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La Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, atendiendo a su misión primordial de formar personas con una alta preparación científica y tecnológica para responder apropiadamente a las necesidades de la sociedad, presenta su programa de Maestría en Ingeniería Civil con los siguientes énfasis:
Ingeniería ambiental
Ingeniería estructural
Geotecnia
Recursos hidráulicos y medio ambiente
Tránsito y transporte

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This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

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Modelación de dispersión de material particulado menor a 10 micras (pm10), para la evaluación de la calidad del aire en una mina de carbón a cielo abierto: caso de estudio mina caypa (guajira).

Coral Florez, Jiobanny Antonio. (Maestría en Ingeniería Civil, 2021)

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Cajicá Salazar, Jhon Fredy (2021)

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Evaluación del cambio producido en la temperatura zonal del departamento del cesar debido a la explotación extensiva de minerales a cielo abierto

Melo Luna, Juan Carlos (Escuela colombiana de ingeniería Julio GaravitoIngeniería CivilMaestría en Ingeniería Civil, 2021)

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Relación entre la componente sísmica vertical y horizontal y efecto de la componente sísmica vertical en pórticos y sistemas combinados de concreto reforzado

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Estudio de afectación en el sistema TransMilenio derivado de la necesidad de construir la Troncal Avenida Boyacá

Alfaro Rojas, Dario Carlos Alberto (ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA JULIO GARAVITOESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA JULIO GARAVITOMaestría en Ingeniería Civil, 2021)

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Metodología para la evaluación integral de la disponibilidad hídrica en regiones áridas y desérticas

Rodríguez Acevedo, Juan David. (Ingeniería CivilMaestría en Ingeniería Civil, 2021)

Estimar la disponibilidad del recurso hídrico en regiones áridas y desérticas resulta un tema desafiante, pero a la vez necesario para avanzar en la gestión y accesibilidad del recurso para su aprovechamiento, uso y consumo. ...
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Evaluación de la aplicación del proceso Fenton para el tratamiento de un agua sintética coloreada empleando calamina

Acero Nitola, Julieth Alejandra (Maestría en Ingeniería Civil, 2021)

La eliminación de colorantes sintéticos del medio acuoso representa un gran desafío ambiental debido a su compleja estructura química y baja biodegradabilidad. En esta investigación, se evaluó el proceso Fenton para el ...
Comparación de Métodos de Análisis de Capacidad de Carga al Arranque de Cimentaciones Superficiales para Torres de Energía en Líneas de Transmisión

Castañeda Orjuela, Yizel Andrea (BogotáMaestría en Ingeniería Civil, 2021)

Se presenta la comparación de las metodologías para el cálculo de la capacidad al arranque, esto debido a que el método para el cálculo de capacidad al arranque actualmente es el cono de arranque, el cual ha sido utilizado ...
EciSewer - Programa de uso libre para el diseño de redes de alcantarillado en perfil

Jiménez Barajas, Miguel Alejandro (Maestría en Ingeniería Civil, 2022)

Las infraestructuras de alcantarillado permiten colectar y transportar las aguas de las zonas pobladas a una disposición del fluido. Ya sea por la inexistencia o deficiencia de la infraestructura, se requieren de herramientas ...
Modelación física del efecto de la succión en la estabilidad de taludes en suelo fino

Carvajal Cárdenas, Daniel Alejandro (Escuela Colombiana de Ingeniería Julio GaravitoIngeniería civilMaestría en Ingeniería Civil, 2021)

En los últimos años se han estudiado diversas formas de cuantificar la resistencia al corte de los suelos parcialmente saturados, sin embargo, debido a los altos costos de la instrumentación y a su gran variabilidad en ...
Análisis de la capacidad vial por efecto de paraderos en acera de los autobuses del sistema integrado de transporte público de Bogotá

Acero Nitola, Nelson Leonardo (IngenieríaBogotá, D.CMaestría en Ingeniería Civil, 2021)

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Generación y validación de abacos para dimensionar vigas alveoladas tomando como base perfiles comerciales en Colombia

Mozo Mozo, Néstor Ariel (Escuela Colombiana de Ingeniería Julio GaravitoMaestría en Ingeniería Civil, 2021)

El proyecto de grado titulado "GENERACIÓN Y VALIDACIÓN DE ÁBACOS PARA DIMENSIONAR VIGAS ALVEOLADAS TOMANDO COMO BASE PERFILES COMERCIALES EN COLOMBIA" tuvo como alcance el cálculo de la serie de ábacos de dimensionamiento ...
Modelación física en centrifuga del efecto del tipo de raíz en la estabilidad de taludes

Rocha Sierra, Yurleidy (Escuela Colombia de Ingeniería Julio GaravitoIngeniería CivilBogotá D.C.Maestría en Ingeniería Civil, 2021)

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Evaluación del comportamiento de diferentes tipos de anclajes con cabeza para barras corrugadas sometidas a tensión embebidas en estructuras de concreto

Escobar Caicedo, Camilo Andrés. (Escuela Colombiana de IngenieríaColombiaMaestría en Ingeniería Civil, 2021)

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Funciones de Vulnerabilidad para Barreras rígidas tipo voladizo de concreto reforzado, ante amenaza por caídas de roca.

