Undécima clase: Claudio Meier - Lunes 12 de Noviembre

En esta nueva semana seguimos con el tema de los ríos, donde se nos mostró que el río no solo lleva agua y ocupa un espacio de tierra por donde escurre su cauce, sino que también involucra una gran cantidad de otros elementos como, por ejemplo, vegetación llamada ribereña, donde alberga un sin fin de especies ya sea de plantas o de animales, los cuales "prefieren" estar en zonas de distintas características, lugares rocosos, con arena, arbustos, etc. Ambientes que el río ofrece de manera natural, y al ser modificados por el hombre, estas especies se ven sometidas a un ambiente más monótono y en el cual no se pueden desarrollar de la misma manera que antes, con lo cual se van perdiendo o migrando.
Los ríos alcanzan un punto en el cual se "mantiene", llamado régimen o equilibrio dinámico, pero ya sabemos que todos los ríos tienen sus crecidas y épocas de sequía, pero este régimen es una indicación de la forma mas común en que se pueda encontrar el río.
También vimos que los cauces pueden denominarse de distinta manera según la forma en que se distribuyen a lo largo de la tierra, entre ellos están los meandriformes, divagantes y trenzados. En los primeros el río sigue un curso en torno a un eje recto, pero formando curvas al rededor de éste, los cuales se forman con mayor facilidad en ríos de llanuras aluviales y con pendiente muy escasa; los trenzados son los que, como su nombre lo indica, forma ciertas "trenzas" con el pasar del cauce, formando islotes a lo largo de su paso, y los divagantes son los que mantienen cierta rectitud y suelen moverse de manera lateral debido al terreno.
Los ríos de manera general, a lo largo de su cauce, poseen dos zonas en las cuales, debido a su mayor profundidad o mayor elevación, forman pozos y rápidos respectivamente, en los cuales en el primero la velocidad del agua es mucho menor a la segunda.
Lo que debemos tener siempre presente es que el río es un ambiente heterogéneo, siempre cambiante, incluyendo un sin fin de elementos y especies en él, se le ha llamado también un "mosaico cambiante de (parches) de hábitats".
Se nos planteó una importante interrogante la cual es muy difícil de responder de manera general, ¿cómo conciliar lo económico con la sustentabilidad ambiental?, planteada como pregunta abierta a ser reflexionada y vista más adelante, teniendo bases más fuertes sobre estos temas.
Se nos diferenció los términos hidrología e hidráulica, en el primero, se refiere al estudio del ciclo hidrológico, en palabras más simples, ¿cuánta agua pasa?; y en el segundo se refiere a la ciencia física aplicada al estudio del flujo o escurrimiento del agua líquida.
Senos mostró también que para el escurrimiento de agua, ésta puede darse en un cauce abierto, al cual estamos acostumbrados a observar, como en el río Bío-Bío, o de contorno cerrado, que se da en tuberías de nuestras casas, por ejemplo, donde no existe aire al interior de las tuberías por donde el agua pasa a lo largo del agua que viaja en estas tuberías.
Concluyendo así, con la clase de la semana.



Terminología.

1. Hidrología: Es una rama de las ciencias que estudia los procesos físicos que ocurren en  los ciclos hidrológicos de cualquier naturaleza .
2. Hidráulica: es la ciencia física e ingenieril que estudia el flujo de agua liquida
3. Escurrimiento de cauce abierto: es un tipo de cauce en el cual la masa de agua que fluye se encuentra únicamente sometida a la presión atmosférica.
4. Socavación: consta de 3 cosas distintas a) cambios morfológicos  b) construcción de estribos, c) socavación lineal. A grandes rasgos esto sucede debido al debilitamiento del suelo que esta bajo los estribos y pilas de un puente, ademas es necesario agregar que es una de la causa más común en el colapso de puentes 
5. Periodo de retorno: Tiempo promedio en que el valor del caudal máximo de una corriente es igualado o superado una ves cada ciertos años.

Análisis material para clase siguiente.

1. 1) Definición de actividades y secuencia de éstas: definición de los plazos. 2) Planificación estratégica versus planificación operacional: de lo macro a lo micro. 3) Manejo de incertidumbre en la planificación de la obra: no todo es conocido.

Décima clase: Claudio Meier - 5 de Noviembre

     Ahora comenzando con Noviembre, nuestra nueva clase fue dirigida por el profesor Claudio Meier, el cual nos desarrolló de manera mas específica el tema de los puentes, partiendo con interrogantes como: ¿qué es un puente? y también viendo el motivo de la construcción de puentes en la mayoría de los casos, el río, cómo funciona éste y como afecta a la construcción del puente las características y cambios del río.
    Revisamos que los ríos dependiendo del material que acarrean en su cauce, son llamados de distinto modo y someten a las construcciones de distinta manera, como por ejemplo en casos de que lleven sedimentos sueltos o en otro caso, piedras.
   También observamos que los ríos al pasar el tiempo, modifican su paso, en zonas donde posee cierta desviación y no seguir de manera "recta", al pasar el tiempo, el agua provoca que esta "curva" se haga más notoria, esto a largo plazo afecta de manera crucial el fin del puente, pues puede darse que con el tiempo, el río ya no pase por debajo de este puente como se había precavido, sino que se "cambió" de lugar.
    También pudimos recordar, cosa que seguramente por cultura general o por clases de historia y geografía en el colegio o liceo, que los ríos pueden diferenciarse según la "fuente de agua" que tienen, por ejemplo los pluviales que crecen debido a las lluvias en su mayoría.
    Los ríos tienen cada cierto tiempo las llamadas "crecidas" que son eventos en los cuales el río posee mas caudal que lo habitual, al hacer un estudio a estos sucesos al pasar un tiempo decente, se puede obtener como promedio un cierto "período de retorno" el cual hace alusión al tiempo en el cual este crecida vuelve a ocurrir.
    Podemos agregar una conocida frase de Mr. White: "Las crecidas son actos de Dios, las pérdidas son a causa de los humanos".
    Con esto se refiere a que la naturaleza nos impone ciertas condiciones a las cuales debemos vivir, no podemos creer que podemos evitarlas o afectar el curso natural de ello, pues aunque construyamos edificios,   embalses, etcétera. Un terremoto puede ocurrir y derrumbar lo levantado o en el caso específico del río, este crecer y poder inundar viviendas.
    Pudimos aprender también que algunas crecidas pueden ser mas extremas y llevar un caudal mayor a lo normalmente esperado, las cuales en general son causadas por agentes externos como terremotos.
    Pudimos concluir que al revisar un río y sus datos de crecidas, no debemos dejarnos llevar por el promedio, dado que (obviamente) es sólo un promedio y no quiere decir que exactamente en 2 años, por decir un número, ocurra cierta crecida o de cuanto caudal este llevará.


Terminología 

• Cuenca de drenaje u hoya  hidrográfica: corresponde a cualquier punto a lo largo del cauce de un río.
• Caudal: es la cantidad de agua que circula por un río en un espacio y tiempo delimitado.
• Inundaciones pluviales: Ocurren por la acumulación de agua producto de intensas lluvias
• Piscina de detención: Corresponde a  una medida adoptada frente a una posible inundación.
• Río aluvial: corresponde al tipo de río que forma su propio cauce, llevando consigo sedimentos que transporta a lo largo de su curso. Pueden tener lecho de arena o lecho de grava.
• Lecho: en palabras simples es el fondo del río, es decir el canal por donde se transporta el agua.

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.