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INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA CIVIL

La palabra INGENIERÍA deriva de ingeniero y ésta proviene del latín ingenium, ingenii, cuyo

significado se refiere a las cualidades naturales o disposición natural del ser humano, a través

del temperamento, carácter, genio, invención e inspiración.

INGENIERÍA se define como “estudio y aplicación, por especialistas, de las diversas ramas de la

tecnología”.

CIVIL, es “ciudadano: perteneciente a la ciudad o a los ciudadanos”, “que no es militar ni

eclesiástico o religioso”.

INGENIERÍA CIVIL, Se la define como “la rama de la

Ingeniería que aplica los conocimientos de la Física,

Química, Matemática y Geología para la elaboración del

diseño, construcción y mantenimiento de diversas obras,

tales como edificaciones, carreteras, ferrocarriles, puentes,

aeropuertos, hidráulicas entre otras; en general de gran

tamaño y para uso público”. Debido a la gran importancia de

estas construcciones en el desarrollo de un Estado, esta

rama de la Ingeniería está muy reconocida en todos los

países, independientemente del nombre que se dé a su

titulación.”

A la Ingeniería Civil le corresponde también el control del

medio ambiente, desarrollo de los recursos naturales,

construcciones, servicios de transporte y otras estructuras necesarias para la salud, bienestar,

seguridad, empleo y recreación de la humanidad.

Dentro de la ingeniería civil, es posible distinguir las especialidades referidas a:

- Ingeniería de construcción, estudia, administra, dirige y supervisa las obras, previa

planeación y estudio de costos y presupuestos y la forma en que deben implementarse durante

la ejecución física de las obras.

- Ingeniería hidráulica, que se encarga de todo lo relacionado con los recursos hídricos, el ciclo

hidrológico para el máximo aprovechamiento hidráulico, de aguas de escorrentía superficial y

subterránea.

- Ingeniería Sanitaria, abarca el diseño, construcción y control de los sistemas de agua,

desagüe y otros cuyo objetivo es mejorar las condiciones de vida del ser humano.

- Ingeniería vial y de transporte, comprende el estudio y diseño de las vías de comunicación y

movilización en una sociedad, tanto de personas como de bienes.

- Ingeniería geotécnica, comprende el estudio del comportamiento de los materiales, la

mecánica de suelos y rocas para la estructura y una cimentación adecuada, cumpliendo las

normas de seguridad, servicio y economía.

- Ingeniería estructural, diseña, construye y mantiene edificaciones, cualquiera sea su

magnitud y tomando en cuenta el material del cual se construyen: acero, concreto, rocas,

plásticos, madera, etc.

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- Ingeniería Ambiental, referida al control de la contaminación y de las condiciones del medio

ambiente natural.

NOCION DE BIENESTAR DE LA SOCIEDAD MODERNA

La ingeniería civil suministra las herramientas y procedimientos para dotar de infraestructura a

todas las modalidades del transporte, a la generación, transmisión y distribución de energía, a la

agricultura y la ganadería, a la educación y la investigación, a la salud humana y animal.

La ingeniería civil ha sido y es uno de los más importantes motores para el desarrollo del mundo,

siendo uno de los factores fundamentales de la actual noción de bienestar de la sociedad

moderna. Las actividades que desarrolla tiene una trascendental incidencia en la macro y

microeconomía de un país; teniendo en cuenta que la actividad constructora demanda desde

mano de obra no calificada, fundamental para los países en vías de desarrollo, hasta mano de

obra altamente especializada para el diseño y construcción de obras de envergadura como

presas de embalse, puentes de grandes luces, túneles y otras obras para actividades de tipo

industrial y comercial.

