Novena clase: Fernando Cerda - 22 de Octubre

Nuestra última clase estuvo a cargo nuevamente del profesor Fernando Cerda por lo que la clase estuvo orientada al tema de estructuras.

Comenzó la clase recordando rápidamente lo visto en la anterior donde nos recordó los conceptos de sumatoria de fuerzas, mecánica estática  torque, puntos de apoyo, etc. Luego se dio a lugar una videoconferencia vía Skype con un ex compañero del profesor, el Sr. David Aránguiz quien actualmente se desempeña como Ingeniero Civil estructural en París  Francia. Éste nos explico como llego a su puesto actual en Francia, recalcando que los ingenieros se ven enfrentados a todo tipo de mundos y que cuando se cree que es necesario obtener nuevos conocimientos y nuevas experiencias a veces es necesario emigrar para lograr estos objetivos, nos explico que es de gran ayuda el manejo de idiomas y que lo esencial para ejercer un buen trabajo es saber trabajar en equipo, saber adaptarse y sobreponerse a las situaciones a las que nos vemos enfrentados.

Finalmente el profesor nos explico de manera practica como se ven afectadas estructuras de distintos tamaños a sismos de igual magnitud, donde aplicaba iguales frecuencias sísmicas a ambas estructuras y veíamos como estas eran afectadas de distinta forma así se llego a la conclusión de que las estructuras se ven afectadas dependiendo de los materiales de construcción, altura, composición,etc. 

Terminología

-Travesaño: Viga de acero, hormigón armado o madera encargada de soportar cargas concentradas en puntos aislados a lo largo de su longitud, o también puede verse como una viga transversal en un edificio.
-Camión estándar: Modelos de forma ideal, de carga viva con forma de camión, cuyo objetivo es analizar el comportamiento de los puentes frente al paso de una carga por encima de este.
-Viga principal: estructura hecha de hormigón, cuya finalidad es soportar las cargas superiores de una estructura, manteniendo su posición.
-Amortiguadores de masa sintonizada: pareja de bloques de 170 toneladas colgados al techo que cambian las propiedades dinámicas del edificio.

Análisis material para la clase siguiente:

Al observar el programa del curso, los siguientes temas serían:

-¿Qué es y cómo funciona un río? Definiciones y clasificación Viendo esto, llegaríamos a aprender a diferenciar los tipos de ríos y conocer sobre su funcionamiento.
-Consideraciones para emplazar un puente y nociones de geomorfología fluvial
 Viendo el título podría llegar a pensar que veremos más a profundidad las condiciones y factores a tener en cuenta para realizar el último paso de un puente, levantarlo en cierto lugar y aprenderemos sobre los efectos de la lluvia sobre los proyectos a realizar.

Octava Clase: Fernando Cerda - 8 de Octubre

La clase del lunes 8 de Octubre fue dictada por el Profesor Fernando Cerda, Ingeniero Civil Estructural, iniciando el resumen primero es necesario aclarar que la clase fue algo más corta de lo normal ya que era previa a nuestra primera evaluación y debido a que el profesor quiso introducir una nueva metodología educativa.
Comenzó la clase explicándonos en que consistía la ingeniería en el área de estructuras, donde nos da a conocer que la ingeniería en esta área consiste en el arte de moldear materiales que no entendemos del todo en formas que tampoco podemos analizar precisamente, de tal manera que resistan fueras que tampoco podemos evaluar.
Luego la clase continua con una nueva metodología que consistía en que a través de dispositivos conectados a internet íbamos respondiendo una serie de preguntas que nos hacia el profesor, comparábamos las respuestas obtenidas y luego evaluábamos cual era la más correcta. En este momento evaluamos diversos gráficos que presentaban como se portaban algunos materiales bajo del proceso de tracción y comprensión, aquí fue donde el profesor nos recalcó la importancia de la tecnología ya que esta nos permite obtener resultados más precisos a la hora de evaluar estructuras y además nos mostró los avances que pueden llegar a tener ciertos software llegando incluso a superar las capacidades humanas (en el enlace adjunto se trata el tema en mayor profundidad (http://www.digitalsociety.org/2011/02/commercial-implications-of-ibms-watson-supercomputer/),

Finalmente analizamos la relación entre la probabilidad de carga y resistencia, donde se nos presenta un gráfico y se nos muestra que la probabilidad de falla no es mas que la intersección entre las distribuciones probabilisticas.


