Ingeniería civil.
Nubelys Yasmin Matos ci. 18070966 José Ramón Reyes ci. 18525365 Ana Karina Cachutt ci. 19654039 Raimer José Rondón ci. 25477058 José Miguel Sánchez ci. 24445259
Ingeniería civil: La ingeniería civil es la disciplina de la ingeniería profesional que emplea conocimientos de cálculo, mecánica, hidráulica y física para encargarse del diseño, construcción y mantenimiento de las infraestructuras emplazadas en el entorno, incluyendo carreteras, ferrocarriles, puentes, canales, presas, puertos, aeropuertos, diques y otras construcciones relacionadas. La ingeniería civil es la más antigua después de la ingeniería militar, de ahí su nombre para distinguir las actividades no militares con las militares. Tradicionalmente ha sido dividida en varias subdisciplinas incluyendo ingeniería ambiental, ingeniería sanitaria, ingeniería geotécnica, geofísica, geodesia, ingeniería de control, ingeniería estructural, mecánica, ingeniería del transporte, ciencias de la Tierra, ingeniería del urbanismo, ingeniería del territorio, ingeniería hidráulica, ingeniería de los materiales, ingeniería de costas, agrimensura, e ingeniería de la construcción. Los ingenieros civiles ocupan puestos en prácticamente todos los niveles: en el sector público desde el ámbito municipal al gubernamental y en el ámbito privado desde los pequeños consultores autónomos que trabajan en casa hasta los contratados en grandes compañías internacionales La ingeniería, mediante el uso de diversos modelos y técnicas, intenta solucionar distintos problemas y satisfacer variadas necesidades de los seres humanos. Los profesionales en esta ciencia, que reciben el nombre de ingenieros, combinan el método científico con su creatividad para llevar a cabo sus proyectos.
La especialidad de la ingeniería que se encarga de la creación de infraestructuras, obras de transporte y emprendimiento hidráulicos se denomina ingeniería civil. Por lo general se ocupa de las obras públicas y de desarrollos de gran envergadura. Además de las tareas de construcción, la ingeniería civil se involucra en la inspección, el examen y la preservación de aquello que se construyó. De esta forma, busca colaborar en la protección del medio ambiente y en la prevención de accidentes vinculados a la infraestructura que deriva de las obras de ingeniería.
La ingeniería civil contemporánea se desarrolló a partir de los siglos XIX y XX mediante la mejora de los instrumentos que miden magnitudes y el desarrollo de modelos de cálculo matemáticos. Dentro de la ingeniería civil, es posible distinguir entre la ingeniería hidráulica, la ingeniería de construcción, la ingeniería vial, la ingeniería de transporte, la ingeniería geotécnica y la ingeniería estructural.
Historia: La ingeniería ha sido un aspecto de la vida desde el inicio de la existencia humana. Las prácticas más tempranas de la ingeniería civil podrían haber comenzado entre el 4000 y el 2000 a. C. en el Antiguo Egipto y Mesopotamia cuando los humanos comenzaron a abandonar la existencia nómada, creando la necesidad de un cobijo. Durante este tiempo el transporte empezó a incrementar su importancia, lo que llevó al desarrollo de la rueda y de la navegación. Hasta la Edad Contemporánea no hay una distinción clara entre ingeniería civil y arquitectura, y el término ingeniero y arquitecto sufrió variaciones refiriéndose a la misma persona, incluso intercambiándose. La construcción de las Pirámides de Egipto entre el 2700 y el 2500 a.C. podría considerarse las primeras muestras de construcciones de gran tamaño. Otras construcciones históricas incluyen el sistema de gestión de aguas de Qanat,8 el Partenón por Ictino en la Grecia Antigua (447438 a. C.), la vía Apia por los ingenieros Romanos o la Gran Muralla China en el 220 a. C, o los trabajos de irrigación en Anuradhapura. De todas las civilizaciones antiguas quizás la más desarrollada en ingeniería civil fueron los romanos que fueron pioneros en la construcción de una red de calzadas, acueductos, puertos, puentes, presas y alcantarillados .
