Maestría en Ingeniería Civil

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Desplazamiento sísmico inelástico de puentes de voladizos sucesivos en Colombia durante construcción y en condición terminada
(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-13) Bravo Rivera, Juan David; Benjumea Royero, José Miguel; Consuegra Gómez, Fabián Andrés; Riveros Jerez, Carlos Alberto; Correal Daza, Juan Francisco
Los puentes viga cajón colombianos se encuentran expuestos a riesgo sísmico considerable puesto que varias regiones de este país han sido clasificadas como zonas de amenaza sísmica moderada a alta. Esta condición demanda el uso de metodologías de análisis precisas y detalladas para estimar el comportamiento sísmico de puentes durante la etapa de diseño. El análisis dinámico no lineal es la metodología más refinada para estimar la respuesta inelástica de estructuras. No obstante, su alto costo computacional impide que su uso se pueda extender a la práctica. Por esta razón, en esta investigación se evaluaron dos metodologías simplificadas, computacionalmente eficientes, basadas en sistemas de un grado de libertad (SDOF) para determinar los desplazamientos sísmicos inelásticos de cuatro puentes de viga cajón en la condición completa y durante dos etapas constructivas. La primera consistió en sistemas elásticos sobre los cuales se modificó la rigidez a flexión de las columnas. La segunda consistió en modelos inelásticos que permiten estimar la respuesta cíclica del puente mediante las reglas de histéresis elástico-perfectamente plástico (EPP), Q-Hysteretic (QHyst), Pivot y Pivot3Linear. Este enfoque se implementó solo para la condición completa de los puentes. Los modelos simplificados se validaron mediante modelos detallados de OpenSees. Los resultados mostraron que es posible estimar los desplazamientos sísmicos inelásticos de puentes viga cajón empleando modelos SDOF elásticos con una precisión de hasta 20% para los puentes completos y de hasta 30% para las etapas constructivas. Mediante los modelos simplificados inelásticos se encontró que cuando los puentes completos presentan una demanda de ductilidad de desplazamiento (μ) menor a 1.5, el modelo Pivot3Linear proporciona desplazamientos máximos con diferencias menores a 12%, mientras que para valores de μ >1.5 el modelo de histéresis Pivot proporciona desplazamientos con diferencias menores a 10%, respecto a aquellos calculados en el modelo de referencia.
Comportamiento dinámico de una placa aligerada modificada con metamateriales mecánicos basados en amortiguadores de masa sintonizada
(Universidad Industrial de Santander, 2023-08-16) Jaramillo Sánchez, Daniel Camilo; Begambre Carrillo, Óscar Javier; García Sánchez, Jesús Antonio; Ribeiro Paccola, Rodrigo; Gómez Araújo, Iván Darío
Las cargas dinámicas presentan un desafío crucial para las estructuras. Para mitigar sus efectos, se han propuesto mecanismos de control, como los amortiguadores de masa sintonizada (AMS), aunque enfrentan limitaciones de tamaño y robustez. Esta investigación se enfoca en crear un metamaterial mediante múltiples AMS optimizados distribuidos (MAMSO-d) en espacios entre vigas y viguetas de una placa aligerada. De esta forma, se busca minimizar la amplitud máxima de la función de respuesta en frecuencia de receptancia (FRF-R) y aumentar la capacidad de control y mitigación de las cargas dinámicas. Tras explorar los fundamentos teóricos de los AMS y metamateriales, se realiza un diseño de experimentos preliminar para evaluar la respuesta dinámica de una estructura con diferentes materiales y configuraciones de MAMSO-d. Con resultados positivos, se utiliza el concepto de MAMSO-d como base para la creación de dos metamateriales. Mediante la optimización de estos metamateriales, se logra una reducción en la amplitud máxima de la FRF-R del 55.22% y 50.36% para el metamaterial 1 y 2, respectivamente. Este trabajo representa una innovación para abordar respuestas sísmicas al aprovechar espacios infrautilizados. Se presentan conclusiones y recomendaciones para orientar futuros desarrollos en ingeniería sísmica.