Terminología 

-  Pilote: Corresponde  a un elemento usado para la cimentación de una obra, el cual permite transmitir la carga de la estructura hasta estratos mas profundo con la capacidad de carga suficiente para soportarla.

-  Viga principal: es la viga que resiste la carga de la losa y su sobrecarga es decir las personas, vehículos  etc; y es perpendicular a las viguetas, ya que estas se apoyan en las vigas principales.

-   Estribo: Es cada una de las estructuras extremas del puente que sirven de apoyo a la superestrutura, y contiene tras de sí el terraplén de aproximación. Siendo uno de sus objetivos unir la estructura a las vías de acceso

-  Apoyos Elastoméricos: conocidos también como “Apoyos de Neopreno”. Corresponden a apoyos flexibles construidos con materiales sintéticos, los cuales absorben las irregularidades de las superficies de contacto, se deforma rápidamente, no hay necesidad de limpieza ni de lubricación.

-  Juntas de Expansión: elemento cuyo propósito es permitir las deformaciones longitudinales debidas a cambios de temperatura, o sismos u otras acciones.

-  Cota de Fundación: es la cota de proyecto o la aprobada por la Inspección Técnica y corresponde a la cota de la superficie de contacto donde se apoyan las fundaciones, sean éstas directas,

cajones o sobre pilotes.

Análisis material próxima clase:

En el material de la próxima clase encontramos una serie de videos, en los cuales se nos muestra una charla dada por el Ingeniero civil Matías Hube. El tema principal abordado es el comportamiento sísmico de los edificios. Primero parte explicando la Importancia de las Placas tectónicas y su relación con los sismos.
El comportamiento sísmico depende de tres factores importantes: del movimiento del suelo, del periodo del edificio y del amortiguamiento.   Para disminuir los desplazamientos que tendrá un edificio es importante conocer cual es el periodo tanto del edificio como el del movimiento de suelo.

Como no se puede cambiar el periodo del suelo, entonces es necesario modificar el edificio. Una de estas medidas es aumentar el amortiguamiento.
Se nos presentan tres ejemplos en los cuales se han adoptado distintas medidas de amortiguamiento, una es la Torre Titanium, cuya importancia es que posee diagonales con elementos metálicos, que conectan tres pisos, las cuales cuando un piso se mueve respecto a otro, se deforman y reciben todo el daño aumentando el amortiguamiento. Luego de un sismo se cambian.
Otro ejemplo es el edificio San Agustín, el cual posee aisladores de goma, los cuales son apoyos      (de goma) en el subterráneo de las columnas, convirtiéndolo en un edificio muy flexible. Esta medida se esta masificando notoriamente en el país, pues reduce las posibilidades que un edificio se dañe.

Un tercer ejemplo es lo que ocurre en el edificio Parque Araucano, el cual en su último piso (de un total de 22) posee dos bloques colgados, de 170 toneladas cada uno, conocidos como Amortiguadores de masa sintonizada, cuya función es cambiar las propiedades dinámicas del edificio.

También se menciona que las edificaciones subterráneas, como los túneles, son estructuras buenas para resistir movimientos sísmicos. Finalmente se menciona sobre la normativa sísmica vigente, la cual a pesar de todo se encuentra bien, pero se destaca la importancia de aprender de cada evento sísmico y modificar las leyes vigentes constantemente.