León Hurtado, Paula Andrea (Escuela Colombiana de IngenieríaColombiaMaestría en Ingeniería Civil, 2021)

Se aborda el concepto de gestión del riesgo con los factores determinantes, y una revisión teórica de los criterios de modelación de interés, a partir de lo cual se realiza la modelación de caídas de roca como escenario ...
Análisis espacio-temporal de eventos de sequía en la cuenca del Río Magdalena – Cauca, Colombia.

Cotrino Palma, Juan Manuel; Aguilar Carrillo, Fabio (Escuela Colombiana de Ingeniería Julio GaravitoBogotá, Colombia.Maestría en Ingeniería Civil, 2021)

Este trabajo de investigación pretende analizar el comportamiento de eventos de sequía en una de las cuencas hidrográficas más importante de Colombia: la macro-cuenca Magdalena-Cauca, conformada por la confluencia de los ...
Manual de Diseño de Anclajes al Concreto Según ACI318-19

Muñoz Tirado, Michell Norvey (Maestría en Ingeniería Civil, 2021)

Para el diseño de los primeros sistemas de anclajes al concreto se empleaban tablas y se sustentaban en pruebas de carga de tal manera que garantizaran un funcionamiento adecuado ante las solicitaciones de diseño; posterior ...
Diseño de un Elemento de Transición para la Modelación y Análisis de Interacción Suelo-Estructura en Condición Estática, en 3 Dimensiones y con el Método de Elementos Finitos

Benitez Montaño, Cristhian Daniel. (Maestría en Ingeniería Civil, 2021)

En el campo del diseño geotécnico se ha presentado el concepto de redundancia como una alternativa para disminuir la incertidumbre y evitar la falla de estructuras por errores humanos. De acuerdo con esto, ha surgido la ...

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CF - Trabajos de Grado Maestría en Ingeniería Civil
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Trabajos de Grado de la Maestría en Ingeniería Civil de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito

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Modelación de dispersión de material particulado menor a 10 micras (pm10), para la evaluación de la calidad del aire en una mina de carbón a cielo abierto: caso de estudio mina caypa (guajira).
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Coral Florez, Jiobanny Antonio. | 2021

En el desarrollo del estudio para conocer el área de dispersión de PM10 por modelación con el software AERMOD View 8.9, se realizó teniendo en cuenta dos escenarios, un escenario de operación con medidas de mitigación y otro sin medidas de mitigación. Se realizó la identificación y caracterización de fuentes de emisión de material particulado PM10. Teniendo en cuenta la importancia del nivel de detalle en la información topográfica en el modelo, se realiza un geoprocesamiento de la herramienta ArcGis 10.3 y Surfer 15.2, para la integración de información local (curvas de nivel 1m mina Caypa), y a escala del dominio, con lo cual se mejora en detalle el modelo digital de terreno. Lo anterior mostró que las comunidades asentadas en la zona suroccidente cercanas al municipio de Barrancas pueden ser más susceptibles de riesgos por inmisión de PM10, de otra parte las comunidades ubicadas en el sector occidental respecto a la mina (Hato Nuevo y comunidades) pueden verse más favorecidas en cuanto a la dinámica de la dispersión de pluma. En cuanto a los resultados, se pudo establecer que las operaciones sin medidas de mitigación pueden incrementar las concentraciones promedio de la zona en un 190 % para un periodo de 24 horas y 111 % para periodo anual, de igual manera con el establecimiento del área de influencia directa bajo los rangos máximos permisibles de concentración de la Organización mundial de la salud (OMS), se evidencio que las operaciones bajo medidas de mitigación no representan riesgos a la salud local, y reducen el área de influencia en un 91 y 90% para 24 horas y anual respectivamente. De otra parte, en el escenario sin medidas de mitigación el área de influencia alcanza las áreas indígenas de Trupiograncho y Provincial. Lo cual, define la importancia y relevancia con miras del mejoramiento de calidad de aire para las comunidades cercanas.

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Estado del arte sobre el diseño y construcción de puentes de armadura para situaciones de emergencia con materiales compuestos por polímeros reforzados con fibras de vidrio (GFRP)
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Cajicá Salazar, Jhon Fredy | 2021

Los puentes con materiales compuestos FRP han tenido un desarrollo notable recientemente para pasarelas peatonales o prototipos de puentes vehiculares que han sido inicialmente investigados experimentalmente con ensayos estáticos y dinámicos antes de ser puestos en servicio. En el caso de los puentes vehiculares para situaciones de emergencia, se tiene principalmente como potencial aplicación una solución innovadora de un prototipo de puente modular hibrido FRP-Acero de armadura espacial con vigas triangulares invertidas, que consta de un tablero ortotrópico de aluminio y vigas con cordones inferiores de perfiles tubulares circulares, diagonales del alma y verticales GFRP. El desarrollo más reciente alcanza una luz de 51,0m con barras tensoras inferiores GFRP y arrostramientos de celosía (diagonales GFRP y transversales de aluminio) que unen el cordón inferior de las vigas triangulares con el fin de mejorar la resistencia a flexión y torsión.

