Maestría en Ingeniería Civil

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Influencia de concretos de relleno para sobre excavaciones en el diseño estructural del revestimiento final en túneles
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2022) Morillo Santacruz, Martín Adolfo; Otálvaro Calle, Iván Fernando
Colombia es un país con grandes retos de infraestructura con miras al desarrollo sostenible, en función de la competitividad de todos los sectores de la economía. Es por ello que cada vez se requiere mejorar la infraestructura vial; debido a su geografía con la presencia de tres ramales de la cordillera de los Andes, este no es un reto menor desde los impactos ambientales y geotécnicos, convirtiendo el uso de túneles y viaductos en una de las mejores opciones tanto técnicas como ambientales. Los túneles son construidos usualmente con perforación y voladuras, debido a la alta heterogeneidad geológica de las cadenas montañosas presentes. En estas operaciones suelen presentarse sobre excavaciones, las cuales son rellenadas en obra con concretos hidráulicos convencionales sin dimensionar los efectos que estos rellenos puedan traer sobre el revestimiento final. En este trabajo se evaluó el efecto que diferentes técnicas de relleno de oquedades derivadas de la sobre excavación pueden tener en el diseño de la estructura de revestimiento final de un túnel, cuando es construido con el Nuevo Método Austriaco (NATM). Se desarrolló un análisis paramétrico incluyendo las variables de mayor incidencia en el diseño del revestimiento final. Las variables involucradas fueron las características del macizo rocoso en función del índice de resistencia geológico (GSI), la localización, área y forma de las sobre excavaciones, dos tipos de rellenos diferentes (concreto convencional y ligero). Estos modelos paramétricos fueron resumidos en cuatro cartas que pueden ser útiles en condiciones de diseño. A partir del análisis paramétrico, se comparó con el diseño previsto del revestimiento en un túnel real con la misma sección, esta comparación fue efectuada en función de la relación capacidad demanda (CDR), para ver el efecto sobre la necesidad de refuerzo adicional. Finalmente, los resultados mostraron que se comporta mejor el relleno con concreto ligero con relación al convencional. Palabras clave: concreto ligero; índice de resistencia geológico; diagrama de momento y de cortante.
Riostras de pandeo restringido como alternativa de rehabilitación estructural frente a un reforzamiento convencional, estudio de caso: edificación educativa
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Ángel Giraldo, Diego Camilo; Villalba Morales, Jesús Daniel; Cundumí Sánchez, Orlando
El presente estudio de caso aborda la necesidad de actualizar una edificación educativa de grupo de uso III en zona de alta amenaza sísmica como Santiago de Cali, para cumplir la normativa vigente, considerando el desempeño sísmico y la protección de los elementos estructurales ante daños permanentes. Se realiza un análisis dinámico cronológico no lineal para una alternativa de reforzamiento convencional y una alternativa de rehabilitación sísmica con riostras de pandeo restringido (BRB), identificando que, mientras las técnicas convencionales implican intervenciones extensivas y costosas en las 60 columnas para lograr niveles de daño leve, la rehabilitación con BRB muestra una mejora significativa al intervenir solo 24 columnas incrementando el amortiguamiento de la estructura permitiendo disipar mediante el daño de los elementos estructurales un 23% en lugar 78%, demostrando ser una opción más eficiente y económica.
Evaluación del impacto ambiental, económico y en la salud humana del mortero con nanopartículas de TIO2 para la purificación del aire y/o autolimpieza
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Yama Jojoa, Carlos Enrique; Maury Ramírez, Aníbal César; Martínez López, Daniela
En este trabajo se llevó a cabo una evaluación del impacto del mortero con nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2) en tres áreas fundamentales: ambiental, salud humana y económica, con el objetivo de determinar su viabilidad y efectos. Se analizó su impacto durante la instalación y su desempeño a lo largo de 50 años, utilizando como caso de estudio el túnel de la avenida Colombia en Cali. Para estimar las emisiones, se realizó una revisión exhaustiva de la literatura para modelar el comportamiento del nanomaterial. Además, se utilizaron datos de estudios previos como insumo para el análisis a largo plazo del túnel. El impacto en la salud humana se evaluó mediante la metodología RECIPE, considerando los años de vida perdidos por enfermedad o discapacidad. Los resultados muestran beneficios significativos del mortero con nanopartículas de TiO2. Un aumento en la concentración podría mejorar aún más la reducción de emisiones y ampliar los beneficios para la salud humana y el ambiente, justificando así la inversión necesaria.