Sexta Clase: Dr. Gonzalo Montalva

Nuestro profesor de hoy, especialista en Geotecnia, una de las especialidades de la ingeniería civil, comenzó exponiendonos con un power point, un nuevo material de estudio: el suelo y la roca.
Nos explicó la diferencia entre el suelo y la roca, y los efectos sobre el suelo y las características de las deformaciones en este, las cuales pueden ser reversibles, permanentes y diferidas; las reversibles o elásticas como su nombre lo indica, vuelve inmediatamente a su estado original, aunque como en todo cuerpo, muestra una deformación en su cuerpo, las permanentes o plásticas donde estas deformaciones se mantienen a través del tiempo, siendo notorias y las diferidas o tardías en donde se muestra cierta deformación, pero no de manera instantánea, sino que en cierto tiempo se les puede observar, ya sean meses o varios años.
Caracterizó a los suelos como sólidos elasto-visco-plásticos.

Luego desarrolló el tema de la geotecnia, mostrándonos el "Triángulo Geotécnico" donde existen 3 temas muy importantes que forman a este triángulo: Grund Profile, que sería la descripción del suelo, Observer Behaviour que sería reproducir las condiciones en un laboratorio, el estudio de esto, y Appropiate Model que sería representar la realidad a través de modelos.

Luego observamos distintos métodos de compactación del terreno para un mejor resultado a la hora de levantar edificios y construcciones sobre tal terreno.
Vimos imágenes de rodillos los cuales usan para estos fines y un método usado en la costanera en Concepción, denominado, compactación dinámica, que consiste en levantar y dejar caer un peso, el cual podemos observar como una bola gigante de futbol ubicado en la vuelta hacia el puente Llacolen.
Observamos tipos de fallas y cortes, las cuales se evidenciaron gracias al terremoto que azotó nuestro país en 2010 y tipos de fundaciones y pilotos, terminando así la clase.


Terminología:

-Caricatas: equivalente a un pozo.-Licuación (o licuefacción): momento en que el suelo se convierte en líquido, visto generalmente en movimientos telúricos.-Subducción: proceso de hundimiento de la placas litosféricas bajo otra, estableciendo cierto límite en el cual convergen.

Exploraciones geotécnicas, sondajes y ensayos de laboratorio.

Civil Engineering...see boring’

Esta frase corresponde a una publicación de un medio británico, pues bien a continuación mostraremos y la importancia y los desafíos que presenta la ingeniería.

A modo de introducción el documento da a conocer cual fue la Importancia de Terzagui, el cual es conocido comúnmente como el padre de la mecánica de suelo. Pero él es mucho mas que eso sino que realmente el padre de la ingeniera geotécnica.

Karl Terzaghi nació en Praga en 1883. A pesar de estudiar ingeniería mecánica en “Technical University of Graz”, estaba mas interesado en la geología. Cambió la Ingeniería civil y fue a trabajar  a una firma especializada en la generación de energía hidroeléctrica.  Allí se encontró con varios fracasos por la imposibilidad de predecir y controlar las aguas subterráneas. Allí pudo observar el papel importante que tenía la geología, por lo que decidió ir a Estados Unidos,  durante dos años (1912-1914), para recopilar toda la información necesaria en este campo. Lamentablemente durante  ese tiempo no consiguió demasiado. En parte se debió a que en ese periodo se desarrollaba la primera guerra mundial. Terzaghi recalcaba la importancia de buscar y examinar pruebas materiales para apoyar los procedimientos empíricos.

En 1919 comenzó un intenso periodo de experimentación en donde llevó a cabo una serie de pruebas, como pruebas edométricas, ensayos de corte en arcillas y arenas, desarrolló su comprensión física de la tensión efectiva y  el exceso de presión de poros, dando paso al nacimiento de la Mecánica de suelos.

A partir de las observaciones de Terzaghi se puede concluir que para  abordar un problema de ingeniería del terreno se deben tener en cuenta los siguientes puntos, los cuales son conocidos como “triangulo geotécnico”:

•     El perfil del suelo incluidas las condiciones  de aguas subterráneas
•     El comportamiento observado o medido de la tierra 
•     Predicción con modelos apropiados: es el proceso de idealización o simplificación de nuestro conocimiento del mundo real 
•     Procedimientos empíricos, juicios basados en precedente y experiencia.

