vol. 7 núm. 1 (2016): l'esprit ingenieux 7

El presente artículo tiene como fin describir la evaluación de las vibraciones causadas por la actividad humana sobre un puente peatonal, usando software comercial de manejo diario en las oficinas de ingeniería. Con esto se busca obtener resultados más confiables para formas irregulares y estructuras complejas, ya que los métodos empleados en la actualidad por algunas firmas no describen de manera correcta el fenómeno. En el artículo se da una breve introducción al problema de las vibraciones de baja frecuencia: se describe cómo estas son generadas por el caminar humano y, a su vez, afectan la estructura del puente peatonal. Luego, de manera somera y conceptual, se explica el método comúnmente usado por los ingenieros para la evaluación del efecto de las vibraciones y las limitaciones este. Finalmente se procede a describir cómo mediante el uso del software SAP2000® y la realización de buenas técnicas de modelación y elementos finitos es posible obtener resultados confiables y que acompañen de manera directa el proceso de diseño.

La corrosión es un proceso inminente en la naturaleza que afecta a materiales de todo tipo. En los sistemas de alcantarillado se ha venido estudiando el proceso de corrosión inducida por microorganismos, también conocida como el ataque del ácido sulfúrico biogénico, que afecta la integridad estructural de los colectores de concreto y las plantas de tratamiento de aguas residuales. En este contexto, se han investigado tres métodos para controlar y mitigar este proceso: a) el control del sulfuro de hidrógeno, b) la implementación de aditivos y recubrimientos en el concreto y c) los métodos antimicronianos. Este artículo resume una revisión de las investigaciones que se han enfocado a estudiar cómo reducir la producción del sulfuro de hidrógeno y mejorar la resistencia del concreto por medio de aditivos y de la implementación de técnicas antimicrobianas para disminuir el crecimiento de las bacterias.

Desde finales de la década del noventa, el bicitaxismo se instauró como un nuevo actor del paisaje urbano y como una alternativa de transporte sostenible para Bogotá. Operando desde la informalidad, este sistema ha suplido las necesidades de transporte de cierto grupo de ciudadanos principalmente en zonas residenciales de diversos sectores de la ciudad, generadas por la ausencia o ineficiencia del sistema de transporte público. Los estudios realizados hasta el momento sobre el bicitaxismo no han permitido comprender, al menos desde el punto de vista de la movilidad, la complejidad de este sistema y sus potencialidades de cara a su inclusión en el Sistema Integrado de Transporte Público. En este orden de ideas, el presente artículo muestra los resultados de afectación a la movilidad en vías secundarias, construidos a partir del estudio de las variables macroscópicas del tránsito, así como una caracterización del origen y el destino de los viajes generados en las Unidades de Planeación Zonal (UPZ) de Patio Bonito y Las Margaritas, en la localidad de Kennedy, Bogotá.

Este artículo presenta la regionalización de curvas de intensidad, duración y frecuencia (IDF) para Boyacá, Colombia, que comprende dieciséis centros poblados, incluida la capital del departamento, Tunja. La regionalización se realizó a través de la interpolación de intensidad media de precipitación, en tanto la interpolación de datos se realizaron con la asistencia del software ArcGIS. Para el desarrollo del proyecto se buscó la opción que proporcionara un mayor grado de confiabilidad y que permitiera determinar cuál de las opciones y formas de regionalizar es la mejor. Como resultado final se realizaron mapas de isolíneas; en el caso de la regionalización por intensidades, cada mapa se asocia a diferentes periodos de retorno y duración, a fin de poder construir curvas IDF en la zona de estudio.

Las escorias negras de horno de arco eléctrico (ENHAE) son desechos de la fabricación del acero, cuya materia prima principal es la chatarra. Dichas escorias en Colombia presentan una alta producción, ya que de cada tonelada producida de acero se generan de 0,1 a 0,3 toneladas de escorias, aproximadamente. Las altas cantidades de ENHAE indican que la producción de estos residuos en el país es importante, por lo cual debe indagarse al respecto para darles un uso técnico y sostenible adecuado, más aún si se tiene en cuenta que la disposición de dichas escorias generan impactos ambientales sobre el suelo y que las necesidades existentes de materiales seleccionados para la construcción de carreteras son altas. Se analizaron más de treinta artículos de investigación y trabajos de tesis de pregrado, maestría y doctorado, en el marco de una investigación que se viene adelantando para optimizar el uso de escorias negras colombianas en pavimentos. Como producto de ello se presenta el estado del arte del estudio de las ENHAE, con fines de uso en la construcción y especialmente en los pavimentos viales.

El desarrollo económico de un país está ligado a la infraestructura vial, ya que esta logra unir los diferentes sectores productivos, al permitir el transporte y la comercialización de los productos y la movilidad de pasajeros. Colombia, con el crecimiento del comercio internacional y la apertura de los tratados de libre comercio, debería orientar sus proyectos hacia el desarrollo de la infraestructura vial y, en específico, a mejorar la conectividad de la red principal con vías secundarias y terciarias, que a su vez se comuniquen con vías férreas, puertos marítimos y fluviales. Además, por ser un país muy rico en materia fluvial navegable y por tener dos costas oceánicas, debe proporcionar facilidades a los comerciantes, con la importación y exportación de sus productos. Actualmente, el pavimento comúnmente utilizado es el de tipo flexible, pero su estructura sufre daños constantes y prematuros, debido a las condiciones climáticas (temperatura y humedad) y a los diseños tradicionales, basados en la mezcla entre agregados pétreos y asfaltos provenientes de la destilación del petróleo. Por ello, se busca la implementación de otros materiales como la asfaltita, provenientes de fuentes naturales. De los resultados obtenidos se denota la viabilidad del uso de mezclas asfálticas fabricadas con asfaltita y con cemento asfáltico AC-20, dadas las altas resistencias que se observaron; sin embargo, se recomiendan ensayos dinámicos sobre estas mezclas.