En el siglo XVIII el término ingeniería civil fue acuñado para incorporar toda la ingeniería para usos civiles en oposición de la ingeniería militar (artillería, balística, construcción de defensas...). En 1747 se crea la escuela de ingeniería civil más antigua del mundo, la École nationale des ponts et chaussées en París, que aún hoy perdura. El primer ingeniero civil autoproclamado fue John Smeaton que construyó el faro de Eddystone.4 6 En 1771 Smeaton y algunos colegas formaron la Smeatonian Society of Civil Engineers, un grupo de profesionales que se reunían diariamente para debatir sobre su profesión. A través de estos encuentros se formaron las sociedades profesionales que conocemos hoy en día. En España se consideró la necesidad de crear un cuerpo de ingenieros específico que se encargara de las obras públicas, por eso se funda la Escuela Oficial del Cuerpo de Ingenieros de Caminos dirigida por Agustín de Betancourt en 1802. Por aquel entonces México ya había establecido el primer instituto de investigación especializado en la ingeniería civil9 y en 1857 se instituyen las enseñanzas de ingeniero civil en la Academia de San Carlos basándose en los planes de estudios europeos.
Leonhard Euler desarrolló la teoría de flexión de vigas.
La Ingeniería Civil es la más antigua de las Ingenierías; uno de los primeros cometidos de los ingenieros fue construir muros para proteger las ciudades; debido al riesgo de recibir un ataque enemigo, el sentirse protegido es una de las necesidades humanas básicas. Obviamente, los antiguos ingenieros, no tenían toda la información necesaria para satisfacer todas las necesidades. Sin embargo en el diseño y edificación de estructuras de uso público (edificios) se hizo necesario acudir a las habilidades de la ingeniería. La Ingeniería Civil, sin embargo, tal y como se la conoce ahora, tiene su origen a caballo entre los siglos XIX y XX, con el desarrollo de modelos matemáticos de cálculo, mejoras en la fabricación del acero y la invención del hormigón armado. Los trabajos de Castigliano, Möhr o Navier entre otros permitieron abordar analíticamente los esfuerzos que producían en las estructuras las solicitaciones a que éstas eran sometidas para determinar de forma aproximada pero fiable los valores de dichos esfuerzos. Esto permitió el diseño eficiente de estructuras, con garantías de resistencia y una mayor economía.
Evolución: En la antigua Roma se hacen las primeras obras civiles, como los son, los acueductos, presas, puentes, cloacas, calzadas o puertos, muchas de las cuales tardaron siglos en ser superadas y algunas de las cuales todavía funcionan. Ya sea que se trate de carreteras, canales de irrigación, canales de navegación, presas o puertos, se puede observar que todos los pueblos de la antigüedad han hecho uso en mayor o menor medida de los conocimientos de la Ingeniería Civil, siendo en muchos casos ésta una muestra evidente de sus grandes conocimientos. Las mejoras en los procesos de fabricación de acero permitieron la eliminación de impurezas que reducían su resistencia. A su vez, nuevos procesos de fabricación permitieron la obtención de piezas de longitudes considerables y de mucha mayor resistencia. Los perfiles metálicos así obtenidos abrieron la posibilidad de construir estructuras mucho más esbeltas y ligeras. Por último, la invención y desarrollo del hormigón armado por parte de ingenieros franceses significó una revolución en el mundo de la construcción, pues este material es capaz de ofrecer grandes resistencias a un coste mucho más bajo que el acero y sin mantenimiento. Sin embargo, estos nuevos materiales trajeron también algunos problemas. El enfriamiento incorrecto del acero y el fenómeno de la fluencia en el hormigón armado produjeron varios colapsos por rotura frágil, si bien hace ya tiempo que estos problemas han sido comprendidos y solucionados. Actualmente, la Ingeniería Civil vive un momento de gran expansión. La informática y los nuevos materiales permiten la construcción de estructuras tan impresionantes como el viaducto de Millau, que hace tan sólo unos años serían impensables.
Estado actual: Actualmente la Ingeniería civil, es la responsable de garantizar la infraestructura de todo país, con una amplia gama de especializaciones; el análisis y diseño estructural, construcción e inspección de obras, estudio de suelos, hidráulicas, control ambiental y sanitario, control de tránsito, diseño de autopistas, transportación terrestre, aérea y marítima. El diseño de puentes, túneles y otras estructuras especiales que complementan las carreteras y los ferrocarriles presentan un reto al ingeniero. Toda obra de construcción, dirigida y manejada por el ingeniero civil, requiere la participación de otros ingenieros especialistas y de los arquitectos.
