Definición E Historia De La Ingeniería Civil.docx

Definición de la Ingeniería Civil La ingeniería civil es la rama de la ingeniería que se dedica exclusivamente a diseñar, construir y asimismo de mantener infraestructuras tales como autopistas, puentes, canales, represas, vías de ferrocarriles, aeropuertos, diques, entre otras, es decir, se ocupa fundamentalmente de desarrollar proyectos hidráulicos y de transporte de gran importancia y que corresponden al orden público normalmente. Para esto, esta carrera profesional aplica los conocimientos de física, química, cálculo, geografía y geología. La ingeniería, mediante el uso de diversos modelos y técnicas, intenta solucionar distintos problemas y satisfacer variadas necesidades de los seres humanos. Los profesionales en esta ciencia, que reciben el nombre de ingenieros, combinan el método científico con su creatividad para llevar a cabo sus proyectos. Además de las tareas de construcción, la ingeniería civil se involucra en la inspección, el examen y la preservación de aquello que se construyó. De esta forma, busca colaborar en la protección del medio ambiente y en la prevención de accidentes vinculados a la infraestructura que deriva de las obras de ingeniería. Respecto al campo social de acción, comprende el diseño y la planificación de las obras de infraestructura. Cabe señalar que la responsabilidad de los ingenieros es muy alta, ya que de su trabajo depende el bienestar y la seguridad de los ciudadanos y cualquier error que pudiera existir, ya sea de procedimiento o conceptual, tendrá repercusiones en el ámbito económico de la sociedad.

Historia de la Ingeniería Civil La historia de la ingeniería civil comenzó casi paralelamente con la historia del hombre, ya que desde la prehistoria, este se vio en la necesidad de buscar un lugar donde ubicarse y habitar. Poco a poco fue avanzando junto, también, con el desarrollo intelectual del hombre y con el aumento de sus necesidades.

Los primeros pasos los dieron las culturas como Mesopotamia, Egipto, China, Grecia, Roma, quienes fueron creando estructuras y modelos de acuerdo a sus necesidades. Las prácticas de la ingeniería civil propiamente dicha más tempranas de la ingeniería civil podrían haber comenzado entre el 4000 y el 2000 a. C. en el Antiguo Egipto y Mesopotamia cuando los humanos comenzaron a abandonar la existencia nómada, creando la necesidad de un cobijo. Durante este tiempo el transporte empezó a incrementar su importancia, lo que llevó al desarrollo de la rueda y de la navegación. Mesopotamia Ha de resaltarse que los primeros indicios de ingeniería en Mesopotamia surgen en la necesidad que el hombre tuvo para comunicarse y transportarse, prueba de ello son los primeros puentes y balsas construidos con troncos de árboles. En Mesopotamia, en el IV milenio antes de J.C., es donde aparecen, aunque de construcción rudimentaria, los primeros puentes con arcos. Al sur de Mesopotamia, en el inicio de la historia escrita, el antiguo y misterioso pueblo Sumerio construyo canales, templos y ciudades amuralladas, las cuales constituyeron las primeras obras de ingeniería del mundo. Los griegos llamaron a esta tierra Mesopotamia ¨la tierra entre los ríos. Aunque los egipcios destacaron en el arte de construir con piedra, gran parte de la ciencia, ingeniería, religión y comercios actuales provienen tanto de Irán como de Egipto. Cuando los habitantes de Mesopotamia aprendieron a irrigar sus tierras y a amurallar sus ciudades, volvieron su atención a la construcción de templos. En Mesopotamia se inició la tradición de que un político inaugure la construcción de un edificio público con una palada de tierra. Los asirios fueron los primeros en emplear armas de hierro. Los asirios también inventaron la torre de asalto, que se convirtió en una pieza estándar del equilibrio militar durante los dos mil años siguientes, hasta que la invención del cañón la hizo obsoleta.

Egipto Los egipcios han realizaron algunas de las obras más grandiosas de la ingeniería de todos los tiempos, como el muro de La Ciudad de Menfis, fundada alrededor del 3050 a.C. por el primer faraón de Egipto, Menes. Tiempo después de construir el muro, Kanofer, arquitecto real de Menfis, tuvo un hijo a quien llamó Imhotep, los historiadores lo consideran como el primer ingeniero conocido. Los elementos fundamentales de la ingeniería en ese entonces eran: 1. La creencia religiosa contemporánea de que para poder disfrutar de la eternidad era necesario 2.