Formulación de buenas prácticas durante la ejecución de proyectos financiados por el sistema general de regalías en la región pacífico desde el año 2012 al 2022
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Chávez, Daniela Valencia; Serrano Guzmán, María Fernanda; Pérez Ruíz, Diego Darío
El bajo desempeño de los proyectos en ejecución financiados con recursos del SGR en la Región Pacifico siempre ha sido un foco preocupante a lo largo de la trayectoria del sistema. Según un reporte del periódico el tiempo del 04 de mayo de 2018, manifiesta que la mayor problemática es la corrupción, lo cual genera riesgo en la realización de los proyectos (Revista el Tiempo, 2018). Así, en cinco años se perdieron 840.000 millones de pesos de regalías, el 40 por ciento por ‘elefantes blancos’, obras inconclusas o inservibles (Revista el Tiempo, 2018). Por tal motivo, el presente trabajo de grado pretende darle respuesta a la siguiente pregunta de investigación ¿Qué buenas prácticas durante la ejecución de proyectos financiados con recursos del SGR podrían generalizarse para la mejora de los indicadores de eficiencia en los cuatro Departamentos de la Región Pacífico?, por lo que, abordar este problema tendrá beneficios prácticos para la Región Pacifico y contribuirá a la buena ejecución de los proyectos futuros. El alcance del estudio se limita en el análisis de una base de datos que se obtendrá con la realización de este trabajo de grado, el cual, alcanzará la información de todos los proyectos que están siendo financiados por el SGR, en los cuatro Departamentos de la Región Pacifico (Cauca, Nariño, Valle del Cauca y Chocó), con el fin de obtener las buenas prácticas y lecciones aprendidas por Departamento. Así las cosas, para obtener las buenas prácticas se analizarán los proyectos que han sido bien ejecutados, que para efectos de este estudio se llamarán proyectos “emblemáticos”, los cuales se seleccionarán mediante una rubrica la cual contiene como criterios lo siguiente: 1. Deben ser proyectos terminados o en ejecución cuyo avance físico sea mayor al 80% 2. Debe tener garantizado la sostenibilidad y funcionalidad del proyecto 3. Se revisarán los indicadores del desempeño, para lo cual, se observará el SPI y CPI que estén en el rango de 1.10 a 0.85 y el SV(t) que sea menor o igual a 0.20. 4. Se identificará la buena planeación del proyecto, revisando si presenta ajuste en recursos y si su programación se encuentra con los mismos periodos de tiempo con el que fue presentado y aprobado el proyecto. Ahora bien, para obtener las lecciones aprendidas se tendrán en consideración aquellos proyectos de cada Departamento de la Región Pacifico, que se encuentren inconclusos, en estado crítico, en peligro inminente y/o con afectación en el desempeño, con el fin de obtener información relevante sobre las situaciones que se presentaron en estos proyectos y adoptarlas como lecciones aprendidas a la hora de formular y ejecutar un proyecto con recursos del Sistema General de Regalías.
Evaluación del impacto ambiental, económico y en salud humana del concreto con reemplazo parcial de cemento estructural con cenizas volantes y escorias de alto horno
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Ruíz Millán, Francisco Javier; Maury Ramírez, Aníbal César; Martínez López, Daniela
Para cumplir con el Acuerdo de París, es crucial reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), por lo tanto, la industria de la construcción y principalmente del concreto debe buscar alternativas para la reducción de emisiones. Entre las soluciones se plantean la utilización de cementantes suplementarios, tales como las cenizas volantes y las escorias de alto horno, como reemplazo parcial del cemento estructural. Sin embargo, la selección de los cementantes suplementarios, residuos provenientes de otros sectores productivos, suele ser compleja considerando que cada variedad tiene un impacto ambiental, económico y social diferente en la producción de concreto. Por lo anterior, este trabajo se centra en el análisis del ciclo de vida de diferentes mezclas de concreto con reemplazo parcial del cemento estructural con cenizas volantes y escorias para determinar su impacto ambiental, económico y social en términos de salud humana, lo anterior utilizando como caso de estudio la ciudad de Santiago de Cali (Colombia). De acuerdo con los resultados, para la muestra con 30% de escoria y 20% de cenizas volantes (30E20CV) se cuantificó una emisión de 187 kg GEI (CO2-eq) por metro cúbico de concreto, lo cual es un 38,9% menor al CO2-eq producido por el concreto de referencia sin reemplazo. De igual forma, esta mezcla obtuvo un impacto a la salud humana de 2,37E-03 DALY (años de vida ajustados por discapacidad) por m³ y una reducción del 38,8% respecto a la mezcla de referencia. Lo anterior, bajo el supuesto de una producción mensual uniforme de 44,3 mil m³ de concreto en el Valle del Cauca, representaría una afectación a la salud humana de 105,7 DALY, esto es 66,5 años menos que el concreto de referencia. Por otro lado, la muestra con 50% de escorias (50E) obtuvo el menor impacto económico con un valor de $ 431.018,56 pesos colombianos por metro cúbico, lo cual es un 23,5% menor que la mezcla de referencia. En consecuencia, se revela que la utilización de cenizas volantes y escorias de alto horno reducen los impactos ambientales (e.g. potencial de calentamiento global, formación de material particulado y esmog), económicos y a la salud humana, calculado en años de vida perdidos debido a la emisión de contaminantes durante el ciclo de vida de las alternativas de diseño de mezcla analizadas.