Análisis de vulnerabilidad a la contaminación del Sistema Acuífero del Miembro Superior de la Formación Los Santos, Mesa de los Santos - Santander (Colombia)
(Universidad Industrial de Santander, 2023-07-19) Casadiegos Agudelo, Luisa; Gómez Isidro, Sully; Domínguez Rivera, Isabel Cristina; Colegial Gutiérrez, Juan Diego; Márquez Molina, John Jairo
Los acuíferos constituyen una reserva de agua importante que es vital para las poblaciones con déficit de agua superficial y potable; sin embargo, el desconocimiento de su naturaleza y las actividades antrópicas que se realizan sin medidas restrictivas, hacen que el recurso subterráneo pueda ser susceptible a la contaminación. Este trabajo se centra en la evaluación de la vulnerabilidad intrínseca a la contaminación de los acuíferos silisiclásticos del Miembro Superior de la Formación Los Santos (K1lsms), correspondientes al Acuífero Somero (libre) y Acuífero Superficial (libre, localmente semiconfinado y fracturado), presentes en la Mesa de Los Santos (Santander, Colombia). Se aplicó el método DRASTIC y un método DRASTIC Modificado que incluye la evaluación de dos parámetros adicionales correspondientes al uso de suelo y las características del fracturamiento (densidad y zonas con fracturas abiertas o cerradas), parámetros ignorados pero fundamentales en la vulnerabilidad de este tipo de configuraciones hidrogeológicas. La validación de los mapas de vulnerabilidad contó con la identificación de zonas donde se superaba la concentración de los Niveles de Fondo Químico Natural (percentil 90) de cuatro iones indicadores de contaminación (NO3-, PO43- SO₄²- y Cl-) a partir de análisis hidroquímicos realizados en el año 2008 y análisis de hidroquímica realizada en el año 2021 (época lluviosa) y 2022 (época seca). Los resultados indican que el método DRASTIC Modificado muestra de manera más clara la alta vulnerabilidad a la contaminación que presenta el sistema acuífero en estudio y el efecto negativo en las aguas subterráneas del miembro Superior de la Formación Los Santos causado por las actividades antrópicas en la zona.
Optimización topológica de disipadores histeréticos de placas ranuradas con la técnica de los autómatas celulares híbridos
(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-30) Mendoza Cuy, Angie Paola; Begambre Carrillo, Óscar Javier; Villalba Morales, Jesús Daniel; Chio Cho, Gustavo; Denner Leonel, Edson
Los disipadores histeréticos metálicos de placas ranuradas son una opción confiable usada como técnica de control de respuesta sísmica; se ha comprobado que disminuyen las derivas y ayudan a mitigar daños a elementos estructurales de las edificaciones, además son dispositivos de bajo costo de fabricación y de fácil mantenimiento. Sin embargo, la cantidad de energía que puede disipar un dispositivo de este tipo está relacionada directamente con la forma, tamaño, cantidad y distribución de ranuras y con el espesor y dimensiones que la placa puede tomar, lo que dificulta el análisis efectivo y selección de opciones optimas. Este trabajo de investigación desarrolla un procedimiento para su análisis y optimización, el cual consiste en aplicar la técnica de los autómatas celulares híbridos para la optimización topológica de disipadores histeréticos metálicos de placas ranuradas trabajando a cortante. Las fases del proyecto fueron (i) revisión de literatura para extraer información de interés para el modelo de elementos finitos y formulación del problema de optimización y revisión de manuales de uso de los programas de computadora (ii) elaboración y validación del modelo de elementos finitos en ANSYS APDL (iii) formulación del problema de optimización y adaptación del algoritmo al problema de optimizar disipadores de placas ranuradas y escritura de códigos en MATLAB (iv) establecimiento del procedimiento de enlace entre ANSYS APDL y MATLAB y obtención de los dispositivos optimizados v) análisis de resultados. Los resultados indican que la formulación de los autómatas celulares aplicada en problemas de optimización actúa como técnica de filtrado permitiendo obtener versiones optimizadas de la geometría inicial del disipador con mejoras de disipación de energía de hasta 371%. Esta técnica emplea una cantidad relativamente baja de iteraciones. Exploraciones adicionales muestran limitaciones del algoritmo relacionadas con la distribución de esfuerzos y energía de deformación de la configuración inicial.