En resumen, el “triangulo geotécnico” nos muestra cuatros aspectos claves, asociados a algún tipo de actividad, en donde cada uno está interrelacionado con los otros. De aquí podemos observar la importancia de mantener equilibrado este triangulo.

El triangulo geotécnico ha jugado un rol importante en la educación pues ilustra la forma en que el método científico se puede aplicar utilizando observaciones, mediciones y experiencia en la formulación de modelos predictivos. Los estudiantes se muestran confusos cuando se trata de resultados basados en  experimentos, empíricos o en la idealización de modelos. Es entonces donde el triangulo geotécnico ayuda a relacionar cada uno de estas metodologías y así de este modo mantener el equilibrio adecuado.

Retomando la frase del principio, “Civil Engineering...see boring’ , es lo que la mayoría de las personas piensan. Esto se debe a que muchas veces no se es capaz de transmitir al público lo que realmente implica la ingeniería civil. La presentación de los documentos técnicos no  refleja a cabalidad el reto y drama de este trabajo. Es por esta razón que es importante mostrar los desafíos que implica la ingeniería geotécnica y así de este modo poder atraer a las nuevas generaciones, pues la ingeniería estamos trabajando para la comunidad y nuestro entorno.

Resumen video.

Introduccion al procedimiento de muestreo en prácticas geotecnicas.

Introducción al procedimiento de muestreo en prácticas geotécnicas.

A lo largo del video se nos muestran los distintos procedimientos para llevar a cabo  un muestreo en prácticas geotécnicas. En primer lugar Se debe hacer un muestreo de suelos y de los equipos a utilizar para hacer un eficiente y correcto análisis de suelos.El tipo de análisis va a depender de cada proyecto. Algunas de las variables que se deben tener en cuenta para esto son: exploraciones de suelos, ubicación del proyecto, homegeneidad de los suelos, etc. Es de vital importancia entender, interpretar, estudiar y principalmente conocer el origen del suelo.

Equipos de perforación:

1.     Highway: consiste en un camión al cual en la parte de atrás se le endosa un taladro

2.     Offroad: es un auto tipo oruga el cual es usado cuando no hay camino por lo que es todo terreno, debe ser trasladado en helicóptero.

3.     Overwather: es un buque con capacidades de muestreo para haver penetraciones muy profundas en el agua, normalmente se usan en la industria petrolera

4.     Portable: es usado para excavaciones menores por lo que posee un limite de 7 a 8 metros de profundidad

 Es necesario saber que en todo análisis de suelos se necesita el permiso del Underground Service Alert y también que después de hacer la ruptura del suelo esta debe ser cerrada.

METODOS DE PERFORACION

Varían de acuerdo al tipo de suelo y a la profundidad, además es importante recalcar que mas de un método puede ser usado para algún proyecto. Los taladros normalmente usados poseen dos piezas de las cuales es necesario destacar la cabeza del taladro pues esta va siendo modificada ya que posee una vida útil limitada debido al fuerte impacto que realiza sobre los suelos.

Para llevar a cabo la perforación se tienen los siguientes procedimientos:

• -        Hacer el hoyo sobre el suelo y cuando se llega a la profundidad deseada toma el taladro, lo saca, toma la muestra y luego sigue taladrando.
• -        Hollow Stem Continuos: no se saca nunca el taladro del suelo, ambas piezas del taladro giran por separado y en este caso una pieza toma la muestra y la otra continua dentro del hoyo
• -        Rotary wash: a este se le incorpora una mezcla de agua con bentonita. Ayuda en perforaciones mayores para evitar el calentamiento del sistema cuando se requiere mayor frecuencia.
• -        Coring: para suelos más duros, posee gran cantidad de piezas (alrededor de 6) , es un sistema más sofisticado, va cortando muestras de suelo y dependiendo de la situación es más delgado o de mayor grosor.

TIPOS DE MUESTRA

Algunos de los atributos que se buscan en las muestras son: dureza, fuerza, permeabilidad, compresibilidad.Estos pueden ser distorsionado si el proceso no es el adecuado.