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Evaluación del cambio producido en la temperatura zonal del departamento del cesar debido a la explotación extensiva de minerales a cielo abierto
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Melo Luna, Juan Carlos | 2021

La explotación de minerales a cielo abierto en Colombia ha venido creciendo desde los años ochenta generando diversos impactos ambientales y contribuyendo al cambio climático. Este trabajo tiene como fin evaluar la incidencia de la minería extensiva a cielo abierto en el comportamiento histórico de la temperatura en el departamento del Cesar por medio del estudio de datos históricos de estaciones climatológicas terrestres para el periodo comprendido entre 1981 a 2019, incluyendo como variable principal temperatura y variables secundarias como la altitud, brillo solar, latitud, humedad relativa, punto de rocío e información geográfica del departamento y su zona circundante. Mediante el uso de Sistemas de Información Geográfica (SIG) y a través de la herramienta Model Builder de ArcGIS® versión 10.5, se creó un modelo de análisis y pronóstico hasta el año 2100 que genera diferentes salidas gráficas y comparaciones. Si bien no existe la total evidencia de que el aumento de la temperatura en el departamento del Cesar se deba principalmente a los procesos de minería relacionada con carbón, si existen algunos elementos que muestran una posible relación entre la minería y el cambio climático, ya que las zonas aledañas a los títulos mineros son las de mayor aumento en la temperatura, sin embargo no se puede afirmar de manera concluyente que este fenómeno sea principalmente por consecuencia de la minería ya que existen fenómenos que pueden también contribuir al calentamiento zonal como el crecimiento demográfico, la producción industrial y la deforestación, entre otros.

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Desarrollo de una Herramienta Computacional para la Evaluación del Comportamiento No Lineal de Muros de Concreto Reforzado
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Morales Ortiz, Fabio Andrés | 2021

Dado el aumento en la construcción de sistemas estructurales de muros portantes de concreto reforzado o sistema industrializado en Colombia, el crecimiento de la población de las ciudades donde es un sistema estructural predominante y considerando que Colombia se encuentra localizada en una zona de amenaza sísmica alta, es necesario generar herramientas de uso libre que permitan fomentar el interés en estudiantes de ingeniería y faciliten la compresión, análisis e investigación sobre el comportamiento no lineal de los elementos que componen estos sistemas estructurales. Considerando lo anterior, se desarrolla una herramienta computacional, en la versión 2.0, del software Momento - Curvatura, donde se programaron dos módulos: uno para la conceptualización de los diagramas momento curvatura de muros de concreto reforzado, orientado a consolidar el conocimiento; y el módulo de ejecución que permite generar, a través de la librería de Opensees para Python, diagramas por medio de modelos de fibras. Se realizó la validación de los módulos comparándolos con los resultados obtenidos en el software Xtract, como programa de referencia.

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Relación entre la componente sísmica vertical y horizontal y efecto de la componente sísmica vertical en pórticos y sistemas combinados de concreto reforzado
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Lemus Rojano, Jorge Lenin. | 2021