Análisis comparativo de modelos de simulación en transporte niveles macro, meso y micro a gran escala
(Universidad Industrial de Santander, 2023-03-22) Baza Solares, Nelson Deiwer; Salas Rondón, Miller Humberto; Martínez Estupiñán, Yerly Fabián; Moreno González, Emilio German; Guerrero Barbosa, Thomas Edinson
El constante aumento de la compleja dinámica de transporte de los centros urbanos deja en evidencia la gran necesidad de calibrar escenarios de microsimulación cada vez más grandes y detallados, que permitan obtener resultados más aproximados a los patrones de desplazamiento de la población con el fin de optimizar los procesos de planificación y sectorizar estrategias que mitiguen las externalidades negativas asociadas al transporte. Sin embargo, la construcción de este tipo de escenarios generalmente demanda grandes cantidades de información, recursos económicos y capacidad computacional. En el presente estudio se abordan las bondades que ofrece el uso de escenarios de microsimulación a gran escala respecto a la simulación meso y macro, para esto, se dispuso de un escenario de caso de estudio, desde el cual se ejecutaron simulaciones micro, meso y macro para evaluar las ventajas y desventajas entre los diferentes niveles de simulación cuando se aplican en áreas geográficas grandes. Además, se profundizó en los principales aspectos que se deben tener en cuenta a la hora de construir este tipo de escenarios y lo que se requiere para calibrarlos y validarlos con una baja inversión económica. Se identificó que, para un mismo escenario, los resultados de simulaciones meso y macro tienen a ser mayores respecto a los resultados obtenidos empleando las simulaciones micro; además, en cuanto mayor sea la escala, menor será el grado de concentración de datos alrededor de la media; también se identificó que la densidad de congestionamiento en la escala meso se alcanza en un menor periodo de tiempo respecto a la densidad de congestionamiento de la escala micro.
Modelo hidrodinamico de flujos subterraneos en sistemas carsticos y su interaccion con las rocas adyacentes. caso de estudio: parte alta de la cuenca del rio de oro, departamento de santander
(Universidad Industrial de Santander, 2019) Cetina Tarazona, María Alejandra; Gomez Isidro, Sully
En la microcuenca de la quebrada La Moza (nacimiento del Rio de Oro) afloran rocas metamórficas, ígneas y sedimentarias, con baja a nula porosidad primaria, y un depósito coluvial. En este sistema se identificaron 10 puntos de manantiales que afloran en rocas de las unidades Cuarzomonzonita de Santa Bárbara, Formación Los Santos y Formación Rosablanca, así como en el depósito coluvial. Estos puntos de manantiales están asociados a flujos subterráneos por porosidad secundaria generada por fracturamiento, que es aumentada por procesos de disolución (en rocas calcáreas) y por el fenómeno de meteorización (en granodioritas). Se estableció un patrón de fracturamiento principal NE-SW paralelo al eje principal de compresión, que configura fracturas abiertas las cuales propician el flujo de agua subterránea. La evaluación de la disponibilidad de agua en la zona arrojó una oferta hídrica anual de 600 mm y una recarga potencial estimada de 340 mm. Se estableció para la zona un gradiente isotópico altitudinal de -0,12 100 msnm. Se validó el carácter subterráneo de los manantiales (de origen meteórico), evidenciado por la composición isotópica del agua que muestra poca variabilidad temporal y espacial 18O de -11,5 a - -vs VSMOW-), exceptuando algunos manantiales que presentan mezclas con escorrentía subsuperficial. Se establecieron facies hidroquímicas bicarbonatadas-cálcicas, con poca evolución geoquímica y un corto tiempo de residencia de los flujos subterráneos. Se estableció que los flujos subterráneos mantienen el flujo base de las corrientes superficiales con un porcentaje de 70%. La recarga de los flujos subterráneos es local y abarca parte de la cuenca adyacente del Rio Jordán donde se localiza el Páramo de Berlín. _______________________ Proyecto de Investigación Facultad de ingenierías Físico-Mecánicas, Escuela de Ingeniería Civil, directora: Sully Gómez Isidro, Phd.
