este caso, hubo que analizar con apoyo de especialistas en sistemas hidráulicos, la capacidad de empuje que aparentemente era insuficiente, y no garantizaba el rendimiento esperado.
Tratando de no modificar sustancialmente el proceso, decidí equipar al escudo con una mayor capacidad de empuje, mediante el uso de gatos que cumplieran ese objetivo. A pesar de lo anterior, el avance promedio no fue el esperado.
Ya en ese momento, era sabido que el Ing. Bernardo Quintana Arrioja, Presidente del Grupo ICA, había adquirido el compromiso, ante la Presidencia de la República, de terminar la obra en un plazo determinado. Por lo tanto, se estaba obligado a mejorar los avances en todos los frentes de trabajo.
No debo omitir algo muy importante: en ambos frentes se presentó una estructura geológica denominada Formación Requena, de origen sedimentario, con cierta dureza, pero con un alto grado de intemperización.
Ante esa encrucijada, fue entonces, una vez más, que tuve la invaluable orientación del Ing. Víctor Hardy. Junto con él, tomé la decisión de abandonar los escudos, rescatando ciertos elementos. Cambiamos radicalmente el proceso de excavación, en todos los frentes, para utilizar explosivos con el sistema que se denomina “media sección”. Aprendimos, una vez más, diseñando para cada etapa la ubicación, cantidad y profundidad de los explosivos para cada tronada. De esta manera, se mejoró notablemente el avance promedio, trabajando 24 horas, de lunes a sábado.
Fue en esta etapa cuando conté con el apoyo de un sobrestante y su equipo de trabajo, tenía el sobrenombre de “Cantarrecio”. Con él tuve una estrecha relación. Su experiencia y entrega en al proyecto, marcaron significativamente nuestro avance en la obra.
Mi participación en este proyecto fue corta pero muy enriquecedora, me dejó claro, una vez más, que la gente y la técnica son el gran motor.
Este proyecto no solo resolvió problemas históricos de inundaciones y saneamiento en zonas urbanas densamente pobladas, sino que también se convirtió en un modelo internacional de ingeniería hidráulica. La colaboración interdisciplinaria, la planificación rigurosa y la capacidad de reacción ante imprevistos reflejaron un dominio técnico que ha sido reconocido por especialistas y organismos internacionales.
En suma, el Sistema de Drenaje Profundo no solo es una obra física de gran escala, sino también una expresión del potencial humano cuando se combina el conocimiento, la entrega y una visión clara de servicio público. Es un legado construido con esfuerzo, inteligencia y pasión por transformar la realidad.
SISTEMA DE DRENAJE PROFUNDO de la Ciudad de México
SISTEMA DE DRENAJE PROFUNDO de la Ciudad de México
TABLA
DE CONTENIDO
Editorial SMIG
Editorial AMITOS
Presentación
El origen y la solución
Complejo pero viable
Perseverancia, tenacidad y osadía
El gran proyecto
Comportamiento que habla
La gente y la técnica, el gran motor
Miguel Ángel Mánica Malcom
Roberto González Ramírez
Raúl López Roldán y Luis Bernardo Rodríguez González
Guillermo Guerrero Villalobos y Luis Salazar Zúñiga
Margarita Cruz Almanza
Luis Vieitez Utesa
Andrés Antonio Moreno y Fernández
Juan Jacobo Schmitter Martín del Campo
Walter Paniagua Espinosa
“En la conquista, el ingenioso sistema de diques de control hidráulico del que formaban parte las calzadas de acceso a la ciudad, quedó muy dañado y fue parcialmente reparado en el México colonial, a pesar de lo cual, ocurrieron graves inundaciones en 1555, 1579, 1604 y la más severa en 1629. Durante esta última, la ciudad permaneció inundada por cinco años…”
Imagen de portada. Drenaje Profundo, 1975, Fondo Colección ICA, FCI_016_001_06_00032, Acervo Histórico Fundación ICA. Imágenes de esta página. A la izquierda, Drenaje Profundo, 1975, Fondo Colección ICA, FCI_016_001_06_00022, Acervo Histórico Fundación ICA; y a la derecha, Drenaje Profundo, 1975, Fondo Colección ICA, FCI_016_001_06_00018, Acervo Histórico Fundación ICA.
Es una publicación especial, editada por las asociaciones SMIG y AMITOS | Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica (SMIG), con la Dirección Ejecutiva de Natalia del Pilar Parra Piedrahita · www.smig.org.mx | Asociación Mexicana de Ingeniería de Túneles y Obras Subterráneas (AMITOS) · www.amitos.org.mx | Edición y diseño por Xantus, Comunicación y Diseño · www.xantus.com.mx | Impresión por Copiasgráficas · www.copiasgraficas.com.mx · Este número se terminó de imprimir el 15 de agosto de 2025, con un tiraje de 500 ejemplares.