El

conservar suministro

intacto casi

ilimitado

el

cadáver de

mano

de de

un obra

individuo. de

esclavos.

3. La actitud paciente de quienes controlaban los recursos de entonces. Imhotep inventó la pirámide; las habilidades técnicas requeridas para el diseño, organización y control de un proyecto de esta magnitud lo distinguen como una de las proezas más grandes y antiguas. La construcción de pirámides realmente era algo notable, considerando los pocos conocimientos del álgebra tampoco se conocían ni el tomillo ni la polea, el único mecanismo era la palanca y el plano inclinado. En Egipto existen aproximadamente 10,000 pirámides, pero de todas las pirámides, la del faraón Keops fue la mayor. La Gran Pirámide de Guiza, como se le conoce ahora, tenía 230.4 m por lado en la base cuadrada y originalmente medía 146.3m de altura. Contenía unos 2 300 000 bloques de piedra, cerca de 1.1 toneladas en promedio. Los egipcios también construyeron diques y canales y contaban con sistemas complejos de irrigación. Técnicas que llegaron a emplear los griegos, desarrollándola y mejorando los materiales y manejo. China e India Aproximadamente en 700 d. de J.C., un monje de Mesopotámica llamado Severo Sebokht dio a conocer a la civilización occidental el sistema numérico indio, que desde entonces hemos llamado números arábigos.

Dentro de sus más grandes realizaciones se encuentra la Gran Muralla China; es una antigua fortificación construida para proteger el imperio de China desde el siglo III a. C. de los ataques de los nómadas xiongnu de Mongolia y Manchuria. El principal propósito del muro no era impedir que fuera atravesado, sino más bien impedir que los invasores trajeran caballerías con ellos. La muralla tiene 7.300 km de este a oeste sin contar sus ramificaciones y construcciones secundarias, cubre 6.400 km desde la frontera con Corea al borde del río Yalu hasta el desierto de Gobi, cruzando siete provincias. Casi toda la muralla tiene aproximadamente 10 m de altura, 8 m de espesor en la base, y se reduce hasta aproximadamente 5 m en la parte superior. A lo largo de esta parte corre un camino pavimentado. Esta gran muralla posee 25 000 torres en su parte principal y otras 15 000 torres separadas de la muralla principal. China ha tenido canales desde hace miles de años. La mayoría de ellos tiene el tamaño adecuado para la irrigación, pero no para la navegación, además de que en ese tiempo no se conocían las esclusas. Sí utilizaban compuertas, pero tenían valor limitado. Los chinos fueron de los primeros constructores de puentes con características únicas. Algunos de sus puentes más antiguos fueron de suspensión, con cables hechos de fibra de bambú. Se cree que los chinos inventaron la pólvora que junto al cañón elimino las murallas; también desarrollaron maquinaria de engranaje desde fechas muy antiguas e inventaron el Reloj de cuerda y el papel. Grecia El arte, la literatura y la filosofía son los aportes con los cuales se reconoce a Grecia antigua. Sin embargo, esta civilización también realizó contribuciones en el campo de la ingeniería civil. Aunque es común asociar Grecia antigua con los templos de grandes columnas y vigas como los que se encuentran en la Acrópolis, la roca plana que domina la ciudad de Atenas, la contribución griega más importante en la ingeniería civil se encuentra en el tema de puertos y túneles.

La región griega es altamente montañosa y cuenta con una gran cantidad de islas en el mar Mediterráneo. Para facilitar la comunicación, los griegos utilizaron el mar como medio de transporte, razón por la cual fueron los primeros grandes constructores de puertos. Un ejemplo de su alto conocimiento ingenieril fue un rompeolas de 365 metros de longitud construido para proteger el puerto de Samos. La estructura del rompeolas es la primera construcción conocida como un puerto artificial. Y ¿Quién no ha oído hablar del Faro de Alejandría, una de las Siete Maravillas del Mundo Antiguo? El Faro de 110 metros de altura y construido aproximadamente en el año 300 a.C. es una obra debida al interés de los griegos en la navegación. Pero el aporte más importante de los griegos a la ingeniería civil se encuentra en la construcción de un túnel de un kilómetro de longitud y de sección cuadrada de 1.7 metros, que atraviesa una colina de 275 metros. El túnel fue construido en el siglo VI para suministrar agua a la ciudad de Samos, capital de la isla del mismo nombre. La construcción estuvo a cargo del ingeniero Eupalinos y la excavación se realizó a través de piedra caliza sólida utilizando herramientas manuales; se desconocen los métodos topográficos utilizados para determinar la dirección del túnel. El túnel de Samos se considera como la mayor obra de la ingeniería antigua. Eupalinos pasó a la historia como el primer ingeniero hidráulico de cuyo nombre se tiene registro. Hasta la Edad Contemporánea no hay una distinción clara entre ingeniería civil y arquitectura, y el término ingeniero y arquitecto sufrió variaciones refiriéndose a la misma persona, incluso intercambiándose. La construcción de las Pirámides de Egipto entre el 2700 y el 2500 a. C. podría considerarse las primeras muestras de construcciones de gran tamaño. Otras construcciones históricas incluyen el sistema de gestión de aguas de Qanat, el Partenón por Ictino en la Grecia Antigua (447-438 a. C.), la vía Apia por los ingenieros Romanos o la Gran Muralla China en el 220 a. C, o los trabajos de irrigación en Anuradhapura.

