Para los ingenieros, lo relevante no es aprender matemáticas en sí mismas, sino sus aplicaciones en la Ingeniería; "el ciclo de conferencias Las Matemáticas en la Ingeniería..., ha sido un esfuerzo para tratar de explicarles a los estudiantes cómo se pueden utilizar en la práctica profesional y llevar sus conceptos más allá de los salones de clase", manifestó el ingeniero Pablo Juárez Montoya, responsable del Ciclo y profesor de la División de Ciencias Básicas, previo a la presentación de las ponencias Aprovechamiento Integral del Agua Pluvial del ingeniero Agustín Francisco Correa Campos y Aplicación de las Matemáticas en la Ingeniería Sísmica en el Aislamiento Sísmico en Estructuras del maestro Armando Gallegos, el pasado 11 de octubre.

Aprovechamiento Integral del Agua Pluvial

Con los propósitos de promover la captación del agua de lluvia como fuente de abastecimiento para disminuir el uso de red municipal o extracción con pozos del acuífero y ejemplificar el uso de las matemáticas en este campo, el ingeniero Correa Campos presentó su conferencia sobre el beneficio del agua pluvial.

Explicó que, ante factores como aumento en la demanda de agua, sobreexplotación de los mantos acuíferos, contaminación de fuentes externas e inequidad en la distribución hay que preguntarse ¿Cómo aprovechar la cosecha de agua de lluvia para solucionar estas problemáticas? La respuesta para recargar el acuífero y como fuente de abastecimiento en las zonas urbanas, agrícolas e industriales.

El ingeniero Correa Campos comentó que los habitantes de las zonas urbanas se sienten amenazados por las lluvias: en ocasiones las inundaciones causan daños al patrimonio familiar, a la infraestructura y, muchas veces, atentando contra la propia vida. Sin embargo, ahí se encuentra una solución en aprovechar el agua lluvia. "La amenaza se convierte en beneficio, dado que la reutilización de ésta, reduce la demanda, ayuda a sustituir el agua potable de la red y los volúmenes excedentes pueden contribuir a recuperar el nivel freático", puntualizó.

Todo esto se logrará con la creación de un sistema de Cosecha de Lluvias integrado por: captación en techos, patios, edificaciones, y la red de drenaje; pretratamiento, con interceptores en las bajadas y filtros de sedimentos; almacenamiento en la cisterna o tanques; trenes de tratamiento mediante remoción de partículas finas, de sustancias disueltas y desinfección o potabilización del agua; distribución para la entrega en unidades básicas de consumo; infiltración de excedentes, creación de pozo de absorción y de recarga del manto acuífero.

La aplicación de las matemáticas es fundamental al diseñar la infraestructura, al establecer el gasto para el desarrollo de los sistemas de captación y de drenaje: determinar el diámetro de diseño del drenaje pluvial, de la red de distribución y del funcionamiento hidráulico de la cisterna (contabilizar los volúmenes de entrada y de salida), realizar el trazo de red de distribución, cuantificar los niveles de infiltración de excedentes, y formalizar los parámetros de diseño del pozo de absorción son ejemplos concretos de la utilización de las matemáticas.

Matemáticas en la Ingeniería Sísmica

El maestro Armando Gallegos Suárez en su ponencia Aplicación de las Matemáticas en la Ingeniería Sísmica en el Aislamiento Sísmico en Estructuras, señaló que la ponencia del ingeniero Correa Campos, está estrechamente relacionada con la ingeniería sísmica en lo referente a la extracción del agua de los mantos acuíferos, por el cambio significativo en las respuestas sísmicas de los suelos.

Comentó que las matemáticas son la base de todos los diseños y operaciones más utilizados en este campo. "Para solucionar los problemas que se presentan en nuestra actividad profesional, una herramienta fundamental son los estudios matemáticos; varias ecuaciones ayudan a cuantificar los valores y otras expresiones algebraicas, a entender los procesos, por. ejemplo, la Segunda Ley de Newton, (fuerza es igual a masa por aceleración), es decir, un sismo es un movimiento del suelo (fuerza) que va a mover una masa (edificio) por la aceleración.

Los sismos son producto de los movimientos y acomodos de las cortezas terrestres, lo cual genera una onda que se difunde por el subsuelo. "Cuando analizamos a la Ciudad de México nos preguntamos cuáles fueron las razones para que los aztecas tomaran la decisión de construirla en un lugar tan equivocado. Aunado a eso, el lago a través del tiempo ha perdido su volumen, lo cual ha provocado el asentamiento del terreno y ha modificado la forma en que se comporta en durante los terremotos", narró.

Después de 1985 se realizaron estudios para determinar los tipos de suelo (blando, de transición y firme) en la Ciudad a través de un mapa estratigráfico.: "Cada uno tiene una reacción diferenciada en un temblor, lo cual implica crear, diseñar y construir edificios con características distintas y especiales", afirmó el maestro Gallegos Suárez.

"Cuando viajamos en Metro y se frena de improviso, nuestro cuerpo reacciona a la velocidad, pero éste hace todos los ajustes necesarios para no caerse presentando resistencia a la velocidad. Este es uno de los conceptos básicos de la ingeniería sísmica", ejemplificó

Al comparar una estructura con aislamiento sísmico y otra sin éste, se puede observar que la segunda se comporta igual al terreno en el que se encuentra, o sea, sufre la misma aceleración y deformación. En cambio, la que tiene aislador compensa estos elementos y modifica su comportamiento al hacer que toda la estructura se mueva uniformemente. Una de las principales funciones de los aisladores sísmicos es tratar de impedir que la energía del temblor llegue a la estructura, lo cual se basa en la ecuación dinámica de fuerza igual a masa por aceración".

Aclaró que dicha tecnología de aislamiento se ha aplicado muy poco en la ciudad y tiene un enorme campo de acción, lo cual la convierte una excelente área de oportunidad para las futuras generaciones de ingenieros.

A continuación, el maestro Gallegos ejemplificó el aislamiento sísmico en algunos edificios en el país: Torre Administrativa de Centro Universitario de Arte, Arquitectura y Diseño, el edificio para Investigación y Posgrado y el Nodo Vial Patria-Acueducto en Guadalajara; el distribuidor vial Mexicali. En el ámbito internacional, Oficina Nacional de Emergencias de Santiago de Chile; el Centro Nacional de Manejos de Emergencia (Umbria, Italia), y los aeropuertos de San Francisco en California, y el de Sabiha Gokcen Ankara, Turquía.