OBRAS DE LA INGENIERÍA CIVIL
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OBRAS DE LA INGENIERÍA CIVIL
 
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Ingeniería civil
La Ingeniería Civil, es la rama de la Ingeniería que aplica los conocimientos de Física, Química y Geología a la elaboración de infraestructuras, principalmente edificios, obras hidráulicas y de transporte, en general de gran tamaño y para uso público.
Debido a la gran importancia de estas infraestructuras para el desarrollo de un Estado, esta rama de la ingeniería está reconocida en todos los países, independientemente del nombre concreto que se dé a su titulación. En España, por ejemplo, está dividida en dos carreras: Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos (ICCP) e Ingeniería Técnica de Obras Públicas (ITOP), siendo la primera una licenciatura y la segunda una diplomatura, si bien se prevé en un futuro próximo sustituir ambas titulaciones por la de Ingeniería Civil (en el denominado Proceso de Bolonia), que es la denominación más usada internacionalmente.

Historia de la ingeniería civil
Los primeros hombres utilizaron algunos principios de la ingeniería para conseguir sus alimentos, pieles y construir armas de defensa como hachas, puntas de lanzas, martillos etc. El desarrollo de la ingeniería comenzó con la revolución agrícola (año 8000 A.C.) cuando los hombres dejaron de ser nómadas para cultivar sus productos y criar animales comestibles. Hacia el año 4000 A.C., con los asentamientos alrededor de los ríos Nilo, Éufrates e Indo, se inició la civilización con escritura y gobierno.
Los primeros ingenieros fueron arquitectos, que construyeron muros (para proteger las ciudades) y los primeros edificios.
Fue la necesidad quien hizo a los primeros ingenieros.
Ingeniería civil contemporánea
La ingeniería civil contemporánea tiene su origen entre los siglos XIX y XX, con el desarrollo de modelos matemáticos de cálculo. Los trabajos de Castigliano, Mohr o Navier entre otros, permitieron abordar analíticamente los esfuerzos internos que se producían en estructuras, caudales y suelos a las que éstas eran sometidas para estimar sus magnitudes. Esto permitió el diseño eficiente de obras civiles.
La ingeniería civil contemporánea en España nace con Agustín de Betancourt. Agustín de Betancourt, de origen canario, viaja a París, donde estudia ingeniería civil en la École de Pont et Chausses. A su regreso a España funda la Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Madrid en 1802. El objetivo es crear un cuerpo de ingenieros con una elevada formación que pudiera acometer una gran ampliación de la infraestructura civil en la España del siglo XIX.
Ramas de la ingeniería civil:
Ingeniería Estructural
La ingeniería estructural se encarga de estimar la resistencia mínima de elementos sometidos a cargas vivas, cargas muertas 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 del manto terrestre de distinta naturaleza, granulometría, humedad, cohesión, y de las propiedades de los suelos en general, con el fin de asegurar la interacción suelo con la estructura. Además realiza el diseño de la fundación o soporte para edificios, puentes, etc.
Ingeniería Hidráulica
(También conocida como ingeniería de recursos de agua)
La ingeniería hidráulica es una de las ramas tradicionales de la ingeniería civil.
La formación
En algunas universidades la carrera de ingeniería civil se divide después de los primeros 2 ó 3 años en diversas especialidades, una de las cuales es la hidráulica. A partir de esta división se van enfatizando temas diferentes para cada especialidad, manteniéndose sin embargo muchos temas comunes para todos los cursos de ingeniería civil.
Áreas de actividad del ingeniero hidráulico
Básicamente el ingeniero hidráulico se ocupa de diseñar, construir y operar las obras hidráulicas. Otra actividad muy importante desarrollada por los ingenieros hidráulicos es la investigación, dado que la ingeniería hidráulica se sustenta, casi en un 90%, en resultados experimentales. Leonardo Da Vinci afirmaba, con la genialidad que ha demostrado en todo lo que ha hecho, que "cuando trates con el agua consulta primero la práctica, y luego la teoría". Mucho se ha avanzado desde entonces, por los dos caminos, las formulaciones teóricas utilizan en todo momento los instrumentos matemáticos más avanzados de cada época, pero al final aquí y allí, siempre acaba apareciendo un coeficiente empírico, una fórmula empírica, que es la forma en que, al final, permite resolver el problema práctico, y que fue determinada con base en experimentos tanto de laboratorio como en las obras construidas y operantes.