Roma La ingeniería romana ha sido admirada durante generaciones a lo largo de los siglos. Algunas de sus invenciones son, sin embargo, en realidad mejoras basadas en ideas o inventos más antiguos. La tecnología para llevar agua corriente en las ciudades fue desarrollada en la zona oriente, pero los romanos la transformaron de una manera inconcebible para Grecia. En la arquitectura romana tuvo influencias de griegos y etruscos. Aunque las vías eran comunes, los romanos mejoraron su diseño y perfeccionaron su construcción de manera que duraron muchos siglos y algunos tramos aún se encuentran al día de hoy en perfecto estado. Acueductos Acueducto de Segovia. Catorce acueductos llevaron miles de millones de litros de agua en la ciudad de Roma, y gran parte del agua era para usos públicos. Los acueductos se podían extender durante 100 kilómetros con una disminución del nivel de 300 metros al inicio hasta 60 metros en la llegada. Los ingenieros romanos utilizaban sifones inversores en los casos en los que eran necesarios. Los romanos fueron los primeros en construir molinos hidráulicos en Occidente. También utilizaron la energía hidráulica en la minería. Puentes Puente de Alcántara, España. Los puentes romanos eran los más largos y resistentes que se habían hecho en el mundo. Estaban hechos de piedras y tenían un arco como estructura básica. Muchos de ellos utilizaban mortero de cal. Sin embargo eran inmunes

Embalses Un ejemplo es el embalse romano de Subiaco en Italia. En Hispania hicieron 72. Los romanos construyeron fuertes, campamentos, puentes, vías y otros equipamientos militares. Julio César hizo construir un puente sobre el río Rin en tan sólo 10 días. El ejército también estaba implicado en la minería. Al invadir un territorio enemigo, el ejército romano a menudo construía carreteras para permitir el refuerzo, reabastecimiento y el retiro fácil si es necesario. La mayoría de las carreteras romanas fueron compuesta de cinco capas. La capa inferior, llamada pavimentum, era de una pulgada de espesor y de mortero. Por encima de esto había cuatro estratos de mampostería. Los metales conocidos entonces por los romanos eran: oro, plata, cobre, estaño, plomo, hierro y mercurio, se complementan con las aleaciones: bronce y latón, resultando una base amplia para la fabricación de todo tipo de objetos. La escultura de bronce constituye uno de los apartados más representativos de Roma.

De todas las civilizaciones antiguas quizás la más desarrollada en ingeniería civil fueron los romanos que fueron pioneros en la construcción de una red de calzadas, acueductos, puertos, puentes, presas y alcantarillados. Edad Media La edad media represento un estancamiento general de la civilización, del cual no tenían por qué salvarse los rudimentos ingenieriles desarrollados con anterioridad, no obstante hubo notables estudios científicos.