Praxis de la ingeniería civil El
trabajo de un ingeniero civil comienza al advertirse una determinada necesidad (un nuevo dique en un puerto, la ampliación o construcción de una carretera, una presa que de continuidad y estabilidad al caudal de un río…). En esta etapa de planificación, los ingenieros civiles trabajan en forma integrada con otros profesionales y autoridades nacionales o locales con poder de decisión. Entra entonces el trabajo de recopilación de los datos necesarios para el diseño de una solución a dicha necesidad, datos que pueden ser topográficos (medición de la superficie real del terreno), hidrológicos (pluviometría de una cuenca, caudal de un río, etc.), estadísticos aforos de las carreteras o calles existentes, densidades de población), etcétera. Para esta finalidad los diseños de las obras y sistemas más complejos se hacen en varias etapas. La primera etapa denominada de pre-factibilidad, se encarga de analizar el mayor número de soluciones posibles. Es en esta etapa en la cual los organismos competentes decidirán por ejemplo: el emplazamiento de un puerto, el trazado general de una carretera o tomarán la decisión respecto a si construir una vía férrea para transporte de minerales o un minero ducto. Para la toma de decisiones se consideran, entre otros, los siguientes puntos de vista: dificultad de la obra; costo de la obra; impacto ambiental producido por la obra. El estudio de pre-factibilidad involucra un equipo multidisciplinario de técnicos, donde además de ingenieros civiles participan ingenieros eléctricos, mecánicos, geólogos, economistas, sociólogos, ecologistas. Como resultado de esta fase se escogen 2 o 3 soluciones para detallarlas en la etapa siguiente .
En la siguiente etapa, llamada factibilidad técnico- económica, ya se avanza mucho en los detalles constructivos, en la determinación de los costos, en el crono-grama de construcción y en el flujo de caja necesario para la ejecución de la obra. En esta etapa tienen mucho peso las investigaciones de campo para detectar dificultades específicas relacionadas con la geología de las áreas en las que se intervendrá, y se detallarán los impactos ambientales, incluyendo tanto la parte física como la abiótica y la social. En general es en esta fase que se escoge la solución definitiva, que será detallada en la etapa de diseño definitivo o proyecto ejecutivo. El edificio Alto Río, de 20 pisos, Concepción, colapsó producto del terremoto de Chile de 2010, tras uno de los sismos de mayor magnitud del mundo (8.8 MW). Viene entonces el trabajo real sobre el terreno: acondicionar éste para que sea capaz de soportar las estructuras que se van a construir sobre él (llegándose en ocasiones a sustituir el terreno por otro de mayor capacidad portante si el existente no cumple las condiciones necesarias), movimientos de tierras (desmontes y terraplenes), construcción de las estructuras (pilotes, zapatas, pilares, estribos, vigas, muros de contención).
Sin embargo, todos estos pasos rara vez se dan de forma fluida ni, mucho menos, competen a un mismo equipo de ingeniería. Así, a menudo son los ingenieros de la Administración correspondiente los que detectan la necesidad que se tratará de solventar, mientras que en otras ocasiones la obra viene incluida dentro de un plan de actuación político (no siempre con una clara justificación técnica). Si la obra a acometer es de gran envergadura la Administración no la ejecuta, sino que sus ingenieros elaboran un anteproyecto que es sacado a subasta pública. Entonces son los ingenieros de las diferentes empresas constructoras los que, a partir de las prescripciones técnicas del anteproyecto, elaboran diferentes alternativas. Las alternativas ofrecidas por las constructoras pueden ser muy distintas al anteproyecto y entre sí, pues cada empresa hace uso de la maquinaria y procedimientos que le son más conocidos, y la Administración elegirá la más barata de las opciones que cumplan las exigencias.