Estudios realizados durante las últimas décadas, y algunos colapsos de edificaciones a causa de eventos sísmicos, han mostrado que los efectos de la componente sísmica vertical (V) no pueden ser despreciados cuando las condiciones de sitio y de la amenaza sísmica lo exigen. Algunas investigaciones muestran que la componente V para movimientos del terreno ha alcanzado a ser el 140% de la componente horizontal (H), y que en el análisis de algunas columnas se han observado incrementos de carga axial de hasta un 60% cuando esta componente es considerada (Perea & Esteva, 2005). Este trabajo de investigación se realizó para continuar contribuyendo al análisis de la relación entre la componente V y H desde dos puntos de vista. El primero con base en las relaciones entre aceleraciones máximas del terreno (PGA), aceleraciones espectrales (Sa) y formas espectrales de los registros de movimientos del terreno; y el segundo, desde el enfoque de cómo varían las solicitaciones de momento, corte y carga axial en algunos elementos de dos edificaciones (baja y mediana altura) cuando la componente V es considerada. Para cumplir ambos propósitos, se tomaron los datos de los registros sísmicos usados en el Modelo Nacional de Amenaza Sísmica 2020 (Servicio Geológico Colombiano & Global Earthquake Model, 2020), información apropiada para el estudio de las condiciones propias de la amenaza sísmica en territorio colombiano; posteriormente, sobre unos arquetipos estructurales de 5 y 15 pisos en pórticos y sistemas combinados de concreto reforzado, se realizaron análisis estructurales incluyendo y excluyendo la componente V para estudiar sus efectos. Los resultados mostraron que, para perfiles de suelo tipo D, E y F en el ambiente Cortical y distancias focales menores a 60 kilómetros, las relación entre formas espectrales V y H para periodos aproximadamente de 0.10 s pueden alcanzar valores de 1.18, valor superior al 2/3 (0.66) recomendado como mínimo en el reglamento NSR-10; en el mismo sentido, para los perfiles de suelo A, B y C y periodos entre 0.06 y 0.10 s, se obtuvieron relaciones espectrales V/H con valores comprendidos entre 0.60 y 0.80, en algunos casos superiores al mínimo recomendado en NSR-10. En cuanto a los análisis estructurales, se evidenció que la carga axial en columnas cuando se incluye la componente V puede incrementarse hasta un 70% para las columnas interiores del edificio de 5 pisos y hasta un 47% para las columnas exteriores del edificio de 15 pisos. Los muros por su parte mostraron incrementos en la carga axial de los primeros pisos de hasta el 20%. En cuanto a las vigas, las variaciones fueron del orden del 2% para flexión y corte en los extremos y tuvieron un valor máximo de incrementos de flexión del 18% en el centro de la luz. Los valores anteriores son los máximos obtenidos, y disminuyen de acuerdo con los escenarios analizados en función de las combinaciones de carga consideradas, lo que además influye en las relaciones V/H para corte y flexión. De acuerdo con los resultados anteriores, se recomienda, que para distancias de ruptura menores a 60 kilómetros de la falla que puede generar el movimiento, se considere en el análisis el efecto de la componente vertical para los diferentes grupos de perfil de suelo. Igualmente, que se revisen las solicitaciones sobre los elementos para verificar que los incrementos que pueda generar la componente V sean asumidos por la estructura sin colocar en riesgo su estabilidad.

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Estudio de afectación en el sistema TransMilenio derivado de la necesidad de construir la Troncal Avenida Boyacá
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Alfaro Rojas, Dario Carlos Alberto | 2021

Si bien es cierto a nivel mundial la migración de la población a las grandes urbes hace año a año más común que estas últimas tengan un crecimiento acelerado de la infraestructura y en especial una de las más importante es la de tener una infraestructura vial adecuada, la cual permita la implementación de un sistema de transporte público eficiente lo que se traduce en la esencia de poder conectar a la gente con su vida diaria (ITDP et al., 2010a). Para el caso en estudio se tomó la ciudad de Bogotá, la cual al ser la capital de Colombia tiende a tener una de las tasas de crecimientos poblacional más altas del país, esto es fácil de observar al ver como el sistema de transporte masivo de pasajeros de Bogotá “TransMilenio” no logran satisfacer toda la demanda de la población creciente. Esto demuestra que el sistema en la actualidad presenta una saturación a lo largo de toda su red funcional de corredores, motivo por el cual, y conforme al CONPES 3093 del 2000 entre los años 2006 y 2011 se preveía la construcción de un importante corredor localizado al occidente de la ciudad, el cual, permitiría la conexión de Sur a Norte y viceversa siendo este, la Troncal Avenida Boyacá (Consejo Nacional de Política Económica y Social, 2000), pero a la fecha no se ha construido afectado en gran medida a los ciudadanos que con el pasar de los años siguen esperando la construcción de esta importante Troncal. Con el presente estudio se determinó el porcentaje de usuarios que emplearían esta Troncal si estuviese construida, se identificó y analizó el crecimiento poblacional circundante al proyecto por medio de encuestas de movilidad, se analizó la demanda de pasajeros del sistema de transporte masivo para los últimos años, se determinó la población atraída por medio de encuestas de preferencia declarada, esto con el fin de obtener la tendencia evolutiva y así determinar la cantidad de usuario que emplearían esta troncal y de igual forma se realizó un análisis de los recorridos actuales y con troncal y/o proyecto con el fin determinar el tiempo que se ahorrarían los usuarios y su impacto sobre las demás troncales ya construidas y en operación del sistema TransMilenio.

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Metodología para la evaluación integral de la disponibilidad hídrica en regiones áridas y desérticas
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Rodríguez Acevedo, Juan David. | 2021

Estimar la disponibilidad del recurso hídrico en regiones áridas y desérticas resulta un tema desafiante, pero a la vez necesario para avanzar en la gestión y accesibilidad del recurso para su aprovechamiento, uso y consumo. Estas regiones presentan limitaciones en la oferta natural, haciendo relevante y necesario considerar el análisis y cuantificación del almacenamiento subterráneo. Esta investigación plantea como objetivo desarrollar una metodología para la evaluación integral de la disponibilidad hídrica en regiones áridas y desérticas a partir de la revisión del estado del arte de las metodologías y modelos existentes, su evaluación y el planteamiento de las características relevantes que se deben considerar en un modelo para este tipo de regiones, como: el cambio en el almacenamiento subterráneo, la escala de tiempo, la variabilidad espacial, las características fisiográficas y la cantidad de variables involucradas en la modelación. Como resultado se plantea un modelo de balance hidrológico discretizado por celdas en la zona no saturada, con las mínimas variables posibles a una escala de tiempo mensual, apoyado en el álgebra de mapas para la estimación de los parámetros.