La mayoría de las construcciones de interés dentro de los que puede considerarse como evolución de una incipiente ingeniería civil se concentró en la fortificación de castillos y ciudades al igual que obras dedicadas a diferentes cultos. La ingeniería civil en la América precolombina La América precolombina presenta tres civilizaciones notables, cada una en su estilo: Maya, desarrollada en la actual Guatemala; Azteca, desarrollada en el actual territorio Mexicano; e Inca, desarrollada en Suramérica, fundamentalmente en el territorio peruano y áreas vecinas, extendiéndose hacia el norte hasta el sur de Colombia. Las civilizaciones de América precolombina no conocieron la rueda. En cuanto a la Ingeniería Civil La más avanzada de las 3 civilizaciones fue la Inca. Norteamérica y Centroamérica La cultura precolombina más antigua y tal vez la más desarrollada en el territorio de Estados Unidos era la Anazasi, estos fabricaron herramientas, algunos caminos y construyeron casas de barro de varios pisos. Olmecas De los primitivos Olmecas y sus culturas posteriores se sabe que fueron sobresalientes constructores y planificadores de ciudades. Iniciaron una etapa de tratamiento de la piedra para la escultura de grandes proporciones. Esto los obligo a arrastrar bloques de piedra a grandes distancias. Dentro de las construcciones de la cultura olmeca, la más notable corresponde al centro de ceremonias de Teotihuacán conformado por la plaza de la pirámide, la calzada de los muertos y la ciudadela. Aztecas Los Aztecas se asentaron en México donde edificaron una notable ciudad denominada Tenochtitlán, construyeron una red de canales y la dotaron de islas flotantes, la ciudad poseía disque acueductos y muchas construcciones notables.

Mayas Los Mayas, Cultivaron la arquitectura, los más notables edificios corresponden a una época subsiguiente denominada del nuevo imperio. Las grandes pirámides encontradas muestran un gran dominio de las técnicas constructivas. Los mayas construyeron sus grandes pirámides empleando técnicas de explotación de canteras similares a las de los egipcios. El transporte de grandes bloques de piedra tuvieron que hacerlo empleando la fuerza de arrastre y para elevarlos a alturas necesarias parece que emplearon cuñas. Su arquitectura fue brillante, destacándose por obras extraordinarias como el palacio del gobernador en Uxmal, Muchos Templos y el castillo de Chichén-Itzá. Incas A la luz de la ingeniería civil, el caso de los incas representa algo notable en lo fundamental por dos razones. Primero, el imperio que evolucionó y se modificó a lo largo de varios siglos se extendía por miles de kilómetros en sentido norte-sur y no tanto en dirección orienteoccidente. Segundo, el desarrollo del imperio en áreas desérticas o semidesérticas obligo a los Incas a aprovechar las corrientes de agua que descienden de la cordillera, aplicando conceptos de Ingeniería civil inusitadamente avanzados para la época. El tener un imperio tan extraordinariamente extendido obligo a los incas a construir vías de muy buenas especificaciones con notables puentes. Aunque nunca podrán equipararse a los caminos romanos, fueron de todos modos sobresalientes. Construyeron canales que permitían el riego de un terreno árido. El sistema de acueducto de los incas indica que sus constructores y planificadores conocían aspectos avanzados de la hidráulica y demuestra que debieron disponer de conocimientos sobre planimetría y altimetría lo suficientemente avanzados para que les permitiera construir canales o condiciones subterráneas de gran longitud. Los acueductos de los Incas que aún existen disponen de controles para avenidas extraordinarias para los ríos, tienen cámaras, con paredes construidas de tal manera que

las perdidas hidráulicas se minimicen. Los tramos rectos cambian de dirección en las cámaras, obligando a sus constructores a controlar con precisión el rumbo de los canales. No hay dudas de que solo una avanzada civilización de la época podía disponer de los conocimientos de ingeniería apropiados para tan notables conducciones de agua. Los incas disponían de una red de caminos que permitía una comunicación una relativamente rápida entre las diferentes partes del imperio, estas vías eran empleadas por los gobernantes mas no por los súbditos, quienes tenían controlados sus movimientos y nacían y morían en la misma zona. Las construcciones de Machu Pichu son extraordinarias obras de ingeniería que muestran una gran precisión en la colocación de los bloques de piedra empleados para hacerlas. Construida a mediados del siglo XV Machu Picchu es considerada al mismo tiempo una obra maestra de la arquitectura y la ingeniería. Sus peculiares características arquitectónicas y paisajísticas. En el siglo XVIII el término ingeniería civil fue acuñado para incorporar toda la ingeniería para usos civiles en oposición de la ingeniería militar (artillería, balística, construcción de defensas...). En 1747 se crea la escuela de ingeniería civil más antigua del mundo, la École nationale des ponts et chaussées en París, que aún hoy perdura. El primer ingeniero civil autoproclamado fue John Smeaton que construyó el faro de Eddystone. En 1771 Smeaton y algunos colegas formaron la Smeatonian Society of Civil Engineers, un grupo de profesionales que se reunían diariamente para debatir sobre su profesión. A través de estos encuentros se formaron las sociedades profesionales que conocemos hoy en día. En España se consideró la necesidad de crear un cuerpo de ingenieros específico que se encargara de las obras públicas, por eso se funda la Escuela Oficial del Cuerpo de Ingenieros de Caminos dirigida por Agustín de Betancourt en 1802. Por aquel entonces México ya había establecido el primer instituto de investigación especializado en la ingeniería civil y en 1857