Los ingenieros que lleven a cabo la obra no tienen por qué ser (ni, generalmente, son) los que la hayan diseñado. La empresa constructora puede decidir también sub-contratar diferentes trabajos a otras empresas, con lo que puede llegar a haber a diferentes empresas para una misma obra (una ejecuta los movimientos de tierras, otra las estructuras de hormigón…) cada una con su correspondiente departamento de ingeniería y su correspondiente equipo de ingenieros en obra. Muy a menudo, debido a lo imprevisible del terreno se producen problemas a pie de obra que obligan a realizar modificaciones en el proyecto; en otras ocasiones la Administración puede decidir variar algunas condiciones o exigencias a medida que la obra se desarrolla y se observan problemas o posibilidades que no se habían estudiado o que en el momento en que se elaboró el anteproyecto no se consideraron importantes. Puede ocurrir que una nueva infraestructura obligue a hacer modificaciones o surja la posibilidad de que dos obras diferentes, construidas por empresas diferentes (por supuesto con diferentes equipos de ingenieros) sean ejecutadas en conjunto. Todo esto puede dar idea de la gran cantidad de variables que afectan al trabajo de ingeniería civil . Por suerte, las obras de gran envergadura son raras, y más frecuentemente el ingeniero civil se limita a la supervisión de la obra y a la toma de decisiones concretas en problemas concretos que no afectan al desarrollo o presupuesto general de la obra. Así, trabajos como la contención de un terreno de características habituales, la colocación de una viga pre tensada o la ejecución de un firme, son trabajos rutinarios que no implican cambios significativos en el proyecto .
AREAS DEL CONOCIMIENTO PARA LA ING. CIVIL
Los conocimientos necesarios para ejercer de ingeniero civil son: Conocimientos de cálculo de esfuerzos y deformaciones en estructuras ante diferentes acciones (comportamiento de las vigas de un puente ante el paso de un tren, de una presa ante la presión hidrostática del agua que retiene, de una zapata al transmitir el peso de la estructura que sustenta al terreno.) Conocimientos de los materiales que se utilizarán en la ejecución de la obra (resistencia, peso, envejecimiento, etc.). Conocimientos del comportamiento del terreno ante las solicitudes de las estructuras que se apoyen en él (capacidad portante, estabilidad ante dichas solicitaciones, etc.).
Conocimientos de Hidrología para el cálculo de avenidas o caudales para el diseño de presas o azudes, dimensionamiento de luces de puentes, etc. Conocimiento de técnicas de cálculo de aforos para el dimensionamiento de las carreteras, etc. Conocimientos de estética, de historia, de arte, del paisaje, etc. En España, al igual que en Francia, conocimientos de urbanismo y de ordenación del territorio, que le permiten comprender las fuertes implicaciones territoriales y de ordenación poblacional que suponen las grandes obras de infraestructura. Y, por supuesto, conocimiento de los procedimientos, técnicas y maquinaria necesarios para la aplicación de los conocimientos anteriores.
En general, existe un gran número de posibles soluciones técnicas para un mismo problema y muchas veces ninguna de ellas es claramente preferible a otra. Es la labor de un Ingeniero Civil conocer todas ellas para descartar las menos adecuadas y estudiar únicamente aquellas más prometedoras, ahorrando así tiempo y dinero. Es también labor del Ingeniero Civil el conocimiento de las posibles formas de ejecución de la solución adoptada o de la maquinaria disponible para ello. Debe, además, tener los conocimientos necesarios para evaluar los posibles problemas que se puedan presentar en la obra y adoptar la decisión correcta, considerando, entre otros, aspectos de carácter social y medio ambiental. Por todo ello, además de una sólida formación, es vital en la labor de un Ingeniero Civil una dilatada experiencia laboral, que le permita reconocer a simple vista el problema y adoptar soluciones que hayan demostrado su fiabilidad en el pasado. AREAS DEL CONOCIMIENTO PARA LA ING. QUIMICA Los Ingenieros Químicos están involucrados en todas las actividades que se relacionen con el procesamiento de materias primas (de origen animal, vegetal o mineral) que tengan como fin obtener productos de mayor valor y utilidad.