Guía de usos BIM para la gestión de contingencias en la fase de formulación de proyectos de infraestructura en el instituto del deporte, la educación física y la recreación del Valle del Cauca
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Cabal Marín, María Alejandra; López Montero, Diego Fernando; Nates González, Harold
La infraestructura en Colombia es un medio para el desarrollo del país y las comunidades que buscan alternativas para mejorar su calidad de vida, una de estas alternativas es la práctica del deporte y la recreación, actividades que generan metas, crecimiento personal y disfrute del aprovechamiento del tiempo libre en los espacios que se los permitan. En el departamento del Valle del Cauca, se cuenta con el Instituto del Deporte, la Educación Física y la Recreación (INDERVALLE), que garantiza espacios físicos adecuados para la práctica deportiva y recreativa a través de proyectos de infraestructura deportiva. La materialización de estos proyectos presenta múltiples falencias que se ven en la ejecución de las obras durante la construcción y son un reflejo de cómo se formularon los proyectos. La fase de formulación es fundamental para tener claridad de todos los factores técnicos que se requieren para la construcción de las obras, por ello, es importante que se puedan identificar los problemas existentes y que pueden interferir en la ejecución fluida de la construcción. El objetivo de este trabajo de grado es identificar las contingencias en la fase de formulación de los proyectos de la subgerencia de infraestructura a través de un análisis detallado de la información obtenida. Una vez se identifican las contingencias, se propone una metodología de trabajo que gestione las contingencias y aporte a mejorar la calidad de la información proporcionada en obra, a los procesos eficientes dentro de la formulación e información clara, verídica y detallada requerida para permitir fluidez en la construcción. La metodología aplicada para sobrellevar este tipo de contingencias es la metodología BIM, mediante los Usos BIM, estos usos generan trabajo colaborativo que puede garantizar una mejor proyección para sobrellevar los problemas en la formulación de proyectos. El resultado presentado en este documento es una guía formulada a partir de Usos BIM planteados por la Universidad Estatal de Pennsylvania y será una herramienta de apoyo para cada proyecto a desarrollar en INDERVALLE, también será la base para extrapolar a otro tipo de proyectos, debido a que se ajustan a la ejecución de proyectos dependiendo de la necesidad.
Formulación de estrategias para la gestión de la información en el uso de estructura metálica en proyectos de construcción: Estudio de caso
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Muñoz Álvarez, Nicolas; Serrano Guzmán, María Fernanda; Pérez Ruiz, Diego Darío
La automatización y digitalización de la información han emergido como tendencias dominantes en diversos sectores de la sociedad contemporánea, incluyendo industria, comunicaciones, gobierno, salud y educación. Este cambio ha acelerado el intercambio de datos, mejorando su velocidad, seguridad y eficiencia. En respuesta, el acceso a bases de datos se ha vuelto indispensable para empresas y organizaciones, facilitando y respaldando sus operaciones fundamentales. La transformación del entorno empresarial, impulsada por avances tecnológicos, comunicativos y la globalización económica, ha intensificado el interés en la gestión de la información como estrategia competitiva. Sin embargo, persisten desafíos significativos como la documentación manual de datos, limitaciones en el análisis de información, inconsistencias en los datos, diversidad de formatos y falta de integración entre conjuntos de datos, además de la insuficiente capacitación en gestión de información. Estos obstáculos pueden obstaculizar tanto la efectividad de la gestión de información como la satisfacción del cliente, subrayando la necesidad urgente de abordar estos problemas para optimizar los procesos empresariales. En el contexto específico de la construcción con estructuras metálicas, la incorporación creciente de tecnologías de información y comunicación en procesos de diseño, construcción e ingeniería refleja la búsqueda constante de cumplir con plazos, presupuestos y estándares de calidad para aumentar la competitividad del mercado. Este trabajo de grado, realizado bajo la modalidad de estudio de caso, se concentra en formular estrategias para la gestión de información en proyectos de construcción con estructuras metálicas, sector de relevancia económica según datos del DANE que evidencian su significativa contribución al PIB nacional. Se destaca la influencia transformadora de la automatización y digitalización en la gestión de información en este ámbito, mejorando la eficiencia y competitividad empresarial. El estudio enfatiza la Gestión del Conocimiento como una estrategia clave para organizaciones modernas, reconociendo el conocimiento como su activo principal para mantener ventajas competitivas. Además, se subraya la necesidad de implementar modelos de gestión de calidad y valorar activos intangibles para impulsar el éxito empresarial. En el contexto específico de la construcción con estructuras metálicas, se identifican desafíos y oportunidades para optimizar la gestión de información, resaltando la importancia de documentar lecciones aprendidas, implementar sistemas de gestión eficaces como los sistemas ERP (Enterprise Resource Planning, por sus siglas en inglés) y mejorar la coordinación y flujo de información en tiempo real entre todos los actores del proyecto. En conclusión, una gestión efectiva de la información no solo mejora la eficiencia operativa y la calidad del trabajo en proyectos de construcción con estructuras metálicas, sino que también refuerza la competitividad empresarial. Además, se enfatiza la necesidad de explorar temas emergentes como la integración de inteligencia artificial en el diseño, la evolución de estándares ambientales y la adopción de nuevos modelos contractuales en la industria, factores que podrían transformar significativamente la gestión de proyectos y el manejo de recursos en el sector. Se recomienda también profundizar en aspectos específicos de la gestión de información que puedan potenciar el desarrollo del talento humano y mejorar la seguridad y salud en el trabajo dentro de empresas del sector. Reconociendo que las organizaciones son un reflejo directo del talento humano que las conforma, invertir en gestión efectiva de información puede tener un impacto crucial en la eficiencia operativa y la competitividad a largo plazo, promoviendo prácticas que valoran el crecimiento profesional y el cumplimiento de normativas de seguridad y sostenibilidad ambiental para un éxito sostenible en el sector