Modelado del flujo del fenomeno de remocion de masas mediante un modelo analitico bidimensional
(Universidad Industrial de Santander, 2019) Roman Quintero, Daniel Camilo; Chio Cho, Gustavo; Mendoza Rizo, Jorge Alejandro
El presente estudio propone la solución numérica de un modelo de flujo de escombros en dos dimensiones mediante el Método de Volúmenes Finitos. Se usan esquemas de discretización cuadráticos y de Diferencias Centrales para discretizar los términos de la ecuación de conservación del momentum lineal, así como también los términos de la ecuación de conservación de la masa. También se lleva a cabo una campaña experimental en un canal que permite el análisis del flujo de un material granular, empleando técnicas de adquisición y procesamiento de imágenes. Con los datos obtenidos de la campaña experimental, se hace una comparación mediante la simulación numérica del flujo y se lleva a cabo un proceso de calibración del modelo numérico. Adicionalmente se muestra un caso de estudio de un evento de flujo de escombros ocurrido en el municipio de Girón, Santander. En el estudio se realizaron levantamientos topográficos con Vehículo Aéreo No Tripulado y con Escáner Láser Terrestre, cuyos datos se procesaron para simular la superficie de flujo del material. Finalmente se compara la respuesta numérica tras simular el caso de estudio con dos modelos; mediante un modelo 1D y mediante el modelo 2D aquí mencionado. *
Modelado numerico de muros delgados de concreto reforzado en zonas de amenaza sismica alta: caso bucaramanga
(Universidad Industrial de Santander, 2019) Arango Patiño, Erica Llovana; Viviescas Jaimes, Alvaro; Valencia Mina, William
Actualmente, en respuesta a la alta demanda de vivienda de los países latinoamericanos, se ha incrementado el uso de los sistemas de muros estructurales para edificación en altura; sin embargo, durante los sismos de Chile (2010) y Nueva Zelanda (2011), el desempeño sísmico de este sistema no fue el esperado, presentando diferentes manifestaciones de comportamiento frágil, tales como pandeo fuera del plano, aplastamiento de la zona extrema a compresión por ausencia de confinamiento y falta de distribución de la plastificación en altura del muro entre otros. Considerando que los espesores de muros estructurales para el caso de Colombia son usualmente menores a los de Chile y Nueva Zelanda, se especula sobre el desempeño sísmico deficiente que estos puedan tener ante un sismo fuerte. Por lo anterior, se han intensificado los esfuerzos investigativos mediante modelado numérico y ensayos de laboratorio que permitan determinar el comportamiento de estos muros para cargas sísmicas. El presente trabajo está enfocado en la selección de un modelo no lineal entre los más usados en la literatura científica reciente, su ajuste, validación e implementación para representar numéricamente el comportamiento de muros estructurales característicos de la ciudad de Bucaramanga. La pertinencia del modelo se confrontará con modelos de pandeo inelástico fuera del plano obtenidos o validados a partir de campañas experimentales disponibles en la literatura científica y se identificarán parámetros relevantes en la respuesta estructural de esta tipología de muros.
Metodología para determinar la cuadrilla de trabajo óptima en procesos de muros de mampostería H-12 desde el enfoque Lean Construction
(Universidad Industrial de Santander, 2023-03-06) Ardila Cubillos, Ray Andrés; Mejía Aguilar, Guillermo; Meneses Flórez, Jorge Enrique; Tijo López, Silvia Juliana
La importancia de la industria de la construcción queda manifiesta respecto de la cantidad de empleos directos que genera y su aporte tanto al PIB como a la economía local y global, por otro lado, es evidente el uso masivo del recurso de mano de obra en los proyectos de construcción. El indicador relacionado a dicho recurso es la productividad laboral, que en las últimas décadas ha mostrado bajo incremento a nivel global e incluso desaceleración a nivel local. Esta investigación aporta un marco teórico para el diseño de la cuadrilla de trabajo óptima en procesos constructivos, en relación de la cantidad de integrantes y su capacitación, aplicando el enfoque basado en la producción Lean Construction, respecto del flujo de trabajo y eliminación de pérdidas, bajo las restricciones de demanda de producción y plazo de ejecución, de cara a mejorar la productividad laboral. Se realiza la observación del proceso de mampostería H-12 en un caso de estudio, se identifican las labores y tareas que lo componen, así como el tipo de trabajo y su responsable, adicionalmente, se diseña y aplica una encuesta a 60 empresas locales para indagar sobre los métodos de determinación de cuadrillas de trabajo que emplean. Como resultado se obtiene un modelo de la cuadrilla que realiza el proceso seleccionado, además, se plantean las ecuaciones para la determinación la cuadrilla óptima de acuerdo al número de integrantes y su capacitación, empleando la programación lineal de restricciones para la optimización del sistema. Finalmente se propone una metodología para dicha determinación que tiene en cuenta los parámetros del proyecto y las características de la cuadrilla. Se evidencia informalidad en la determinación de los integrantes de la cuadrilla de trabajo en procesos constructivos en obra, que trae fenómenos subyacentes como la tercerización y la subcontratación laboral.