Por otra parte, la actividad constructora estimula el desarrollo industrial, industrias paralelas como

las de los grandes sistemas de financiamiento, la explotación de canteras, la fabricación de

carpinterías metálicas y de madera, los sistemas de seguridad, ascensores, vidrios, los sistemas

de fachada y de muros divisorios, alambre, clavos y aceros, aire acondicionado y ventilación,

iluminación y suministro de electricidad y una enorme cantidad de productos adicionales pero

necesarios, dan soporte a las economías nacionales a partir de la construcción.

ESCENARIO PARA EL DESARROLLO DE LA INGENIERÍA CIVIL

En todas las regiones vemos que se producen diferentes tipos de bienes los cuales son

consumidos por otra comunidad diferente, para la producción y transporte de estos bienes se

requieren infraestructuras y vías:

- En infraestructura para abastecer de agua, energía y demás servicios que se necesiten.

- En vías para garantizar el buen flujo de comercialización de los bienes, el fácil acceso a las

diversas regiones para comercializar el producto que desde allí se quiere vender.

La principal característica de la ingeniería civil es dar soluciones a problemas que a diario se

presentan en las diversas construcciones; trabajar intuitiva y grupalmente en estas soluciones es

uno de los medios más rápidos para dar prontas soluciones a dicho problema.

En general, existe un gran número de posibles soluciones técnicas para un mismo problema y a

veces ninguna de ellas es claramente preferible a otra. Es la labor del Ingeniero Civil conocer

todas ellas para descartar las menos adecuadas y estudiar 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.

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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.

HITOS DEL DESARROLLO CIENTIFICO Y TECNOLOGICO

La ingeniería utiliza el conjunto de conocimientos y técnicas científicas aplicadas, que se dedica a

la resolución u optimización de los problemas que afectan directamente a la humanidad. El

conocimiento, manejo y dominio de las matemáticas y física obtenido mediante estudio,

experiencia y práctica, se aplica con juicio para desarrollar formas eficientes de utilizar los

materiales y las fuerzas de la naturaleza para beneficio de la humanidad y del ambiente.

Ingeniería es el saber aplicar los conocimientos científicos a la invención, perfeccionamiento o

utilización de la técnica en todas sus determinaciones.

Esta aplicación se caracteriza por utilizar principalmente el ingenio de una manera más

pragmática y ágil que el método científico, puesto que una actividad de ingeniería, por lo general,

está limitada a un tiempo y recursos dados por proyectos. El ingenio implica tener una

combinación de sabiduría e inspiración para modelar y solucionar cualquier problema en la

práctica.

PASADO, PRESENTE Y FUTURO DE LA INGENIERÍA CIVIL

La historia y el progreso de la humanidad están ligados a la ingeniería civil como profesión, que

aplicando los principios de las matemáticas y las ciencias físicas se orientó para utilizar los

materiales y las fuerzas de la naturaleza en la búsqueda permanente del progreso de la

humanidad. La ingeniería civil ha proporcionado en el tiempo la infraestructura, motor del

desarrollo de los pueblos.

Esta profesión aparece como respuesta civil a la disciplina militar que, como necesidad histórica

de responder a tantas confrontaciones bélicas, creó su ingeniería militar en 1646 en el cuerpo de

ingeniería francesa para desarrollar sistemas de defensa a los ataques del enemigo.

En 1747 se creó en Francia la primera escuela de ingeniería civil en La École Nationale des

Ponts et Chaussées en París. Luego siguieron la escuela de Caminos, Canales y Puertos en

Madrid (1802) y el Imperial College en Londres. Después siguió la tendencia de creación de

escuelas de ingeniería en países europeos y en Iberoamérica.

La ingeniería civil en los últimos años ha tenido un gran impulso en el desarrollo de proyectos que

han trascendido y nos dan una vía de progreso hacia el desarrollo sostenido. La falta de

planeación y control presupuestal impidió durante muchos años la terminación de innumerables

obras de ingeniería y se perdió la inversión porque obra no terminada, inversión perdida.

En el presente, tenemos que la ingeniería civil ha crecido en número de facultades o programas;

hoy se cuenta con más de 50 facultades en formación de gestores y ejecutores de progreso.