se instituyen las enseñanzas de ingeniero civil en la Academia de San Carlos basándose en los planes de estudios europeos. La ingeniería civil contemporánea se desarrolló a partir de los siglos XIX y XX mediante la mejora de los instrumentos que miden magnitudes y el desarrollo de modelos de cálculo matemáticos.

El pasado reciente de la Ingeniería Civil Además de los conocimientos aportados por los pueblos antiguos, la ingeniería civil ha hecho uso de otros derivados de los estudios de eminentes científicos de nuestra era, los cuales desempeñaron un papel preponderante en estos aportes que brindaron sólidos cimientos al avance de la disciplina, poco después de iniciado el renacimiento. Robert Hooke (1635-1703) Analizó las relaciones entre los esfuerzos y las deformaciones proponiendo la ley que hoy lleva su nombre. Bomba de aire y ley de Boyle-Mariotte Relación entre el volumen del aire y la presión. A temperatura constante, el volumen de un gas es inversamente proporcional a su presión. James Bernoulli (1654-1705) En sus estudios postulo el principio de la deformación transversal de una viga, el cual establece que una sección cualquiera de tal elemento estructural es plana antes y desde someter la viga a cargas, este principio es decisivo en el análisis del equilibrio de las fuerzas internas con las externas. Johan Bernoulli (1667-1748) Trabajo sobre conceptos hidráulicos que se extendieron a la mecánica de materiales. Daniel Bernoulli (1700-1782)

Hijo de Johan, trabajo sobre importantes conceptos referentes a la deformación de las construcciones sometidas a cargas y sobre problemas de vibración de edificaciones. Resistencia de materiales Estudia la seguridad y funcionalidad para que una estructura no se deforme totalmente y no se fracturen o rompa. Es necesario calcular las fuerzas internas que es el esfuerzo resistente que producirán las deformaciones entre otros factores. Mecánica de solidos deformables Estudia el comportamiento de los cuerpos sólidos deformables ante diferentes tipos de situaciones como la aplicación de cargas o efectos térmicos. Leonard Euler (1707-1783). Se distinguió por sus estudios en mecánica estructural de gran importancia para la ingeniería de diseño de la actualidad. Agustín Coulomb (1736-1806) Polifacético y distinguido científico, se paseó por la física y la mecánica de materiales, ciencias en las que hizo decisivos aportes para la ingeniería civil moderna. Louis Marie Henri Naviera (1785- 1836) Destacado investigador de la mecánica estructural. Hizo estudios sobre arcos y columnas excéntricas. Barre de Saint Venant (1797-1886) Gran físico y matemático, hizo decisivos aportes a la teoría de la elasticidad. William Rankine (1820-1872) Contribuyo al desarrollo de la ingeniería civil mediante sus estudios de la mecánica estructural en diversos tópicos que incluyen lo que en la actualidad se conoce como mecánica de suelos.

James Clerk maxwell (1830-1879) Parece haber sido uno de los primeros investigadores que se interesó en la solución de problemas hiperestáticos; para ello hizo uso de los esfuerzos y las deformaciones internas. Otto Mohr (1835-1918) Concreto significativas contribuciones a la ingeniería civil, alguna de tipo grafico como el denominado polígono de mohr y otras de tipo analítico. sus estudios de los esfuerzos combinados hacen parte del análisis del medio continuo. Alberto Castigliano (1847-1884) Desarrollo la teoría del trabajo virtual, metodología de gran importancia en los enfoques modernos de la ingeniería estructural. Conclusión En definitiva, la ingeniería civil se inició con base en lo puramente observable y se concentró en la llamada ingeniería militar, luego se enriqueció con el conocimiento generado por la investigación científica en sus componentes analíticos y experimentales. Nuevas necesidades abrieron otros campos que se consolidaron con nuevas ingenierías. Este árbol posiblemente seguirá un proceso similar de apertura de ramas en el futuro, aunque no es previsible que sea indefinido.

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