1.  Split spoon simple. Es la más utilizada y más económica, pero tiene un margen de error elevado, porque muestra material del proceso de excavación con el material del fondo. Otro proceso es SPT: standard penetration test. El cual consiste en reiterados golpes del martillo hasta llegar a una profundidad determinada. que son necesarios para obtener la muestra, Este test sirve para determinar la dureza del suelo. Idealmente el SPT se debe realizar con métodos de perforación en seco e idealmente con un martillo mecánico ya que entrega mayor precisión que el martillo jalado manualmente.

Existen factores que pueden determinar la fiabilidad del SPT, los que son responsabilidad del equipo técnico que realiza el test en terreno.

a.- Tamaño de la broca utilizada

b.- Nivel de presión de agua que posee el suelo

c.- Nivelación del equipo de testeo

    

      2. Thin Walled simple es otro proceso Se utiliza cuando se requiere de una muestra más exacta, busca reducir el nivel de contaminación al mínimo, extrayendo exclusivamente el fondo de la perforación. Adicionalmente se debe tener cuidado con contaminar la muestra en el transporte y almacenamiento, para lo que se sella herméticamente y es llevada al laboratorio.

EFECTOS DE UNA MUESTRA DISTORCIONADA:

Todas las muestras tienen un porcentaje de distorsión, el que se calcula mediante la extracción de una muestra 100% distorsionada, la que se utiliza para medir el % de distorsión  de cada una de las muestras tomadas a distintos niveles de profundidad. 

Existe una relación entre el costo de tiempo y dinero para la obtención de una muestra de mayor calidad, ya que muchas veces no se justifica económicamente una muestra de mayor calidad.

Existen más técnicas de muestreo que no están en el video que buscan maximizar la calidad de la muestra, no obstante, no existen nunca muestras de calidad suficientes para asegurar 100% la fiabilidad del suelo, por lo que siempre existe un % de error en los análisis de suelos. 

Quinta Clase: Juan Antonio Carrasco - 10 Septiembre

En esta nueva semana seguimos desarrollando el tema de los puentes, recordando entre otras cosas, el Esquema de Manheim.
Luego comenzamos a ver el proyecto del puente, donde debemos crearnos ciertos puntos a considerar, realizar un anteproyecto y revisar el contexto del puente, desarrollando un poco esto: ¿construir el puente o no? fue una interrogante que nos recalcó nuestro profesor que debemos siempre tomar en cuenta, pues hay veces que no construir y darle forma a nuestro proyecto es más rentable que sí construirlo.
En el contexto del puente, se deben tener en cuenta:
- El área de influencia, que es a quienes y que afectará su construcción.
- Decisiones claves como dónde construir, a qué altura, etc.. donde también son importantes ver las alternativas distintas y estudiarlas, medir su eficiencia, durabilidad y los beneficios sociales que traerá consigo el proyecto.
- Información necesaria para decidir, que son algunas cosas que se deben tener en cuenta como: la demanda, medir beneficio y costo, cantidad de personas afectadas y la mercancía; el costo de llevar todo a cabo, el tipo de puente, el efecto medioambiental, etc...; el ahorro del tiempo, consumo de combustible, polución, ruido, accidentes; duración de la construcción y los problemas durante esto y la infraestructura de nuestra construcción.
- Modelos, donde ocupa un parte importante el predecir el futuro, al cual describe una frase
 reconocida entre los ingenieros: "todos los modelos son incorrectos, pero algunos son útiles".
Teniendo esto y más cosas en cuenta se puede hacer una decisión tan importante como lo es realizar un proyecto que afecta a toda una comunidad.

Terminología:

- Evaluación social: significa hacer una medición de los beneficios y problemas que llevaría a la comunidad realizar algo.
- Eficiencia: aprovechar de mejor manera los recursos y obtener un resultado óptimo, social y ambientalmente  adecuados.
- Modelos: bocetos o bosquejos, ideas preliminares de una futura obra donde se puede realizar un ensayo-error.
- Socavación:  es el resultado de la erosión causada por el agua excavando y transportando material del lecho y de los bancos de los ríos.