Propuesta de manual de implementación Bim para la micro y pequeña empresa constructora colombiana
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Viveros Luna, Michell Ferney; Nates González, Harold
El sector de la construcción en Colombia enfrenta desafíos significativos, como baja productividad, calidad deficiente, sobrecostos y falta de innovación. Estos problemas son especialmente graves para las micro y pequeñas empresas constructoras, que representan el 98.8% del total de las empresas en Colombia (Dane, 2022), y cuentan con recursos limitados. La metodología BIM se presenta como una solución innovadora para estos desafíos, ya que permite crear y gestionar modelos digitales tridimensionales de proyectos de construcción, mejorando la planificación, diseño, ejecución y mantenimiento de estos. Sin embargo, la adopción de BIM enfrenta barreras como la falta de conocimiento, resistencia al cambio y la inversión inicial necesaria. Este trabajo de grado consiste en ofrecer a las empresas un acercamiento a esta metodología a través de una propuesta de manual de implementación de BIM adaptado a las necesidades de las micro y pequeñas empresas constructoras en Colombia, siendo aquellas empresas que cuentan hasta 10 trabajadores y entre 11 a 50 trabajadores, respectivamente (Bancoldex, 2024). La propuesta busca responder a la pregunta: ¿Cómo las micro y pequeñas empresas constructoras, en sus proyectos de construcción pueden reducir problemas y mejorar la eficiencia por medio de la metodología BIM, que facilita la gestión de la información y el trabajo colaborativo en la cadena de valor del proyecto? La justificación del proyecto radica en los beneficios de BIM, que incluyen la reducción de errores, mejora de la comunicación, ahorro en costos y tiempos, y optimización de procesos. Sin embargo, las barreras mencionadas dificultan su adopción, especialmente para las micro y pequeñas empresas. Una propuesta de manual de implementación adaptado a sus necesidades puede facilitar la adopción efectiva de la metodología BIM y mejorar la competitividad del sector de la construcción
Desarrollo de una herramienta de estimación para el carbono embebido de proyectos inmobiliarios en Colombia: caso de estudio
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Henao Cortés, Alejandro; Delgado Salgado, Camilo Jhair Nicolas; Rojas Manzano, Manuel Alejandro
En los últimos años, el cambio climático y la continua degradación del medio ambiente se han convertido en temas de gran relevancia para la humanidad. La construcción como sector productivo es, en gran medida, responsable del crecimiento registrado en los últimos años del PIB nacional aportando hasta 10 puntos porcentuales en un mismo año, según CAMACOL 2020. En la misma medida impacta directa e indirectamente sobre el medio ambiente en tres dimensiones: Suelo, Aire y Agua. Para este caso en particular, se tendrá en cuenta el impacto en la dimensión del aire, que se evalúa en términos de toneladas de CO2 equivalente (tCO2e) y constituye uno de los mecanismos más utilizados para medir la emisión de gases causados por la actividad humana a nivel internacional ya que es un insumo vital para el cálculo de la huella de carbono. Hasta el 2004, se generaron 8,600 millones de tCO2e en emisiones de “gases de efecto invernadero” (GEI) por actividades de construcción, y se proyecta un aumento a 15,600 millones de tCO2e para 2030, según (IPCC, 2004). En el contexto de la adopción del desarrollo sostenible en Colombia, atendiendo el llamado de las organizaciones internacionales y las iniciativas locales de política pública como lo es el “Proyecto acelerador de edificaciones neto cero carbonos”, se hace prevalente contar con los medios necesarios para estimar las emisiones de GEI durante la etapa de construcción de los proyectos ofreciendo la capacidad de plantear alternativas de mitigación y balance. El éxito en la estimación del aporte al cambio climático se da a partir de la selección de una metodología que acepte las condiciones particulares del medio y la región, integrando de manera correcta la información disponible. En este caso de estudio, se definen lineamientos de cálculo como parte del proceso en el desarrollo de una herramienta que permita realizar una estimación realista que posteriormente se valide a través de su aplicación en un tipo de proyecto inmobiliario representativo en la ciudad, que, según la tendencia reciente del mercado, está predominantemente volcada hacia el nicho de productos VIS. Con lo anterior, se pretende generar indicadores de emisiones en proyectos de construcción y establecer análisis comparativos con proyectos similares que simultáneamente sirvan de referencia para realizar estimaciones preliminares de generación de gases en nuevos proyectos
Propuesta de mejora para la gestión de proyectos de obra pública en el municipio de Yumbo, Valle del Cauca
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Munevar Obando, Dayan Valentina; Grace Rojas Geraldino,
El presente trabajo de grado tuvo como propósito realizar un estudio de la gestión de proyectos de obra pública en el municipio de Yumbo, llevando a cabo una revisión detallada de la metodología actual empleada (MGA), a través de diversas fuentes nacionales de información pública. Así mismo, se realizó recolección de información directa a partir de entrevistas y evaluación de proyectos de obra pública ejecutados en los últimos 5 años, con el fin de identificar deficiencias en la gestión de proyectos. Como resultado, se describió de manera sistemática los diferentes problemas que afectaron el correcto desarrollo de la metodología y a los diferentes actores involucrados en la gestión de proyectos de obra pública. De este modo, se llevó a cabo una evaluación del impacto generado en términos de eficiencia y eficacia de los proyectos, considerando aspectos como tiempo, costos, y alcance. Finalmente, se formuló un plan integral de mejora para la metodología actual, basado en información recopilada sobre prácticas y estándares internacionales, con el propósito de optimizar el proceso de gestión de proyectos de obra pública en el municipio de Yumbo.