Los ingenieros hidráulicos se ocupan de:
• Las llamadas grandes estructuras como, por ejemplo, presas, esclusas, canales navegables, puertos, etc.
• Obras relacionadas con la agricultura, especialización de la ingeniería hidráulica, conocida como hidráulica agrícola: sistemas de riego, sistemas de drenaje.
• Obras relacionadas con el medio ambiente: presas filtrantes para el control de la erosión, obras de encauzamiento de ríos, defensas ribereñas.
En general, cuando se trata de intervenciones importantes, el ingeniero hidráulico trabaja formando parte de un equipo multidisciplinar.
Diseño de canales y obras hidráulicas en general
Diseño de canales. Primeramente los canales deben de conducir los caudales de captación desde la obra de donde se trabaja hasta el lugar de carga o distribución. Ahora, dependiendo sus funciones los canales de pueden clasificar en; Canal de primer orden o canal madre esta es trazada con una pendiente mínima. Canal de segundo orden o laterales estos salen a partir del canal madre y el caudal que estos tienen es repartido hacia los sub.-laterales, ahora se conoce como unidad de riego al área de riego que sirve un lateral.

Ingeniería de Transporte e Infraestructura
Se denomina transporte (del latín trans, "al otro lado", y portare, "llevar") al traslado de personas o bienes de un lugar a otro. Dentro de esta acepción se incluyen numerosos conceptos, de los que los más importantes son infraestructuras, vehículos y operaciones. Los transportes pueden también distinguirse según la posesión y el uso de la red. Por un lado, está el transporte público, sobre el que se entiende que los vehículos son utilizables por cualquier persona previo pago de una cantidad de dinero. Por otro, está el transporte privado, aquel que es adquirido por personas particulares y cuyo uso queda restringido a sus dueños. En inglés se denomina "transit" al transporte público y "traffic" al transporte privado. Sin embargo, en castellano no se hace esa distinción, usándose las palabras "tránsito" y "tráfico" indistintamente para referirse a la circulación de vehículos de transporte; en tanto que se le llama "transporte pesado" al tráfico de mercancías y carga
Infraestructura del transporte
La infraestructura se denomina normalmente red y se distinguen las de carreteras, vías de ferrocarril, rutas aéreas, canales, tuberías, etc., incluyendo los nodos o terminales: aeropuertos, estaciones de ferrocarril, terminales de autobuses y puertos.
Vehículos
Los vehículos de transporte (coches, camiones, trenes, aviones, etc.) transitan sobre las redes, aunque existen casos de redes que no usan vehículos: la red peatonal, las redes de aceras móviles, las cintas transportadoras y los ductos o tuberías.
Operaciones
Las operaciones tratan del control del sistema (semáforos, control de trenes, control del tráfico aéreo, etc.) así como de las políticas, los modos de financiación y la regulación del transporte (p.ej el uso de peajes o impuestos).
Diseño de redes de transporte
Las Redes se diseñan considerando tres aspectos: la geometría, la resistencia y la capacidad. En la práctica, el diseño de transporte centra sus miras en tomar los diseños geométricos y definir su ancho, número de carriles, vías o diámetro. Su producto es tomado por el especialista en pavimentos, rieles, puentes o ductos y convertido en espesores de calzada, balasto, vigas o paredes de tubería. El ingeniero de transporte es también responsable de definir el funcionamiento del sistema considerando el tiempo.