Evaluación del comportamiento de la evapotranspiración en una unidad hidrográfica no intervenida de ecosistema de páramo
(Universidad Industrial de Santander, 2023-01-18) Gómez Ríos, Viviana Lucía; Domínguez Rivera, Isabel Cristina; Gómez Isidro, Sully; Echeverry Sánchez, Andrés Fernando; Márquez Molina, John Jairo
Los páramos son ecosistemas de gran valor hidrológico por los servicios de abastecimiento y regulación hídrica que proveen. Ante la disyuntiva entre una visión plenamente proteccionista y una en la que se permitan actividades antrópicas en páramos, profundizar en el conocimiento de la evapotranspiración permite valorar los procesos biofísicos que caracterizan al páramo y evaluar escenarios de cambio de uso del suelo. Este proyecto de investigación se desarrolló en una unidad hidrográfica de 11.13 hectáreas sin intervención antrópica ubicada en el páramo de Berlín (Santander). Pese a los avances en la investigación científica es sistemas hidrológicos de páramo, en la zona de estudio no se conocen reportes detallados sobre evapotranspiración. El objetivo general del proyecto fue evaluar el comportamiento de la evapotranspiración en una unidad hidrográfica no intervenida de ecosistema de páramo. Los objetivos específicos fueron: i) comparar la variación temporal de la evapotranspiración de referencia por los métodos de FAO y ASCE-Penman Monteith; ii) analizar la variación del contenido y almacenamiento de humedad del suelo y; iii) estimar la evapotranspiración real mediante el método de balance hídrico. El seguimiento de las variables hidrometeorológicas y de humedad en el suelo se llevó a cabo durante un año y se encontró que: i) la evapotranspiración para la superficie hipotética de referencia de FAO siempre fue superior que la de ASCE, especialmente cuando la radiación neta solar fue máxima; ii) la humedad almacenada en el suelo es un importante ingreso de agua en época de estiaje, aunque a escala anual su aporte al balance hídrico fue bajo y; iii) la evapotranspiración real es el principal flujo de agua del sistema (38% del balance de agua). Estos resultados contribuyen a formular la línea base de futuros estudios que analicen el impacto de las actividades antrópicas y su influencia en la provisión de los servicios hidrológicos del páramo de Berlín.
Predicción de retrasos en obras civiles aplicando algoritmos de Machine Learning
(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-15) Medina Martínez, Brayan Alberto; Mejía Aguilar, Guillermo; Tijo López, Silvia Juliana; Herrera Valencia, Rodrigo Fernando
La industria de la construcción genera un volumen de datos significativo a lo largo del desarrollo del ciclo de vida de los proyectos, estos datos acompañados de un correcto análisis pueden generan conocimiento útil para mejorar el desempeño en las múltiples áreas técnicas de los proyectos de construcción. Uno de los mayores desafíos en la industria de la construcción corresponde a los retrasos en los tiempos de ejecución de los proyectos, siendo estos afectados por factores provenientes de diversas fuentes, lo que conlleva a consecuencias de orden económico, social y legal, por tal motivo, es fundamental que los gerentes de proyectos empleen herramientas adecuadas para estimar las duraciones de las obras basadas en un análisis de datos objetivo y fáctico. En el marco de la cuarta revolución industrial, han surgido técnicas y herramientas basadas en inteligencia artificial, estadística e inteligencia empresarial que buscan dar soporte a la toma de decisiones informadas. En el presente trabajo de investigación se presenta una metodología basada en algoritmos de Machine Learning para predecir tiempos de retrasos en proyectos de obra civil, apoyado de un estudio y análisis de factores de retraso que afectan los proyectos de construcción para finalmente integrarlo como herramienta a un marco de gestión de proyectos que garantice la reproducción de este análisis de datos y la inclusión en los sistemas de calidad de las empresas.