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Un país en continuo progreso, aun con sus grandes problemas de subversión y narcotráfico, tiene

en la ingeniería civil un soporte muy valioso para sus grandes proyectos de ingeniería y para

dicho profesional se vislumbra un horizonte no lejano de grandes fuentes de trabajo y desarrollo

profesional para su contribución y participación directa en el progreso de la patria.

En esta contribución directa al desarrollo mediante el diseño y la construcción de las diversas

infraestructuras de nuestro país, tenemos un reto muy grande como ingeniería civil, que consiste

en desestigmatizar nuestra profesión de ser partícipe activo del deterioro de la infraestructura

moral en nuestro País.

La ética del ingeniero está seriamente cuestionada por prácticas ilícitas generadas por la

ausencia de valores morales que han permitido la existencia de principios cuestionados como el

“serrucho” y el ¿Cómo es? o la corrupción, causas directas de los fracasos en contratos

millonarios de obras y de servicios públicos.

Nuestro compromiso es mejorar las condiciones éticas de la sociedad, con fuerte énfasis en el

sentido del servicio a la sociedad, respetando las normas legales y aplicando nuestro código de

ética profesional, equilibrando nuestros conocimientos con nuestro comportamiento humano.

Éste es nuestro pasado, nuestro presente y nuestro futuro: la permanente construcción del

progreso en la búsqueda de un desarrollo sustentable mucho más justo con las necesidades de

los pueblos.

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RELACION ENTRE LA INGENIERÍA CIVIL Y LA VIDA DIARIA

La ingeniería civil como estilo de vida o como calidad de vida para las personas, es una

herramienta histórica que sirve para suplir las necesidades básicas vitales para las personas, es

el adelanto del pensamiento plasmado en el trabajo y en la cultura de cada civilización.

La ingeniería civil es un estudio de las fuerzas que interactúan con la naturaleza y de cómo hacer

para que dichas fuerzas no acaben con las cosas que necesitamos para vivir, como muestras

casas, edificios, carreteras, etc.

Para esto la ingeniería civil utiliza las matemáticas y la física, para trazar cálculos y calcular las

fuerzas necesarias para que las estructuras resistan las inclemencias de la naturaleza y nuestra

sociedad pueda avanzar física y culturalmente.

La vida diaria está íntimamente relacionada con la física, las matemáticas, que nos suministran

los elementos de estudio para formular un modelo de equilibrio. Los métodos de ingeniería civil

deben hacer visible el equilibrio del modelo para que en la vida real se cumplan los supuestos

sobre el mismo. Para comparar la utilidad de la ingeniería civil a la vida podemos decir que es

como arroz al almuerzo.

Entonces podemos decir que la ingeniería civil esta a su vez, íntimamente relacionada con

nuestra vida cotidiana, y por medio de ella se puede suplir las necesidades del ser humano. La

ingeniera civil nace o comienza al advertirse una determinada necesidad (un nuevo centro

educativo, nuevo hospital, un nuevo dique en un puerto, la ampliación o construcción de una

carretera, una presa, etc.). En esta etapa de planificación, la ingeniería civil trabaja en forma

integrada con otras profesiones y en coordinación directa con los usuarios y autoridades

nacionales o locales con poder de decisión.

En el plano académico nos muestra el cómo y cuál es la forma que la ingeniería civil realiza los

trabajos por los diversos métodos matemáticos y físicos y nos plasma ejemplos ilustrativos de

cómo en medio de estos caminos constructivos se generan una serie de problemas, que deben

ser solucionados para así lograr el objetivo final.

Las actividades que realizamos a diario tienen que ver con nuestra noción de posición, noción de

equilibrio, noción del momento, la noción del movimiento, el esfuerzo y deformación.

NOCIÓN DE POSICION.-

Es indispensable en todo ser viviente, donde todos

tenemos muy claro y definido cuál es nuestra posición y

hacia donde queremos dirigirnos.