Por lo tanto, pueden desarrollar sus actividades en: Plantas industriales / Empresas Productivas Empresas de construcción y/o montaje de plantas y equipos Empresas proveedoras de servicios técnicos (consultoría, control de calidad, mantenimiento, etc.) Organismos gubernamentales o no gubernamentales de acreditación, control y estándares Instituciones de educación superior Centros de Investigación y Desarrollo (Industriales / Académicos) Tareas o actividades específicas que se realizan en la profesión: Planifica y evalúa proyectos de obras civiles, estudiando su rentabilidad y su impacto social así como reconoce las consecuencias ecológicas adversas. "coordina el traba)o de $grupos interdisciplinarios y de especialistas en diversas ramas de la 1n$eniería "civil para diversos proyectos de obras tales como ingenieros constructores, arquitectos, geólogos, geomensores, topógrafos, eléctricos, abogados, contadores, entre otros debido a la complejidad de los desarrollos de infraestructura, en las etapas de planeación, diseño, construcción y operación. Planea el uso más conveniente de los recursos naturales y humanos de grandes áreas, tales como cuencas de ríos, desarrollos urbanos, vías de comunicación, etc.
Campo de acción: Como consultor realizando funciones: estudio, factibilidad, proyecto, dirección, inspección, auditoria, construcción, operación, mantenimiento, control, reparación, readecuación y refuncionalización de: Estructuras resistentes, obras civiles y de arte de todo tipo. Obras de regulación, captación, abastecimiento y tratamiento de aguas. Obras de riego y sus correspondientes obras de desagüe y drenaje. Instalaciones hidromecánicas. Obras destinadas al aprovechamiento de la energía hidráulica y otras fuentes alternativas. Obras de corrección y regulación fluvial. Obras de saneamiento urbano, rural y regional; obras de control de erosión. Obras de urbanismo en lo referente al trazado urbano, y organización de los servicios públicos vinculados con higiene, transporte, comunicaciones y energía. •Estudios, tareas y asesoramientos relacionados con: Mecánica de suelos y mecánica de rocas. •Trabajos topográficos y geodésicos. •Riesgo sísmico en construcciones. •Planeamiento urbano, rural y de sistemas de transporte en general. •Loteos urbanos y subdivisiones por el régimen de propiedad horizontal. •Estudio de tránsito en áreas urbanas y rurales. •Planeamiento del uso y administración de recursos hídricos. Estudios hidrológicos.
Otros aspectos: En la antigüedad y en la edad media, la mayoría de las construcciones de obras arquitectónicas se llevó a cabo por los artesanos, como albañiles y carpinteros, pasando a ser maestro de obras. El conocimiento se mantuvo en los gremios y rara vez cambiado por los avances que iban ocurriendo. Estructuras, caminos y la infraestructura existente era repetitiva, e incrementaba en escala. Como toda ciencia, la ingeniería civil posee ramas la dividen como lo son: Ingeniería Estructural: La ingeniería estructural se encarga de estimar la resistencia máxima de elementos sometidos a cargas variables, cargas permanentes y cargas eventuales (sismos, vientos, nieve, etc.), procurando un estado de servicio mínimo al menor costo posible. Ingeniería Geotécnica: La ingeniería geotécnica se encarga de estimar la resistencia entre partículas de la corteza terrestre de distinta naturaleza, granulometría, humedad, cohesión, y de las propiedades de los suelos en general, con el fin de asegurar la interacción del suelo con la estructura. Además realiza el diseño de la cimentación o soporte para edificios, puentes, etc.
Ingeniería Hidráulica (también conocida como ingeniería de recursos de agua): La ingeniería hidráulica es una de las ramas más antiguas de la ingeniería civil, ya que está presente desde los romanos tradicionales. Se ocupa de la proyección y ejecución de obras relacionadas con el agua, sea para su uso, como en la obtención de energía hidráulica, la irrigación, potabilización, canalización, u otras, sea para la construcción de estructuras en mares, ríos, lagos, o entornos similares, incluyendo, por ejemplo, diques, represas, canales, puertos, muelles, rompeolas, entre otras construcciones. También hace referencia a las maquinas hidráulicas.
ingeniería de Transporte e Infraestructura Vial: Se entiende por Ingeniería de Transportes y Vías, el conjunto de conocimientos, habilidades, destrezas, prácticas profesionales, principios y valores, necesarios para satisfacer las necesidades sociales sobre movilidad de personas y bienes. El trabajo de un Ingeniero Civil comienza al advertirse una determinada necesidad (un nuevo dique en un puerto, la ampliación o construcción de una carretera, una presa que de continuidad y estabilidad al caudal de un río…).