Análisis de muros delgados de concreto reforzado por el método de elementos finitos
(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-04) Orduz Suárez, Carlos Felipe; Valencia Mina, William; Viviescas Jaimes, Álvaro; Osorio Bustamante, Édison; Bonett Díaz, Ricardo León; Begambre Carrillo, Óscar Javier
El diseño y la construcción de edificaciones altas en Bucaramanga (Colombia) ha aumentado en las últimas décadas frente a la creciente demanda de vivienda, como una alternativa viable ante el costo del suelo y las limitaciones para su uso. El sistema estructural más empleado para este fin es el de muros de carga de concreto reforzado, construidos mediante el sistema industrializado o túnel. Este sistema es ampliamente usado por su gran rigidez lateral y resistencia, y porque permite reducir los tiempos y costos de obra en comparación con otros sistemas constructivos. Sin embargo, prácticas comunes en la industria, además de la falta de restricciones claras en Reglamento Colombiano de Construcción Sismorresistente NSR-10 al respecto de los espesores mínimos de los muros, han ocasionado que hoy se encuentren en Bucaramanga edificaciones de más de quince pisos con muros delgados cuyos espesores pueden llegar a ser incluso inferiores a los 15cm. La existencia de estas edificaciones ha generado preocupación en la comunidad académica tras los sismos ocurridos en Chile en 2.010 y Nueva Zelanda en 2.011, luego de los cuales se evidenciaron tipos de falla no deseados en edificaciones con muros similares e incluso con mayores espesores y mejor reforzados que los encontrados en Bucaramanga. Debido a esto, se han realizado investigaciones para encontrar las causas de las fallas ocurridas. En ese sentido, en este trabajo se empleó el método de elementos finitos para evaluar la respuesta sísmica de muros delgados de concreto reforzado. Para la validación de los modelos, se emplearon los resultados de dos campañas experimentales de la literatura. Los modelos reprodujeron de manera adecuada la respuesta histerética de los muros, en términos de resistencia, rigidez, capacidad de disipación de energía y daño. Por otra parte, se realizó el ensayo ante carga lateral cíclica reversible en el plano de un muro rectangular de concreto reforzado con las características de los muros encontrados en edificaciones construidas mediante el sistema túnel en Bucaramanga. El refuerzo del muro se proporcionó mediante mallas de acero electrosoldadas traslapadas con barras de acero de refuerzo corrugado en la base. La falla del muro se produjo por la aparición de una única grieta principal horizontal a lo largo de la longitud del muro y la fractura de la mayoría de las barras verticales de las mallas de acero electrosoldadas. Esta falla se caracteriza por ser de tipo frágil, con una distribución limitada de plasticidad en un único plano horizontal de agrietamiento, ocasionada por la reducción abrupta del área de refuerzo, y, por consiguiente, de la resistencia y rigidez del muro, debido al traslapo del refuerzo en una zona de potencial plastificación. Lo anterior actúa en detrimento de la distribución de la plasticidad del muro, que a su vez afecta la ductilidad de los elementos encargados de disipar energía sísmica, y que podría invalidar los factores de reducción R asumidos en las etapas de análisis y diseño.
ColombiaClass - Sistema de clasificación para la gestión de activos de construcción en Colombia
(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-02) Gómez Roldán, Juan Carlos; Mejía Aguilar, Guillermo; Ponz Tienda, José Luis; Barrera Puerto, Ángela Celmira; Herrera Valencia, Rodrigo Fernando
Investigaciones publicadas en diversos reportes por el Foro Económico Mundial, dejan clara la relevancia del desarrollo de la infraestructura y la adopción de tecnologías de la información y las comunicaciones, como pilares fundamentales y entornos habilitantes para el incremento de la productividad y el mejoramiento de la calidad de vida de una nación. Asimismo, destacan el potencial de la metodología BIM (Building Information Modeling) como proceso indispensable para la gestión y transformación de los entornos urbanos, haciendo óptimos y más eficientes los modelos de servicios, la gobernanza y la planificación. Al analizar estas variables, la Cámara Colombiana de la Construcción (CAMACOL) en su informe de 2018 sobre productividad y riesgos en el sector de la construcción, identifica que la productividad de este sector se ha contraído durante más de 20 años, con un decrecimiento del -0.5% anual, llevando al país a la categoría de naciones rezagadas. Se atribuyen estos resultados a una industria sin estandarización, deficiencias en la gestión de la información y al bajo nivel de transformación digital. A su vez, se identifica la necesidad de estandarizar las normas vigentes y fortalecer la interoperabilidad entre las diferentes agendas de desarrollo nacional, como puntos de partida para solucionar esta situación. En este contexto, el gobierno de Colombia ha formulado múltiples iniciativas y leyes, entre las que se destacan la directiva de transformación digital nacional, y la estrategia nacional BIM 2020 - 2026, caracterizadas por la necesidad de normalizar el