No debe confundirse la complejidad del problema de transporte con el uso de tecnología avanzada. Tal vez el problema más complejo del transporte en el mundo no sea el de congestiones vehiculares en Singapur o el transporte de carga al espacio, sino el del traslado de peregrinos de La Meca a Medina, con restricciones enormes de tiempo y logística.
Métodos para el diseño de redes de transporte
Los principales métodos para el diseño de redes incluyen el método de las cuatro etapas, el uso de la teoría de colas, la simulación y los métodos que podrían llamarse de coeficientes empíricos.
Método de cuatro etapas
En este método se calcula separadamente la "generación de viajes", o número de personas o cantidad de carga que produce un área; la "distribución" de viajes, que permite estimar el número de viajes o cantidad de carga entre cada zona de origen y destino; la "partición modal", es decir, el cálculo del número de viajes o cantidad de carga que usarán los diferentes modos de transporte y su conversión en número de vehículos; y, finalmente, la "asignación", o la definición de qué segmentos de la red o rutas utilizarán los vehículos.
Este proceso se realiza utilizando la densidad y la localización de población o de carga actual para verificar que los volúmenes previstos por el método estén de acuerdo con la realidad. Finalmente, se usan las estimaciones de población futura para recalcular el número de vehículos en cada arco de la red que se usará para el diseño. Se utiliza principalmente para la planeación de transporte y es exigido por ley en muchas zonas urbanas.
Método de teoría de colas
Utiliza la estadística y ciertas asunciones sobre el proceso de servicio. Permite estimar, a partir de las tasas de llegada de los clientes (ya sean vehículos o personas) y de la velocidad de atención de cada canal de servicio, la longitud de cola y el tiempo promedio de atención. La tasa de llegada de los clientes debe analizarse para conocer, no solamente su intensidad en número de clientes por hora, sino su distribución en el tiempo. Se ha hallado, experimentalmente, que la distribución de Poisson y las distribuciones geométricas reflejan bien la llegada aleatoria de clientes y la llegada de clientes agrupados, respectivamente. Se utiliza principalmente para la estimación de número de casetas de peaje, surtidores en estaciones de combustible, puestos de atención en puertos y aeropuertos y número de cajeros o líneas de atención al cliente requeridas en un establecimiento.
Métodos de simulación de transporte
Existen dos tipos principales de simulaciones en computador utilizadas en la ingeniería de transporte: macro simulaciones y micro simulaciones.
Las macro simulaciones utilizan ecuaciones que reflejan parámetros generales de la corriente vehicular, como velocidad, densidad y caudal. Muchas de las ideas detrás de estas ecuaciones están tomadas del análisis de flujo de líquidos o gases o de relaciones halladas empíricamente entre estas cantidades y sus derivadas.
Las segundas simulan cada vehículo o persona individualmente y hacen uso de ecuaciones que describen el comportamiento de estos vehículos o personas cuando siguen a otro (ecuaciones de seguimiento vehicular) o cuando circulan sin impedimentos.
La teoría de colas se basa en procesos estocásticos.
Métodos de coeficientes
Utilizan ecuaciones de tipo teórico pero, en general, parten de mediciones que indican la capacidad de una red en condiciones ideales. Esta capacidad, normalmente, va disminuyendo a medida que la red o circunstancias se alejan de ese ideal.
Los métodos proporcionan coeficientes menores que la unidad, por los que se debe multiplicar la capacidad "ideal" de la red para encontrar la capacidad en las condiciones dadas.
Modos de transporte
Los modos son combinaciones de redes, vehículos y operaciones. Incluyen el caminar, el coche, el sistema de carretera, los ferrocarriles, el transporte marítimo (barcos, canales y puertos) y el transporte aéreo (aeroplanos, aeropuertos y control del tráfico aéreo).
Técnicamente hablando, el modo de transporte está restringido a la definición dada para la tercera de las etapas del método de cuatro etapas.
Diseño y manutención de pavimentos
• Diseño de Vías Ciclistas Urbanas
• Análisis de trafico
• Diseño geométrico de carreteras
• Diseño de estacionamientos
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