Dr. Juan Manuel Mayoral Villa ha trabajado 14 años en labores de investigación en el Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México, UNAM, y como profesor del programa de maestría y doctorado de la Facultad de Ingeniería. Cuenta con una producción global de 31 artículos en revistas arbitradas de circulación internacional, reconocidas por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, CONACyT, y 90 en artículos de congresos internacionales arbitrados. Dentro de estos productos se destaca un Special Issue para el Journal de Soil Dynamics and Earthquake Engineering, el cual resume las observaciones y trabajos clave derivados del reconocimiento del sismo del 2017 y de los daños que provocó en diferentes áreas del país, incluyendo la Ciudad de México, Morelos y Puebla, trabajo que se hizo en conjunto con dos grupos de especialistas internacionales de la asociación GEER (Geotechnical Extreme Events Reconnaissance), donde fungió como líder. Asimismo, están disponibles dos reportes en la página de la asociación GEER para su divulgación. Adicionalmente, ha publicado, tres capítulos de libros, ha dirigido 24 tesis de licenciatura, maestría y doctorado, e imparte clases en el posgrado de la Facultad de Ingeniería de la UNAM. Asimismo, se ha constituido como un investigador independiente, consolidado y con liderazgo, en el área primordial de sistemas resilientes de infraestructura estratégica en ciudades densamente pobladas, que derivó en la fundación del laboratorio de modelado numérico avanzado e instrumentación del Instituto de Ingeniería de la UNAM, mismo que tiene como objetivo principal el desarrollo de conocimiento de punta en ingeniería geo-sísmica a través de métodos avanzados de modelado numérico, dispositivos, instrumentación de estructuras en escala real, y el desarrollo de prototipos experimentales, con el objetivo de resolver problemas nacionales, mejorando la comprensión de problemas geo-sísmicos y con ello impactar en la ingeniería práctica mediante la optimización de diseños geotécnicos de obras de infraestructura estratégica del país. A través de simulación numérica e instrumentación, y el desarrollo de nuevas tecnologías, incluyendo software, sensores, y dispositivos, se caracterizan las variables clave del fenómeno de interacción suelo-cimentación-estructura.
Los productos de su investigación y formación de recursos humanos de alto nivel se derivan de la dirección acertada de grupos de investigación compuestos por becarios, honoristas, y colegas investigadores, nacionales e internacionales, orientada a la generación de trabajos originales. A lo largo de los años, ha demostrado su liderazgo a nivel internacional, dirigiendo equipos de trabajo multidisciplinarios con investigadores de universidades estadounidenses de primer nivel, así como colegas europeos, líderes en el área de especialidad. Actualmente, junto con su grupo de investigación, y la Universidad de California, campus Los Ángeles y San Diego, investigan el problema de interacción entre obras superficiales y subterráneas, incluyendo túneles, excavaciones, y lumbreras, a través de modelos numéricos avanzados e instrumentación de sitios estratégicos en zonas densamente pobladas, con el objetivo de mejorar la resiliencia sísmica de la ciudad de México, ante eventos sísmicos extremos, mediante el uso de sistemas de aislamiento sísmico de sistemas edificio-túnel, puente-túnel y edificio-puente-túnel. Su grupo de trabajo colabora constantemente con el grupo de Instrumentación Sísmica del Instituto de Ingeniería de la UNAM, a través del Dr. Leonardo Ramírez, y con el Dr. Gerardo Suarez, del Instituto de Geofísica, así como con grupos de investigación e instituciones internacionales, tales como la Universidad de Surrey, el Instituto Noruego de Geotecnia, la Universidad de Tesalónica en Grecia, y la Universidad de California campus San Diego, USCD, y Los Ángeles, UCLA. Estos trabajos han ayudado a consolidar líneas de investigación estratégicas del Instituto de Ingeniería de la UNAM.
Formación Académica
Grados Obtenidos
Licenciatura: Ingeniero Civil (Graduado con honores), Facultad de Ingeniería, UNAM, DF, México
Tesis: Interacción Suelo‑Pilote. Un nuevo método de análisis, Examen : julio‑1996
Maestría: Maestría en Ingeniería (Mecánica de Suelos) (Graduado con honores), División de Estudios de Posgrado de la FIUNAM, UNAM, DF, México
Tesis: Un Modélo Aproximado para la Simulación de la Respuesta Dinámica de Pilotes ante ondas SH Propagándose Verticalmente, Examen : junio‑1998
Doctorado: Doctor of Philosophy, Department of Environmental and Civil Engineering, University of California at Berkeley, CA, Estados Unidos de America
Tesis: Two Directional Effects in Seismic‑Soil‑Pile‑Structure Interaction in Soft Clay, Examen : diciembre‑2002
Estancias de investigación
Universidad de California, Campus San Diego. Desarrollando el tema “Resiliencia sísmica de infraestructura estratégica superficial y subterránea, considerando sus interdependencias". Comprendido del 1 de noviembre de 2019 al 31 de octubre de 2020.
Universidad Politécnica de Madrid. Desarrollando el tema “Modelado numérico de túneles en suelos especiales". Comprendido del 1 de agosto de 2012 al 31 de julio de 2013.
Instituto Noruego de Geotecnia. Desarrollando el tema “Curvas de fragilidad para infraestructura de transporte, y respuesta sísmica de plataformas marinas". Comprendido del 1 de febrero de 2011 al 30 de abril de 2011.