Guía de planificación para proyectos inmobiliarios que incluyen parámetros sostenibles en Pymes de construcción
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2022) Casanova Ruano, Kevin Manuel; Salazar Serna, Kathleen Georjahna
Las pymes en Colombia representan el 80% del empleo del país y el 90% del sector productivo nacional. Hoy en día estas empresas se ven obligadas a responder ante mercados muy competitivos para poder tener posibilidades de crecimiento y de supervivencia en el país. Tomando como referencia el sector de la construcción, muchas pymes se ven enfrentadas a proyectos retadores debido a factores como: la exigencia de certificaciones, proyectos de mayor complejidad, los compromisos de ventas a futuro, la necesidad de aprovechar las oportunidades económicas, disponibilidad de recursos no siempre ilimitada, el creciente interés por incorporar conceptos de sustentabilidad, cuidado del medio ambiente y uso eficiente de la energía y la necesidad de abordar proyectos rentables y seguros. La mayoría de las pymes no responden de manera eficiente ante todos los aspectos antes mencionados debido a que usualmente la gerencia de proyectos no emplea metodologías o herramientas que le permitan realizar una planificación eficiente, dejando de considerar aspectos importantes en esta fase relacionados con la sostenibilidad. Esta investigación pretende contribuir a mejorar la eficiencia de las pymes de construcción para la gestión de proyectos. Se propone una guía para la planificación, lógica, ordenada, confiable, y que incluya aspectos de gestión sostenible. Esto se realiza mediante un análisis de literatura, indagando los estándares de gestión de proyectos, guías para la construcción sostenible e información existente de las pymes en Colombia. Adicionalmente, se realizó un diagnóstico sobre prácticas empleadas en pymes del sector de la construcción que permitió identificar oportunidades de mejora en cuanto a la gestión de la sostenibilidad ambiental en la planeación de proyectos inmobiliarios. Con dicho estudio se percibe que en la planificación de los proyectos de vivienda se incluyen algunos aspectos de sostenibilidad enfocado hacia la parte del diseño, sin embargo, muchas veces no se realiza el seguimiento de los mismos para el cumplimiento de los objetivos de sostenibilidad ambiental en el diseño y durante la ejecución del proyecto. Por tal motivo se propone una guía que ayude a planificar los proyectos acompañado de algunas herramientas que contribuyen a la identificación de una serie de medidas mínimas de sostenibilidad que se podrían implementar en la parte ambiental y también una herramienta la cual se puede usar de base para la medición y generación de indicadores de sostenibilidad, en este caso se propone una herramienta para la gestión y control de RCD, las cuales se espera puedan ser aplicadas y adaptadas fácilmente por las pymes.
Diseño metodológico para la gestión de proyectos de obras civiles en la aeronáutica civil Colombiana
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Arroyo Ledesma, Claudia Soraya; López Garzón, Clara Yuliana; Rojas Geraldino, Grace Milagros
El objetivo general de este trabajo es diseñar una metodología para la gestión de proyectos de obras civiles en la Aeronáutica Civil Colombiana, basándose en un diagnóstico de tres proyectos de la entidad y en la evaluación de metodologías existentes que cumplen criterios específicos para estructurar la metodología necesaria. La metodología diseñada tiene como objetivo mejorar la gestión y contribuir a la efectividad y eficiencia del sector aeronáutico colombiano en todo el ciclo de vida de los proyectos de obras civiles, enfocándose en desarrollar procesos para lograr proyectos exitosos mediante una gestión adecuada de las fases de inicio, planificación, ejecución, monitoreo y control, y cierre, cumpliendo con los resultados esperados en términos de tiempo, costo, alcance y calidad. El diagnóstico realizado identificó los problemas en la gestión de los proyectos de obras civiles de la Aerocivil, lo que permitió identificar oportunidades de mejora y orientar la estructuración de la metodología híbrida diseñada. Esta metodología integra elementos de metodologías tradicionales, ágiles y colaborativas, siguiendo los lineamientos presentados en el PMBOK 6ª edición, para satisfacer las necesidades de la oficina de gestión de proyectos de la entidad de manera efectiva. El trabajo culmina con un plan de implementación de la metodología estructurada, que incluye actividades como la socialización e inducción de nuevos conceptos, capacitaciones y talleres prácticos con todos los profesionales involucrados, realizadas de acuerdo con los criterios estratégicos de la Aerocivil y la disponibilidad de recursos necesarios.
Impacto económico de la implementación de aisladores sísmicos de bajo costo para la mitigación del riesgo en puentes preesforzados nuevos y existentes
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2020) Gómez Restrepo, Manuela; Madera Sierra, Ingrid Elizabeth
En el presente documento se detalla el procedimiento y análisis realizado para el desarrollo del trabajo de grado, prerrequisito para obtener el título de Magíster en Ingeniería Civil de la Pontificia Universidad Javeriana Cali. El trabajo se centró en la evaluación del impacto económico de la implementación de aisladores sísmicos de bajo costo para la mitigación de riesgo en puentes preesforzados, tanto nuevos como existentes, de la red vial del Valle del Cauca. El proyecto se desarrolló mediante un estudio de caso de un puente existente, el cual fue repotenciado con metodologías convencionales de diseño y comparado con una repotenciación implementando aisladores fibro-reforzados sin conexión (U-FREIs) de bajo costo. Además, se presentó una propuesta de diseño estructural para un nuevo puente, utilizando tanto metodologías convencionales como U-FREIs de bajo costo. Las comparaciones se realizaron en términos de costos directos, cuantificados a partir de volumetrías y cuantías de refuerzo.