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Metodología y herramientas de apoyo para adelantar actividades de catastro de sistemas de alcantarillado
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Acosta, Diego Fernando | 2022

En Colombia, aun cuando existen manuales de buenas prácticas de ingeniería y normatividad técnico en el sector de agua potable y saneamiento básico, no existen documentos que proporcionen una metodología con lineamientos y recomendaciones técnicas para la realización de catastros de sistemas de alcantarillado, lo cual ha causado sobrecostos en el desarrollo de algunas consultorías referentes a obras de optimización y/o ampliación de la red existente. Dichos sobrecostos, se asocian a reprocesos que se deben ejecutar para complementar o solucionar errores en la información levantada en campo. Al no contar con un catastro de alcantarillado actualizado y con información veraz, el municipio que quiera o tenga la necesidad de desarrollar obras de optimización y/o ampliación de la red existente, está obligada a destinar un recurso importante en la identificación de estructuras y en el levantamiento de la información física y funcional de cada componente de la red. En cambio, en los municipios donde se tenga un pleno control de la información de la red de alcantarillado, presenta ventajas en las etapas de diagnóstico y planeación de obras de optimización y expansión. En este documento se presenta una recopilación de información tomando los resultados del análisis de parámetros y requerimientos de las principales empresas prestadoras de servicio de alcantarillado en Colombia y se recopilan algunas experiencias de algunos profesionales de ingeniería dedicados a realizar trabajos de consultoría. Dicha recopilación de información, se presenta como estado del arte y en un conjunto de requerimientos para adelantar los trabajos de catastro, con el objetivo de priorizar los esfuerzos en la ejecución de ciertas actividades claves para llegar a realizar un catastro de alcantarillado de una forma eficiente y eficaz con resultados veraces. Luego de haber determinado las actividades clave y sus requerimientos para los catastros, se propone una metodología y considera el uso potencial de herramientas computacionales incluyendo el diseño de una aplicación, la cual apoyará el desarrollo de los trabajos de campo, en la captura y almacenamiento de información estructurada y que permite ser descargada para realizar el post proceso en oficina. Por último, se aplica la metodología propuesta y la herramienta concebida mediante dos pruebas, una prueba de escritorio y otra prueba con trabajo de campo con el objetivo de establecer una comparación y determinar posibles ventajas en el desarrollo de los trabajos de catastro. En el presente documento se brinda algunas recomendaciones, acerca del levantamiento de catastro de alcantarillado, desde acciones procedimentales, del trabajo en campo como las del marcaje de los componentes del sistema, la forma adecuada de tomar el registro fotográfico. Además, se resaltan las ventajas de conformar un sistema de información geográfico del sistema objeto del estudio, desarrollado a partir de la base de datos relacionada que se obtiene de los reportes de la app desarrollada.

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Evaluación de la aplicación del proceso Fenton para el tratamiento de un agua sintética coloreada empleando calamina
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Acero Nitola, Julieth Alejandra | 2021

La eliminación de colorantes sintéticos del medio acuoso representa un gran desafío ambiental debido a su compleja estructura química y baja biodegradabilidad. En esta investigación, se evaluó el proceso Fenton para el tratamiento de un agua coloreada con azul de metileno. En primer lugar, la aplicación del método Fenton homogéneo permitió seleccionar una relación óptima de Fe(II):H2O2 de 1:10 y una dosis óptima de peróxido de hidrógeno de 2.94 mM (100 mg/L), con la cuales se obtuvo una eliminación de 99.9% del colorante. A partir de las condiciones determinadas en el proceso Fenton homogéneo, se desarrolló el proceso Fenton heterogéneo usando como catalizador tres tipos de calamina provenientes de procesos de transformación del acero. Con la aplicación del proceso de Fenton heterogéneo y empleando la calamina tipo 2 (alto carbono) se reportó una degradación del colorante de 99.8%, una eliminación de la DQO de 86.3 y de 54.8% de COT, con una concentración óptima de 15 g/L de calamina, 2.94 milimolar (100mg/L) de peróxido de hidrógeno, con pH 3 y con 6 horas de reacción. De acuerdo con los resultados obtenidos, la utilización de la calamina como catalizador del proceso Fenton es una alternativa al uso de desechos en la industria del acero. También se demostró que el modelo cinético de primer orden se ajusta apropiadamente a la degradación de azul de metileno mediante los procesos de Fenton homogéneo y Fenton heterogéneo.