En esta etapa de planificación, los ingenieros civiles trabajan en forma integrada con otros profesionales y autoridades nacionales o locales con poder de decisión. Entra entonces el trabajo de recopilación de los datos necesarios para el diseño de una solución a dicha necesidad, datos que pueden ser topográficos (medición de la superficie real del terreno), hidrológicos (pluviometría de una cuenca, caudal de un río, etc.), estadísticos (aforos de las carreteras o calles existentes, densidades de población), etcétera. Para esta finalidad los diseños de las obras y sistemas más complejos se hacen en varias etapas. La primera etapa denominada de prefactibilidad, se encarga de analizar el mayor número de soluciones posibles. Para la toma de decisiones se consideran, entre otros, los siguientes puntos de vista: dificultad de la obra; costo de la obra; impacto ambiental producido por la obra. En la siguiente etapa, llamada factibilidad técnico- económica, ya se avanza mucho en los detalles constructivos, en la determinación de los costos, en el cronograma de construcción y en el flujo de caja necesario para la ejecución de la obra. En esta etapa tienen mucho peso las investigaciones de campo para detectar dificultades específicas relacionadas con la geología de las áreas en las que se intervendrá, y se detallarán los impactos ambientales, incluyendo tanto la parte física como la biótica y la social. En general es en esta fase que se escoge la solución definitiva, que será detallada en la etapa de diseño definitivo o proyecto ejecutivo.
Viene entonces el trabajo real sobre el terreno: acondicionar éste para que sea capaz de soportar las estructuras que se van a construir sobre él (llegándose en ocasiones a sustituir el terreno por otro de mayor capacidad portante si el existente no cumple las condiciones necesarias), movimientos de tierras (desmontes y terraplenes), construcción de las estructuras (pilotes, zapatas, pilares, estribos, vigas, muros de contención). Todo esto puede dar idea de la gran cantidad de variables que afectan al trabajo de Ingeniería Civil.
Por suerte, las obras de gran envergadura son raras, y más frecuentemente el Ingeniero Civil se limita a la supervisión de la obra y a la toma de decisiones concretas en problemas concretos que no afectan al desarrollo o presupuesto general de la obra. Así, trabajos como la contención de un terreno de características habituales, la colocación de una viga pretensada o la ejecución de un firme, son trabajos rutinarios que no implican cambios significativos en el proyecto.
Ingenieros civiles que son capaces de utilizar diferentes herramientas informáticas para el éxito de un proyecto también son buscados debido a la integración de la tecnología de ingeniería y construcción. El universitario próximo a ser profesional debe comprender que su responsabilidad moral y ética será mayor que las del simple ciudadano por la dotación de conocimiento que recibe y ha recibido. Debe mantener en alto su dignidad y desarrollo como estudiante y tener cuidado con las decisiones que toma durante este periodo de su vida. Un profesional ha de ser un buen especialista, entender los problemas que encierra su profesión. Debe entregarse sin reservas al trabajo que tiene encomendado, por que este será responsable de todas sus acciones que le lleven o no a la mal ejecución de su trabajo. Aquí es donde toman preponderancia los valores éticos y morales de un profesional, diferenciando los unos de los otros.
Ingeniería civil. La Carrera Profesional de Ingeniería Civil forma profesionales con un perfil amplio, pero a la vez de gran profundidad, con capacidad de liderazgo para emprender proyectos en las diferentes áreas de esta profesión. Él profesional está comprometido con un aprendizaje continuo y mantiene la mente abierta hacia la investigación también a las nuevas tecnologías y procedimientos. Los egresados tienen la posibilidad de realizar trabajos interdisciplinarios, dada la amplia gama de actividades y problemas que generan las obras de Ingeniería Civil tanto en el ámbito público como privado. De igual modo todas las especialidades de la ingeniería civil tienen en común la necesidad de conocimientos matemáticos y físicos avanzados y la capacidad de resolver problemas de forma óptima.