En el presente artículo se presentan los resultados de pruebas piloto de resistencia a la compresión, realizadas en cilindros de concreto de 150 × 300 mm, acorde con las normas técnicas colombianas NTC y NSR10, en las que se someten dichos cilindros a condiciones de curado en laboratorio y de intemperismo. Las pruebas se realizaron en abril de 2013 en Tunja, Colombia. Estos cilindros corresponden a resistencias de 21 MPa y 28 MPa y fueron elaborados con agregados y agua de la región. Asimismo se presentan resultados parciales de la aplicación de encuestas sobre la temática de curado del concreto y los tipos de protecciones comúnmente usados por el personal de distintas obras de la ciudad.

En el sector de la construcción, recientes investigaciones se han enfocado en la producción de materiales de mejor calidad; sin embargo, el consumo de recursos no renovables hace que sea una de las industrias menos sostenibles del mundo. El impacto ambiental del sector de la construcción genera el 30 % de las emisiones de carbono en el mundo, emisiones de otros gases y material particulado, además de generar un impacto negativo en el paisaje y en cuerpos de agua subterráneos y superficiales. Este último tema es de gran relevancia en países donde el carbón es una de las principales fuentes de energía. En el caso de Colombia, hay alrededor de 1500 a 2000 hornos que producen un estimado de 350.000 toneladas de ladrillos al mes con un consumo promedio de 0.07 toneladas de carbón por tonelada de ladrillos producidos, las cuales emiten: óxidos de nitrógeno (2.05 Kg NOx), óxidos de azufre (3.59 Kg SOx), gas carbónico (201.43 Kg CO2) y material particulado (7.84 Kg MP). Estos datos son un ejemplo de la producción en un horno colmena, lo que sugiere que el sistema requiere una producción más sostenible, para evitar la sobreexplotación de recursos no renovables y mitigar las emisiones. De igual forma, el sistema de producción genera impactos de tipo social y económico en el contexto local, por lo que se requiere una evaluación de la sostenibilidad del sistema de producción. El objetivo de esta investigación consiste en realizar un análisis del inventario de materiales comúnmente utilizados en la producción del ladrillo en la región de Boyacá para entender el sistema de producción, contextualizando la problemática ambiental en un análisis de las políticas ambientales que han influido a lo largo de la historia con la producción del ladrillo, categorizándolas por grupos según su alcance y aparición. Esto se realizó con el fin de poder desarrollar un sistema de indicadores para la evaluación de la sostenibilidad y promover en el largo plazo cambios en las políticas ambientales que permitan generar mejoras en los sistemas de producción que tengan un efecto en la disminución del impacto ambiental. Esta investigación fue financiada por la Unidad de Investigación de la Universidad Santo Tomás en Tunja, Colombia.

Se realiza la modelación numérica integrada hidrológica-hidráulica de una cuenca con población rural y urbana, con la finalidad de presentar y aplicar una metodología para determinar mapas de peligro y de riesgo por inundación. Se utiliza el modelo matemático bidimensional Flubidi, el cual utiliza un esquema en diferencias finitas explicito para resolver las ecuaciones de aguas someras. El resultado son valores máximos de la profundidad y la velocidad del flujo en cada celda de la malla en que se discretiza el dominio de cálculo. Los mapas de peligro se determinan con el nomograma de Dorrigo. Para la estimación del riesgo (Daño Anual Esperado) por inundación, solamente se considera la vulnerabilidad y el costo de los daños interiores de las viviendas expuestas. Con los resultados obtenidos en forma de mapas de peligro y de riesgo por inundación, se puede tener una primera panorámica de la situación actual, también en corto plazo se puede planear la ejecución de obras estructurales y la puesta en marcha de las no estructurales para el beneficio de la población y finalmente, a mediano y largo plazo dichos resultados se pueden utilizar en la planeación del territorio

En la formación del ingeniero civil, más específicamente del ingeniero estructural, se aprenden diferentes métodos para el análisis de armaduras, desde el curso de Estática, con los métodos de los Nodos y el de las Secciones, y luego en el curso de Análisis Estructural, con algunos métodos más avanzados de fundamento energético o de rigidez. En el presente artículo se propone un método alternativo que utiliza los principios del equilibrio estático y que por la manera como se desarrolla, se convierte en un procedimiento práctico, eficiente y de gran alcance al momento de analizar armaduras ya sea que se aplique desde el curso de estática o el de Análisis Estructural, llamado Método Matricial para Análisis de Armaduras Planas y Espaciales. La metodología se basa en el equilibrio estático de cada uno de los nudos y que al tomar las reacciones y las fuerzas en los elementos como incógnitas, provee un sistema de ecuaciones que se puede resolver a través de métodos matriciales.