Cargos Desempeñados
Académico
- Investigador Definitivo Titular "B" (Instituto de Ingeniería, UNAM). Periodo: 2017 – Actual
- Investigador Definitivo Titular "A" (Instituto de Ingeniería, UNAM). Periodo: 2009 – 2017
- Investigador Asociado "C" (Instituto de Ingeniería, UNAM). Periodo: 2005 – 2009
- Research Engineer (Aecom Inc). Periodo 2002 – 2005
- Profesor de Asignatura (Universidad de Chapultepec). Periodo: 1997 – 1998
- Profesor de Tiempo Completo (Facultad de Ingeniería UNAM). Periodo 1994
Distinciones
Premios
- Medalla Gabino Barreda en Bachillerato, 1992, UNAM, México
- Mención Honorífica en Tesis de Licenciatura, 1996, UNAM, México
- Medalla Gabino Barreda en Licenciatura, 1997, UNAM, México
- Premio Manuel Gonzáles Flores, 2008, Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos, México
Líneas de investigación
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Actualmente desarrollo los siguientes temas con mi grupo de investigación en el laboratorio de modelado numérico avanzado, que fundé y dirijo, en el Instituto de Ingeniería de la UNAM:
1) Estudio de nuevos métodos de análisis para los problemas no lineales que se presentan en geotecnia tales como licuación, interacción suelo-estructura, interacción entre estructuras subterráneas y superficiales en zonas densamente pobladas durante sismos extremos, entre otros, sin recurrir a simplificaciones, ni aproximaciones lineales; 2) Estudio del comportamiento estático y dinámico de túneles y lumbreras; 3) Estudio de la respuesta sísmica de puentes, incluyendo los efectos incoherentes debidos a los cambios en la topografía y las propiedades del subsuelo; 4) Estudio de la respuesta sísmica de presas; 5) Estudio de problemas de interacción dinámica suelo-estructura, incluyendo sistemas suelo-pilote-estructura, tubería-suelo, suelo-cimentación-estructura, entre otros; 6) Estudio de métodos cognitivos a la solución de problemas de geotecnia, como el estudio de la respuesta P-Y multidireccional de pilotes; 7) Estudio de cimentaciones masivas y su influencia en la respuesta sísmica de puentes que cruzan fallas geológicas; 8) Estabilidad de estructuras carreteras ante carga sostenida y sísmica, 9) Estabilidad de taludes ante carga sostenida y sísmica, 10) Estudio de la amplificación de ondas sísmicas por efectos topográficos, entre otros.
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Proyectos
Resiliencia sísmica de infraestructura estratégica superficial y subterránea, considerando sus interdependencias
Actualmente, junto con mi grupo de investigación y la Universidad de California campus Los Ángeles y San Diego, investigamos el problema de interacción entre obras superficiales y subterráneas, incluyendo túneles, excavaciones, y lumbreras, a través de modelos numéricos avanzados e instrumentación de sitios estratégicos en zonas densamente pobladas, con el objetivo de mejorar la resiliencia sísmica de la ciudad de México, ante eventos sísmicos extremos, mediante el uso de sistemas de aislamiento sísmico de sistemas edificio-túnel, puente-túnel y edificio-puente-túnel.
Ampliación de la Línea 12 del Sistema de Transporte Colectivo
La ampliación de la Línea 12 del Sistema de Transporte Colectivo, es una de las obras más importantes a nivel nacional, ya que involucra la conexión de las zonas oriente y poniente de la Ciudad de México, mediante la construcción de 4.6 km de túnel. Con lo cual se mitigarán problemas de movilidad y contaminación. Asimismo, se desarrolla una investigación que permitirá conocer características importantes sobre el comportamiento estático y sísmico de túneles y lumberas construidos en zonas densamente pobladas, así como la influencia que tienen las obras subterráneas en el comportamiento sísmico de las estructuras ubicadas en superficie. Como parte del seguimiento geotécnico durante su construcción, el II-UNAM lleva a cabo un monitoreo y modelado numérico en tiempo real, para así, anticipar situaciones de riesgo y/o establecer procesos de optimización de las excavaciones correspondientes
Autopista Atizapán-Atlacomulco
La autopista Atizapán-Atlacomulco, ubicada en el estado de México, conectará al municipio de Atizapán de Zaragoza con el de Atlacomulco de Fabela y mejorará significativamente la conectividad de la Zona Metropolitana del Valle de México con el norte y occidente del país. Esta autopista es el tramo faltante de la autopista actual México-Guadalajara. Tendrá una longitud aproximada de 75.8 km y dispondrá de cuatro carriles de circulación (dos por sentido). El proyecto incluye la construcción de 2 túneles, 12 viaductos, y 4 entronques. Con la participación del Instituto de Ingeniería de la UNAM, II-UNAM, en este proyecto, se está revisando el diseño de la cimentación de los apoyos de los puentes, la estabilidad de los cortes, y el diseño de los túneles, así como los procesos constructivos propuestos por los proyectistas, desarrollando modelos numéricos para verificar su pertinencia técnica ante carga sostenida y sísmica. Con base en la información generada los responsables del proyecto tendrán elementos de referencia que les permitan corroborar las hipótesis de diseño, y en caso de ser necesario generar planes de acción preventiva que garanticen la seguridad de la obra durante su vida útil.