Evaluación de la incidencia técnico-económica del uso de aislamiento sísmico en el diseño de tanques elevados
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2022) Forero Vélez, Oscar Daniel; Madera Sierra, Ingrid Elizabeth; Gómez Pizano, Daniel
Los tanques de almacenamiento elevados son usados por la industria y la comunidad en diversos campos y constituyen parte de la infraestructura esencial; deben permanecer funcionales durante y después de un evento sísmico para asegurar el suministro en los sistemas contra incendios y evitar el cese del servicio público. La necesidad de encontrar una forma más económica de aumentar el nivel de desempeño y reducir los costos asociados a la rehabilitación y construcción de tanques elevados nuevos se relaciona con los recursos nacionales que pueden ser optimizados para lograr un mayor alcance para la población que requiere de una inversión en este tipo de infraestructura. En este trabajo se evaluó la utilización del aislamiento sísmico en tanques elevados nuevos en Colombia, con el propósito de determinar la incidencia técnica y de costos en la estructura. Para esto, se trabajó con un caso de estudio, resultado de la indagación sobre la tipología estructural más usada en Colombia, realizando su diseño convencional y su diseño aislado, según las normativas vigentes; se determinó el nivel de daño para cada caso y se realizó una comparación técnica y económica entre ambos diseños. Para el caso aislado, se realizó un análisis con dispositivos Lead Rubber Bearing (LRB), High Damping Rubber Bearing (HDRB) y Unbounded Fiber Reinforced Elastomeric Isolator (U-FREI), y se estudiaron dos alternativas para la ubicación de estos, en la interfaz tanque-pórticos, y en la base. Los resultados de este trabajo mostraron la necesidad de realizar aclaraciones de la Normativa Colombiana NSR-10 con respecto al diseño de estas estructuras. Además, se demostró la disminución de las cantidades de materiales en el acero de refuerzo y volúmenes de concreto al usar aislamiento sísmico, así como el aumento del nivel de desempeño y reducción del daño sobre los elementos de concreto. Adicionalmente, se escogió la metodología de interacción fluido-estructura simplificada de otros autores que mejor representara el comportamiento dinámico del sistema.
Evaluación de estrategias de curado del concreto en obra: estudio de caso
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Enríquez Ospina, Jesús Orlando; Rojas Manzano, Manuel Alejandro; López Ordoñez, Tatiana
La fisuración debido a la contracción plástica representa un gran problema para el concreto en estado fresco preparado y colocado en obra, sobre todo en zonas de clima cálido, en donde se presenta elevada radiación solar, temperatura ambiente alta, humedad relativa baja y velocidad del viento alta, por lo que para prevenir este fenómeno se debe aplicar estrategias de curado adecuadas y oportunas. El presente Estudio de Caso evaluó las distintas estrategias de curado en obra para mitigar la fisuración del concreto debido a la contracción plástica, en un proyecto de urbanismo en la ciudad de Jamundí (Valle del Cauca), en donde se construyeron elementos tipo losa de concreto (andenes) empleando un concreto convencional, en una superficie preparada y adecuada para tal fin. Para lograr este objetivo se realizó una revisión del estado del arte, enfocada en estrategias de curado, cambios volumétricos, contracción plástica, entre otros. Se ejecutó la caracterización de los materiales empleados para la fabricación del concreto, chequeando su dosificación, la cual alcanza una resistencia a la compresión de 21 MPa. Este concreto se preparó en una sola fundición, bajo las mismas variables de temperatura, humedad relativa, radiación solar e iguales condiciones climáticas y se aplicó en tramos de anden. A cada tramo de anden se le aplicó un método de curado distinto; como es la aplicación de un curado interno (SAP), un aditivo compensador y reductor de contracción plástica, Antisol, roció de agua y manto humedecido; dejando muestras de concreto en obra por cada tramo de anden evaluado, con la aplicación de los mismos métodos de curado empleados en este estudio de caso. Se realizó una inspección visual en obra y se evaluó la dureza superficial por medio de ensayos de esclerometría y con las muestras de concreto cilíndricas se determinó la resistencia a compresión, encontrando una correlación de comportamiento exponencial que existe entre estas variables. También se moldearon cuerpos de prueba, donde se evaluó la resistencia potencial (curado tipo laboratorio) y la resistencia real (curado en condiciones de obra). Con este estudio de caso, se pudo determinar el desempeño de las estrategias de curado siendo la más eficiente la aplicación de coberturas húmedas, seguida por la estrategia de curado con rociado de agua y aplicación de Antisol, ya que los concretos alcanzaron las mayores resistencias a la compresión. Además, se concluye que la aplicación al concreto convencional de aditivos compensadores de contracción plástica como estrategia de curado, no es adecuada para este proceso y la incorporación de polímeros superabsorbentes (SAP) a una mezcla de concreto convencional, es una estrategia de curado interno que se debe evaluar más a fondo, para saber si es aplicable para la mitigación de la contracción plástica.