sector por medio de estándares internacionales como el ISO 19650, y de sistemas de clasificación que permitan estandarizar la gestión de los activos de construcción durante todo su ciclo de vida. La metodología utilizada para definir este sistema de clasificación fue el Enfoque de Investigación Constructiva (en inglés, Constructive Research Approach), en el cual se utilizaron cuatro elementos: 1. Una revisión de literatura, 2. Una encuesta nacional a expertos, 3. Talleres Delphi con expertos nacionales, y 4. La publicación y divulgación del sistema. Como resultado de esta investigación, se definió un sistema de clasificación para la gestión de activos de construcción ajustado a la industria colombiana, denominado ColombiaClass. Este sistema permite estructurar, clasificar y codificar la información de todo el ciclo de vida de un activo de construcción, con un lenguaje único y estandarizado de comunicación que sirve a todos los interesados, compatible con la metodología BIM, y con el sistema de compra pública nacional de Colombia Compra Eficiente. Es de libre uso y distribución, y puede consultarse de manera gratuita en el enlace www.colombiaclass.org, en el cual se encuentran sus tablas, guías de uso infográficas, de rápido acceso y detalladas, así como sus referencias bibliográficas y el listado de investigadores principales y sus datos de contacto. Esta investigación también incluye análisis y conclusiones para la óptima operación y mantenimiento del sistema, y para el desarrollo de futuras investigaciones y trabajos que permitan incrementar su cobertura, mejoramiento continuo, e importancia táctica en la gestión de los activos de construcción a nivel nacional.
Evaluación de los efectos del cambio de uso de suelo y cobertura sobre los servicios de abastecimiento y regulación hídrica ofertados por unidades hidrográficas de páramo
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-21) Celis Vargas, Arley David; Oviedo Ocaña, Édgar Ricardo; Márquez Molina, John Jairo; Villamizar Amaya, Sandra Rocío
Los páramos son ecosistemas que prestan los servicios de abastecimiento y regulación hídrica. A pesar de ello, el establecimiento de actividades antrópicas en sus territorios puede alterar los dos servicios. Considerando su vulnerabilidad, en esta investigación se evaluaron los efectos que las transformaciones en los páramos generan sobre los servicios de abastecimiento y regulación de dos unidades hidrográficas (nombradas «Intervenida y No Intervenida»). Como metodología se usó el enfoque de cuencas pareadas, el cual se implementó mediante: (i) una revisión sistemática de literatura; (ii) una caracterización geomorfológica ejecutada por medio de sobrevuelos, revisiones documentales y el uso de SIG; (iii) una caracterización hidrometeorológica realizada a través de la instalación de sistemas de monitoreo; y (iv) una evaluación de impactos ejecutada por medio de la aplicación de índices y métodos hidrológicos para el estudio de las afectaciones. Como resultado, se encontró que la Unidad Intervenida presentó declives de 55.6 y 32.2% en la oferta de los servicios de abastecimiento y regulación hídrica (en comparación con la Unidad No Intervenida). Finalmente, se emitieron recomendaciones para futuras investigaciones con el fin de continuar con proyectos que profundicen en la temática de los efectos hidrológicos causados por las alteraciones de los suelos.
La información sobre el estado de tráfico y su rol en la redistribución de flujos. Caso de estudio: Área Metropolitana de Bucaramanga
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-09) Báez Trujillo, Claudia Patricia; Porras Díaz, Hernán; Martínez Estupiñán, Yerly Fabián; Salas Rondón, Miller Humberto; Posada Henao, John Jairo
La búsqueda de soluciones para mitigar los efectos de la congestión en las ciudades ha permitido identificar tecnologías de la información como los sistemas avanzados de información al viajero (ATIS por sus siglas en inglés) que son capaces de aliviar la propagación de la congestión mejorando el rendimiento de las redes, a través del suministro de información sobre el estado de tráfico y sugerencias a los usuarios sobre rutas disponibles para efectuar sus desplazamientos. Con el objetivo de estudiar el impacto de los ATIS en el contexto del área metropolitana de Bucaramanga, la presente investigación identificó las variables que afectan la forma en que un conductor realiza la elección de sus rutas influenciado por el suministro de información relacionada con el estado de tráfico de la ciudad. Posteriormente, se construyó un modelo de asignación dinámica de tráfico, con el cual se representaron las condiciones típicas de movilidad del área de estudio, y con base en este se generaron siete escenarios de penetración de información implementando estrategias y políticas orientadas a representar los efectos del suministro de información de tráfico en el rendimiento de la red. Se encontraron evidencias que señalan que la implementación de ATIS producen mejoras significativas en el rendimiento de la red en estudio, sin embargo, para penetraciones superiores a 50% en la red global y de 37% en la red del área de influencia directa, los beneficios obtenidos disminuyen.