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Comparación de Métodos de Análisis de Capacidad de Carga al Arranque de Cimentaciones Superficiales para Torres de Energía en Líneas de Transmisión
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Castañeda Orjuela, Yizel Andrea | 2021

Se presenta la comparación de las metodologías para el cálculo de la capacidad al arranque, esto debido a que el método para el cálculo de capacidad al arranque actualmente es el cono de arranque, el cual ha sido utilizado en los últimos años debido a la experiencia de los ingenieros y debido a que el comportamiento en las obras de líneas de transmisión ha sido favorable; sin embargo, se han presentado diferentes tipos de metodologías que definen superficies de falla y fórmulas de capacidad al arranque diferentes a la que está siendo utilizada en el momento. Este documento aportará información y orientación en el diseño y construcción en los proyectos que involucren las cimentaciones superficiales en líneas de transmisión; lo anterior, apoyado en metodologías de cálculo que sean compatibles con el suelo encontrado y así consecuentemente se optimice los materiales requeridos para su construcción, para así evitar un sobre diseño y por ende aumento costos en el desarrollo de estas cimentaciones.

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EciSewer - Programa de uso libre para el diseño de redes de alcantarillado en perfil
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Jiménez Barajas, Miguel Alejandro | 2022

Las infraestructuras de alcantarillado permiten colectar y transportar las aguas de las zonas pobladas a una disposición del fluido. Ya sea por la inexistencia o deficiencia de la infraestructura, se requieren de herramientas para implementar o diagnosticar el servicio de alcantarillado, entre ellas programas para el diseño y modelación de redes. Las herramientas de uso común en el diseño de redes de alcantarillado traen consigo uno o varios problemas relacionados con su uso y propósito, entre ellos, los costos del software comercial, la necesidad de una capacitación a la medida del software utilizado, y en general su poca flexibilidad y nula posibilidad de ajustes. Una alternativa de solución para los problemas asociados a los costos y la flexibilidad, es la generación de software libre, para el diseño de redes de alcantarillado, que permitirá al usuario la oportunidad de ajustar los aspectos necesarios para mejorar el diseño o potenciar su rendimiento. A partir de lo anterior, la hipótesis de este trabajo, es que, mediante la implementación de un modelo numérico en un software de uso libre, permita al usuario, diseñar redes de alcantarillado en perfil de forma eficiente, sencilla y de bajo costo, facilitando la toma de decisiones de inversión o mantenimiento en infraestructura. El trabajo de grado busca contribuir en el aprovechamiento y la gestión de los recursos hidráulicos de la línea de investigación Modelación física y numérica de los Recursos Hidráulicos del Grupo de investigación centro de estudios hidráulicos de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito.

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Modelación física del efecto de la succión en la estabilidad de taludes en suelo fino
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Carvajal Cárdenas, Daniel Alejandro | 2021

En los últimos años se han estudiado diversas formas de cuantificar la resistencia al corte de los suelos parcialmente saturados, sin embargo, debido a los altos costos de la instrumentación y a su gran variabilidad en campo no ha sido posible aplicarla en los diseños geotécnicos. En consecuencia, los diseños actuales se han basado en la mecánica de suelos saturados, no obstante, en los últimos 30 años se han desarrollado ecuaciones teóricas en la cual se incorpora el aporte de la succión a la resistencia al corte del suelo. Durante la última década, se han realizado investigaciones del efecto de la succión en diferentes aspectos geotécnicos, específicamente en la estabilidad de taludes de suelos arenosos, las más recientes han sido desarrolladas por Higo et al. (2015), Chen et al (2018), Matziaris et al. (2017) y Anbese & Juneja (2018). Sin embargo, se han realizado pocas investigaciones para suelos finos, por lo tanto, en el presente trabajo se investigará el efecto de la succión en la estabilidad de taludes los suelos finos usando la centrifuga geotécnica de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito. En el presente trabajo de grado se realizó inicialmente una revisión teórica de las formulaciones existentes para evaluar la resistencia a corte para suelos parcialmente saturados, así mismo se investigaron las diferentes metodologías que existen para evaluar la succión y los parámetros de resistencia. Posteriormente, se elaboró una caracterización del material de estudio, la cual se realizó con las especificaciones del INVIAS 2013. Una vez caracterizado el material, se efectuaron las modelaciones físicas en la centrifuga geotécnica en la cual se incorpora una nueva metodología de modelación de taludes de suelo fino para diferentes contenidos de humedad. Inicialmente se realizaron tres modelos saturados a los cuales se les evalúo los desplazamientos en la falla, posteriormente se elaboró siete modelos físicos en los cuales los contenidos de humedad utilizados en los modelos rondan valores entre 58 y 80%, donde también se evaluaron los desplazamientos que ocurrieron después del ensayo en la centrifuga geotécnica y se compararon con los modelos saturados. Finalmente, se realizó una modelación numérica utilizando los softwares de Slide y Phase2 con el fin de relacionar los resultados obtenidos físicamente con las modelaciones numéricas. Se comprobó que el cambio de humedad en los taludes de suelo disminuye drásticamente los desplazamientos en la falla, y se evidencio que la modelación numérica en términos de esfuerzos totales es la más aproximada a lo observado en la modelación física en centrifuga geotécnica