Análisis experimental de las propiedades mecánicas del concreto de alta resistencia fabricado con agregados reciclados de concreto
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2020) Diosa Arenas, Juan Sebastián; Rojas Manzano, Manuel Alejandro
En Colombia, el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible estipuló que a partir del año 2018 entraba en vigencia la Resolución No. 0472 de 2017, que reglamenta la gestión integral de los residuos provenientes de las actividades de construcción y demolición (RCD). Esta normativa fija las metas de aprovechamiento de los RCD en función del peso de los materiales utilizados en obra. En este contexto, esta investigación tuvo como objetivo evaluar el efecto del remplazo parcial del agregado grueso natural por Agregado Reciclado de Concreto (ARC), en las propiedades mecánicas del Concreto de Alta Resistencia (CAR). Para alcanzar los objetivos planeados, se desarrolló una metodología experimental compuesta por cinco etapas, que incluye: la selección de los Residuos de Concreto (RC) y posterior producción del ARC, la caracterización de los materiales utilizados, la fabricación de los concretos con diferentes contenidos de ARC (0, 10, 20 y 40%), la determinación de las propiedades en estado fresco y endurecido de dichos concretos y, finalmente, el análisis de los resultados. Se concluyó que los ARC cumplen con las especificaciones de la normativa colombiana para agregados y que es posible la fabricación de concretos de alta resistencia. Además, la incorporación del agregado reciclado tuvo un efecto positivo en las propiedades mecánicas y las relacionadas a durabilidad de los concretos, siendo que el remplazo parcial del 40% de ARC en relación al peso del agregado grueso, presentó el mejor desempeño. De esta manera, se viabiliza el uso de este residuo como material de construcción, lo que impacta positivamente al medio ambiente, al disminuir la explotación de los recursos naturales no renovables
Mejoramiento del comportamiento mecánico de aisladores sísmicos de caucho reciclado modificando el refuerzo y la adherencia entre capas
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Rivas Ordoñez, Faider Sebastián; Madera Sierra, Ingrid Elizabeth; Rojas Manzano, Manuel Alejandro
El aislamiento sísmico constituye una estrategia de diseño estructural destinada a mitigar o minimizar los daños provocados por los movimientos telúricos, logrando la disipación controlada de la energía generada por los terremotos mediante el empleo de dispositivos de aislamiento sísmico, reforzados con materiales rígidos como el acero (conocidos como SREI) o flexibles como las fibras (FREI) (Naeim y Kelly, 1999). Es así, que la implementación de refuerzos flexibles en los aisladores ha introducido mejoras significativas en términos de reducción de costos y peso, lo que ha resultado en una mayor accesibilidad y facilidad en el proceso constructivo de las estructuras (B. Y. Moon et al., 2002). Dentro de esta categoría, las fibras emergen como elementos de particular interés, ya que cada una de ellas presenta características específicas que las hacen apropiadas para su estudio y aplicación en el campo de la ingeniería estructural. Ejemplos comunes de fibras utilizadas con frecuencia incluyen las de vidrio, carbono y nylon, seleccionadas debido a sus propiedades mecánicas como alto módulo de elasticidad, usos específicos en construcción y su costo de adquisición (Russo et al., 2013). En particular, los dispositivos con este tipo de refuerzo, que se caracterizan por su mayor flexibilidad y exhiben una rigidez vertical similar a la de los SREI, contribuyen a una reducción del abombamiento lateral del elastómero, haciendo que el aislador tenga deformaciones limitadas ante las cargas de compresión (Strauss et al. 2014). Particularmente en Colombia, investigaciones recientes han evidenciado el desarrollo de FREIs empleando fibra de poliéster, según un estudio conducido por Losanno et al. (2019). Este estudio ilustra que, al usar dicho refuerzo, se obtuvo una rigidez tanto en la dimensión vertical como horizontal comparable a aquella proporcionada por la fibra de carbono, pero con un coste significativamente menor. No obstante, cuando esta fibra de poliéster se incorporó en prototipos de aisladores sísmicos con una matriz de caucho reciclado, las propiedades mecánicas, tanto verticales como horizontales, evidenciaron una disminución, tal como fue reportado por Ortega et al. (2023).
Desarrollo de un prototipo de bloque de mampostería empleando concreto celular
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Bolaños Delgado, Esteban Alberto; Ruano Gaviria, Víctor Eduardo; Rojas Manzano, Manuel Alejandro
La creciente demanda de materiales de construcción no renovables, como la arcilla para la fabricación de ladrillos, en la región de Santiago de Cali, Colombia, ha generado proyecciones preocupantes de un déficit habitacional para la próxima década. Este panorama se ve agravado por la baja productividad y el ineficiente manejo de materias primas en la industria de la construcción en Colombia. Ante esta problemática, surge la necesidad de explorar nuevos materiales que respondan a la demanda creciente y, al mismo tiempo, mitiguen el impacto ambiental En este contexto, el objetivo principal del estudio es desarrollar un prototipo de bloque en concreto celular utilizando materiales disponibles en la región y cumpliendo con las especificaciones de la normativa colombiana vigente para mampostería. Este enfoque busca mitigar el uso de mampostería tradicional con diseños de bloques empleando este tipo de concreto liviano, tanto en la construcción tradicional como en edificaciones de alta envergadura, aprovechando las propiedades mecánicas, termoacústicas y arquitectónicas de este material. El proceso experimental inicia con la caracterización de los materiales empleados en el concreto celular, los cuales se adquieren en la ciudad de Cali. Se realizan ensayos de caracterización de la arena, los tipos de cemento y los aditivos espumantes. Posteriormente, se llevan a cabo diversos ensayos para obtener las variables del concreto celular, incluyendo la formación y densidad de la espuma, la dosificación del concreto celular con diversas densidades, y la exploración de fundiciones en probetas prismáticas y cilíndricas. Se evalúan variables como la relación aditivo/agua, el tipo de curado para las muestras, el método de mezclado y el tipo de arena y cemento. Los resultados obtenidos revelan que, a pesar de fabricar bloques de concreto celular con una densidad cercana a los 1.400 kg/m3, la resistencia a la compresión promedio alcanzo los 1,46 MPa, con una absorción promedio del 18,1%. Estos valores, respaldados por la fabricación de muretes que mostraron una resistencia promedio de 1,52 MPa, indican que las propiedades obtenidas podrían no ser suficientes para su aplicación como bloques no estructurales según las normativas vigentes.