No se puede imaginar un mundo en el cual no se tenga

una noción de posición, pues sin esta no podrían

encontrarse dos personas, y sin un tiempo de referencia

no podrían ponerse en contacto.

El ingeniero que emplea un lenguaje gráfico, define no

solo donde está parado y para donde va, si no también

puede ubicar objetos y definir exactamente su posición y

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para esto emplea un plano cartesiano, para que los objetos que se dibujen, se pueda imaginar en

otra dimensión.

En el espacio y para su representación en planos, y para definir la posición de un objeto es

necesario establecer un sistema de coordenadas cartesianas x, y, z

El empleo de las coordenadas, es básico para poder diseñar y construir las edificaciones,

carreteras, puertos y otras obras.

Existen en la actualidad varios sistemas de posicionamiento global:

- GPS – NAVSTAR (Estados Unidos) - GLONASS (Rusia) - BEIDOU (China) significa “Osa mayor” y cubre el continente asiático y parte del océano

pacifico. - PROYECTO GALILEO, iniciativa europea, que desarrolla un sistema de radio navegación

por satélites.

EL SISTEMA GPS (GLOBAL POSITIONING SYSTEM o sistema de posicionamiento global).

Es un sistema global de

navegación por satélite (GNSS)

que nos permite determinar en

todo el mundo la posición de un

objeto, una persona, un

vehículo o una nave, con una

precisión de hasta centímetros

(si se utiliza un GPS

diferencial), aunque lo habitual

o de uso común son con

precisión de unos pocos

metros.

Este sistema fue desarrollado,

instalado y actualmente es

operado por el departamento de

defensa de los Estados Unidos.

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En este sistema se distingue tres niveles:

- El segmento espacial, formado por una constelación de 24 satélites, situados en 6

planos y separados unos 60 grados unos de otros. Su periodo orbital es de 12 horas y se

encuentran a una altitud de 20,000 km. Gracias a esta configuración, cualquier receptor

situado en la superficie terrestre es capaz de observar en forma directa entre 6 y 12

satélites en todo momento.

Cada satélite envía una señal única, y esta señal transporta información sobre el satélite,

su posición, parámetros orbitales, etc.

- El segmento de control, formado por una estación base situada en EE.UU. y otras

estaciones que supervisan a los satélites a partir de la señal antes mencionada, donde

mediante estos datos enviados y de retorno nos permite establecer el posicionamiento

global.

- El nivel de usuarios, es el formado por los receptores que reciben la señal de los

satélites (receptor del carro, teléfono móvil, GPS, etc.) que procesan las señales para

poder estimar la posición y velocidad.

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NOCIÓN DE EQUILIBRIO.-

Un cuerpo se encuentra en equilibrio cuando no sufre cambio ni en su estado de reposos ni en

su estado de movimiento de traslación o de rotación.

En una edificación intervienen fuerzas como el peso propio y las cargas que le imponen los

usuarios o el medio ambiente (viento, granizo, temperatura, sismos, etc.), los cuales originan un

desequilibrio o se genera movimiento, pudiendo significar u originar el colapso con posibles

pérdidas de vidas y pérdidas materiales.

Es necesario prever la intervención de fuerzas ajenas a dicha edificación, buscando un equilibrio

de dichas fuerzas, buscando un diseño que minimice el riesgo y los probables daños o perdidas

en especial de las vidas humanas y de las construcciones o edificaciones.

Ejemplo 01: Viga de concreto armado, que es un elemento estructural donde las cargas

aplicadas son principalmente perpendiculares al eje, por lo que su diseño es a flexión y corte y si

las cargas no son perpendiculares se produce una fuerza axial, pero esta no es determinante

para su diseño.

Ejemplo 02: Pórtico, que es un conjunto de vigas y columnas en el cual las uniones son rígidas y

su diseño está gobernado por flexión en vigas y flexo compresión en las columnas.