Diseño geométrico de intersecciones viales a desnivel, con base en la integración de: BIM, IPD y Lean Construction
(Universidad Industrial de Santander, 2020) Castañeda Parra, Karen Milady; Sánchez Rivera, Omar Giovanny; Porras Díaz, Hernán; Camacho Pico, Jaime Alberto; Martínez Estupiñán, Yerly Fabián
El proceso de diseño geométrico de intersecciones viales a desnivel ha permanecido sin modificaciones durante varios años, además es asociado a problemáticas que han permanecido a lo largo del tiempo, tales como: retrasos, sobrecostos, errores de diseño, problemas de calidad, entre otros. Las nuevas tecnologías y metodologías podrían mejorar el proceso de diseño geométrico vial, como es el caso de: BIM, IPD y Lean Construction, sin embargo, pocos estudios han sido enfocados a los proyectos viales, y por el contrario, muchos han sido dedicados al sector de la edificación, donde se han observado notables beneficios. En esta investigación se propone una metodología de diseño geométrico de intersecciones viales a desnivel con base en la integración de: BIM, IPD y Lean Construction. La metodología llevada a cabo estuvo compuesta por seis etapas principales: 1) caracterización de la metodología tradicional de diseño geométrico, 2) implementación BIM, 3) implementación Lean Construction, 4) implementación IPD, 5) caracterización de la metodología, y 6) validación y calibración de la metodología. Los resultados muestran que la implementación de BIM permite automatizar el proceso de diseño, mejorar la visualización, y crear un ambiente de colaboración que hace posible detectar errores diseño en etapas tempranas del proyecto y propiciar la aplicación de los principios del método IPD y la filosofía de reducción de pérdidas Lean Construction. Para la validación y calibración de la metodología propuesta se presenta el diseño geométrico de una intersección a desnivel tipo Trompeta y otra tipo Trébol, con las cuales fue posible evidenciar los beneficios y la aplicabilidad de la metodología propuesta.
Caracterización dinámica de puentes en concreto de grandes luces de sección viga cajón construidos por voladizos sucesivos
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Hernández Sierra, Wilson Alexander; Riveros Jerez, Carlos Alberto; Vivivescas Jaimes, Álvaro; Chío Cho, Gustavo; Salgado Estrada, Rolando
El monitoreo de salud estructural basado en vibraciones (SHM) es una herramienta útil para evaluar, verificar y estudiar el estado estructural de los puentes. Generalmente, las pruebas de vibración ambiental (AVT) o las pruebas de vibración forzada (FVT) se utilizan comúnmente para caracterizar la respuesta dinámica de los puentes, donde la selección de la prueba está en función del tipo de puente seleccionado y los recursos económicos disponibles, tanto AVT como FVT tienen ventajas y limitaciones que se han investigado en puentes con diferentes configuraciones estructurales. La ubicación, el número de sensores (acelerómetros) y el tiempo de recopilación de datos juegan un papel importante en la caracterización dinámica de los puentes. A nivel nacional, la construcción de puentes segmentales de concreto con vanos que van desde 50m 200m, o incluso con vanos mayores, se está convirtiendo recientemente en la tipología de puentes predominante. Por lo tanto, esta tipología está atrayendo más atención y, por lo tanto, el estudio de las ventajas y limitaciones de la caracterización dinámica de puentes utilizando AVT y / o FVT es vital en el contexto de una definición de un conjunto de ubicaciones óptimas para maximizar los recursos disponibles (número de acelerómetros y tiempo de recolección de datos entre otros). En esta investigación, AVT y FTV basados en fuentes de excitación seleccionadas de la revisión de la literatura y las simulaciones numéricas se llevan a cabo utilizando varias configuraciones de sensores. La metodología propuesta basada en la colocación óptima del sensor (OSP) muestra que los AVT que utilizan configuraciones de OSP proporcionan resultados similares a los obtenidos con los FVT sin considerar las configuraciones de OSP. Además, la relación de costo económico de FVT / AVT se reduce a 2 se logra un tiempo de recopilación de datos más corto con mejoras en los resultados.

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