Inspección de puentes en concreto reforzado empleando vehículos aéreos no tripulados (VANTs): estudio de caso
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Pérez Jimeno, Sergio Rodolfo; Rojas Manzano, Manuel Alejandro; Pérez Caicedo, Javier Alexander
Los puentes son estructuras que se caracterizan por conectar dos o más puntos, los cuales presentan un obstáculo entre sí. Su construcción, conservación y funcionamiento influyen en la estabilidad y crecimiento en la economía de cualquier país. Sin embargo, a pesar de su gran importancia, en Colombia, no se cuenta con información actualizada de las condiciones estructurales de estos, puesto que para obtenerla se requiere de esfuerzos laboriosos y dispendiosos. El siguiente trabajo de investigación buscó evaluar de forma prolija, el uso de los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANTs), como equipo adicional, para la inspección visual de puentes. Alcanzando como resultados una alternativa asequible, practicable y rentable; que permitió, además, evaluar las condiciones actuales de puentes en concreto reforzado en periodos cortos, a través de información confiable y convincente. La investigación se llevó a cabo a través de un procedimiento estructurado el cual permitió seleccionar, a partir de criterios técnicos, el estudio de caso. También, el aprender de, maniobrar y dominar, los VANTs como equipo de inspección en puentes. Así como evaluar la idoneidad de los componentes estructurales de un puente en concreto reforzado mediante una evaluación patológica, utilizando imágenes obtenidas por el VANT junto con datos registrados durante la inspección visual tradicional, y la determinación del factor de clasificación. En síntesis, con este trabajo se muestran las ventajas y desventajas, junto con los aspectos más relevantes del empleo de los VANTs, como herramienta complementaria para el método tradicional de inspección, logrando que este sea más atrayente y que se pueda ejecutar con mayor frecuencia.
Caracterización de la generación de residuos de construcción en sistemas industrializados para viviendas de interés social, en la ciudad de Santiago de Cali
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2018) Armijos Tinoco, Jonathan Vladimir; Rojas Manzano, Manuel Alejandro; Otálvaro Calle, Iván Fernando
El presente estudio analiza la generación de residuos de construcción en diferentes proyectos de vivienda de interés social, que se encuentran ejecutando en la ciudad de Santiago de Cali. A partir del año 2018 entra en vigencia la Resolución 0472 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible; la cual dispone la utilización de residuos de construcción y demolición (RCD) en porcentaje mínimo del 2%, el cual deberá completarse de forma gradual y anualmente hasta el 30%, además del Decreto 0771, emitido por la Alcaldía de Santiago de Cali de 2018 el cual dispone la reutilización de RCD en un 5% durante el primer año de vigencia y su incremento gradual del 2% anualmente hasta completar lo dispuesto el resolución antes mencionada. La explotación de materiales pétreos, se incrementa constantemente debido al crecimiento urbanístico y poblacional; a partir de esta necesidad se analizaron alternativas para optimizar los recursos y presentar soluciones viables como la implementación de los RCD para sustituir parcialmente los agregados pétreos. Para determinar el uso potencial del RCD, es necesario conocer las características y propiedades del residuo, mediante la caracterización del mismo y en base a esto determinar su máximo aprovechamiento. La clasificación del RCD se consiguió empleando normativa internacional (europeo, brasileña y colombiana), esto permite clasificarlos como: Residuos susceptibles de aprovechamiento (Agregados de construcción o diferentes usos) y Residuos no susceptibles de aprovechables (Contaminados). La cuantificación se consiguió mediante visitas periódicas y registro de volúmenes de residuos generados, en base a las actividades ejecutadas. Se determinó indicadores de generación RCD, mediante relaciones empíricas entre la relación directa del residuo producido por las actividades específicas ejecutadas. Los indicadores, presentados como resultado de esta investigación, son una herramienta útil para las empresas constructoras, las cuales están sometidas al cumplimiento de la Resolución 0472 de 2017 y el Decreto 0771 de la Alcaldía de Santiago de Cali de 2018, permitiéndoles desarrollar una mejor planificación de obra, y gestión en sus sistemas constructivos, para el cumplimiento de dicha resolución. A demás permitirá a las autoridades de control velar por su cumplimento.

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