Cuarta Clase: Juan Antonio Carrasco - 03 Septiembre, 2012

La cuarta clase estaba a cargo del profesor Juan Carrasco, quien comienza la clase bajo el titulo "La decision de construir o no un puente", nos habla de las principales preguntas que se hace un Ingeniero Civil cuando se encuentra en esta situacion, las cuales son: ¿Vale la pena realizar esta estructura?, ¿Vale la pena gastar todo ese dinero?

Nos plantea que idea de que una construccion y/o insfractuctura no es siempre la solucion a un problema de ingenieria y comienza a nombrarnos proyectos de puentes aun no concretados, entre los cuales menciona el Puente en el Canal de Chacao y otro puente que desea ser construido en Concepción. A medida que avanza la clase siguen surgiendo preguntas respecto al tema, por ejemplo: ¿Donde construir?, ¿Como construir?, ¿Para quien sirve?, etc. Hasta que nos hace una nueva pregunta de mayor profundidad: ¿Para que se hace un puente?, finalmente luego de responder entre todos llegamos a la conclusion que un puente se hace para mover personas y cosas, para ayudar personas a realizar alguna actividad, para mejorar el acceso a distintos lugares y para conectar las actividades de la gente.

Luego cambia el enfoque de la clase y nos explica que la ingenieria en estos casos requiere tener una vision sistematica, lo cual clarifica mediante el esquema de Manheim


Donde A es el conjunto de actividades de residencia, producción, consumo, recreación, etc.. en un área determinada (país, región, ciudad, comuna); T es el conjunto de vías (red), vehículos, terminales (paraderos, estaciones) y su utilización en esa área: F es el conjunto de viajes sobre la red entre diversos orígenes y destinos, en diferentes vehículos, por variadas rutas y en distintos períodos; e I es el conjunto de efectos o impactos urbanos y ambientales derivados del tráfico sobre la red: congestión, polución, ruido, segregación, riesgo, intimidación, intrusión visual, inaccesibilidad al transporte público, etc..

En los ùltimos minutos de la clase se refirió a lo que proximamente nos veremos enfrentados en la semana siguiente, lo cual puede verse resumido a continuación de la terminología.

Términos incorporados en esta clase:

Puente: Obra civil que tiene por objetivo físico conectar localidades separadas por causas geográficas y como objetivo social, mejorar el acceso y conectar actividades entre 2 localidades.

Esquema de Mannheim: Entendido como una regla que forma relaciones entre los sistemas de actividades, de transportes y los patrones de flujo de la sociedad, estableciendo la repercusión a corto, mediano y largo plazo entre sus componentes.

Decisiones claves: Posturas que responden a temas macros (múltiples variables en juego), en el caso de los puentes podrían ser: construir o no el puente, donde, como, cuando, etc.

Eficiencia económica: Consiste básicamente en producir la mayor cantidad al menor costo, o lograr los resultados esperados usando la menor cantidad posible de recurso.

Equidad: Se trata de la constante búsqueda social, sin hacer diferencia social entre unos y otros a partir de la condición sexual, social, de género, socioecconómica, entre otros, que todas las personas puedan usar libremente los recursos públicos y aprovechar de ellos sin discriminación.

Sustentablidiad (ambiental): Se refiera a proteger el medio ambiente sin agredirlo con contaminantes. Cuando se habla de políticas de desarrollo sustentable se refiere a programas de diferente índole que no dañan o alteran el medio ambiente en el cual serán ejecutados.

Próxima clase:
Como primer punto revisaremos algo que concierne al entorno al cual estaremos involucrados: la componente espacial (entorno físico) y la temporal, como segundo punto nos evocaremos a lo realmente importante que deberemos tomar en cuenta al emitir alguna decisión, y como último punto
 veremos métodos y modelos de ingeniería para analisar y tomar las mejores decisiones.
Algunas preguntas que podrán aparecer sería, ¿es realmente importante el tiempo en el cual se terminará una obra? y ¿cuánto tiempo tendrá de vida estimada una construcción?