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Análisis de la capacidad vial por efecto de paraderos en acera de los autobuses del sistema integrado de transporte público de Bogotá
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Acero Nitola, Nelson Leonardo | 2021

Dentro de la movilidad en la ciudad de Bogotá, uno de los puntos de interés se centra en los niveles de congestión vehicular críticos en comparaciones a nivel mundial, produciendo de forma general y por los corredores mixtos de la ciudad un aumento de los tiempos de viaje y demoras en el Sistema de Transporte Público de Pasajeros. En esta investigación se estudia como los paraderos en acera del sistema en su interacción con los autobuses en servicio dentro de los corredores mixtos inciden sobre la capacidad vial, para lo cual, sobre un punto de la ciudad con alto tráfico de Rutas del SITP Urbano se realizan dos análisis del comportamiento del Paradero en acera anterior y posterior a una intersección semaforizada, revisando en sitio datos: fundamentales de la geometría de la zona, propios del tráfico del corredor por medio del cual se realizaron aforos, identificando los tiempos de fases de la señal de paso y exclusivos de los autobuses que presentan servicio en el paradero identificando Rutas, tipos de autobuses, tiempos de permanencia y módulos de parada. El proceso de análisis se ha realizado mediante la micro simulación con variaciones de Rutas y Volúmenes que permita identificar los efectos en los tiempos de viaje, capacidad y niveles de servicio por medio de las demoras totales y a través de puntos de control asignados en los corredores de interés.

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Generación y validación de abacos para dimensionar vigas alveoladas tomando como base perfiles comerciales en Colombia
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Mozo Mozo, Néstor Ariel | 2021

El proyecto de grado titulado "GENERACIÓN Y VALIDACIÓN DE ÁBACOS PARA DIMENSIONAR VIGAS ALVEOLADAS TOMANDO COMO BASE PERFILES COMERCIALES EN COLOMBIA" tuvo como alcance el cálculo de la serie de ábacos de dimensionamiento de vigas alveoladas con aberturas hexagonales, tomando como base la serie de perfiles IPE y HEA, con calidad de acero bajo especificación ASTM A36 y ASTM A572 Gr 50 y límite de flecha L/250 y L/300. También, la validación de los resultados obtenidos mediante ensayos a flexión de cinco especímenes representativos de los cuales se obtuvieron registros de carga y deflexión en el centro de la luz. Todo lo anterior, con la finalidad de brindar herramientas que faciliten el análisis y diseño de estos elementos, además de impulsar el uso del acero dentro de la construcción en Colombia.

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Modelación física en centrifuga del efecto del tipo de raíz en la estabilidad de taludes
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Rocha Sierra, Yurleidy | 2021

Este trabajo se presenta el proceso de construcción de taludes a escala reducida usando modelación física en centrífuga geotécnica, para simular el efecto de tres sistemas de raíces artificiales en un suelo homogéneo. En este se creó una técnica de preparación de los modelos y se empleó la fibra de vidrio como material artificial de refuerzo. Se generaron análisis físicos en AutoCAD mediante vectores de desplazamiento usando un registro fotográfico antes y después del ensayo y análisis numéricos en Slide, empleando el Método de Bishop Simplificado, para el suelo en condición no drenado.

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Evaluación del comportamiento de diferentes tipos de anclajes con cabeza para barras corrugadas sometidas a tensión embebidas en estructuras de concreto
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Escobar Caicedo, Camilo Andrés. | 2021

En la ingeniería estructural nos encontramos con una gran problemática en zonas como los nudos viga-columna extremos, donde las barras de refuerzo de las vigas se anclan mediante ganchos, los cuales pueden generar una gran congestión de refuerzo. Esto puede no solo dificultar la colocación del refuerzo sino impedir una adecuada colocación y consolidación del concreto con la consecuente pérdida de capacidad del nudo. El uso de barras con cabeza logra ofrecer menor congestión del refuerzo debido a su disminución en el área y hacen posible el uso de barras de refuerzo más grandes. Esto permite una mejor consolidación del concreto debido a que se tiene un mayor espacio entre barras para el vertido y la vibración proporcionaran una mejora en la calidad de este. Al evaluar la teoría descrita sobre el uso de estos anclajes en la normativa vigente (American Concrete Institute ACI 318S-19, y Norma Colombiana de Construcción Sismo Resistente NSR 10) se establecen los límites de profundidad de anclaje y las dimensiones necesarias para el adecuado funcionamiento de estas barras, pero no se tienen análisis experimentales realizados en Colombia en donde su uso y diseño sea validado para las características de los concretos realizados en nuestro país. Es por esto que se evaluó el comportamiento de barras con cabeza en concreto sometidas a tensión embebidas a diferentes profundidades. Se plantearon dos geometrías (circular y cuadrada) de la cabeza (aditamento que se encuentra unido al extremo de la barra) y se midieron las resistencias a tensión para varilla de 3/4” y de 7/8” para un concreto de 35 MPa (5000 psi). Se utilizaron las profundidades calculadas de acuerdo con el ACI 318S-19, y así mismo dos profundidades inferiores para cada tipo de barra y se determinó un intervalo de la profundidad adecuada para su uso en la construcción, lo cual se encuentra contemplado en un total de 32 ensayos a tracción mediante un gato hidráulico; 4 ensayos dinámicos en donde se realizó una comparación entre el uso de estos anclajes y las barras con gancho utilizadas convencionalmente.

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Funciones de Vulnerabilidad para Barreras rígidas tipo voladizo de concreto reforzado, ante amenaza por caídas de roca.
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León Hurtado, Paula Andrea | 2021

Se aborda el concepto de gestión del riesgo con los factores determinantes, y una revisión teórica de los criterios de modelación de interés, a partir de lo cual se realiza la modelación de caídas de roca como escenario de amenaza y la respuesta estructural de barreras rígidas como elemento expuesto. El escenario de amenaza se evalúa partiendo de la energía cinética que desarrollan los bloques de roca en caída libre a lo largo del talud, y su magnitud se presenta influenciada por condiciones variables en la pendiente y las rocas. El modelado de las barreras rígidas se enfoca en aplicar la intensidad de la amenaza y relacionar la severidad de las afectaciones que presenta la estructura, analizada a partir de la resistencia del concreto y de su nivel de exposición, este último es la ubicación de la barrera rígida respecto con el pie del talud. Los resultados obtenidos con estos modelos permiten la visualización, a través de representaciones gráficas, de la relación entre los escenarios de amenaza y los niveles de severidad de daño ocasionados, esta relación se define como vulnerabilidad física. El análisis de la vulnerabilidad en bienes geotécnicos, permite realizar evaluaciones de consecuencias, de optimización y funcionalidad de las vías.

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Análisis espacio-temporal de eventos de sequía en la cuenca del Río Magdalena – Cauca, Colombia.
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Cotrino Palma, Juan Manuel | 2021

Este trabajo de investigación pretende analizar el comportamiento de eventos de sequía en una de las cuencas hidrográficas más importante de Colombia: la macro-cuenca Magdalena-Cauca, conformada por la confluencia de los ríos con el mismo nombre. Inicialmente se exponen diferentes impactos ocasionados por eventos de sequías a nivel mundial, y cómo estos pueden llegar a tener consecuencias devastadoras tanto para los ecosistemas, en términos de flora y fauna, como para el ser humano en diferentes aspectos de su desarrollo. Se mencionan también algunas metodologías implementadas por diferentes autores en diferentes locaciones de la tierra para el análisis de este tipo de eventos extremos, concluyendo con investigaciones similares en la cuenca de estudio escogida. Con lo anterior se definen los objetivos del trabajo de investigación, encaminados a determinar eventos de sequía y sus características para terminar en una discusión propuesta. Para abordar los objetivos establecidos, se describe inicialmente el área de estudio en cuanto a sus características económicas, geográficas, físicas, e hidroclimatológicas. Se definen también conceptos y metodologías a ser utilizados para el desarrollo de la investigación. Esto es, la definición teórica del modelo hidrológico implementado, así como su montaje conceptual para la obtención de resultados espacial y temporalmente distribuidos en la cuenca mediante información hidrometeorológica a manera de raster; diferentes tipos de sequía; definición de índices de sequía escogidos; características de las sequías y finalmente metodologías adicionales para el análisis espacio-temporal del desarrollo y caracterización de las sequías. Por último, se plasman los resultados más relevantes de los análisis realizados con las diferentes metodologías. Cabe aclarar que, dado el gran tamaño de la cuenca y el número de celdas analizadas mediante una grilla (análisis espacial), así como la serie temporal escogida (análisis temporal), no todos los resultados son mostrados, puesto que se encuentran almacenados en grandes bases de datos. Se analizan estos resultados, se realizan las conclusiones del estudio y se finaliza proponiendo una discusión para futuros estudios.

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Manual de Diseño de Anclajes al Concreto Según ACI318-19
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Muñoz Tirado, Michell Norvey | 2021

Para el diseño de los primeros sistemas de anclajes al concreto se empleaban tablas y se sustentaban en pruebas de carga de tal manera que garantizaran un funcionamiento adecuado ante las solicitaciones de diseño; posterior a esto en año 2002 se incluyeron los sistemas de anclaje al concreto al ACI318 en el apéndice D, pero sin incluir los anclajes adhesivos los cuales aparecen en dicho apéndice hasta el año 2011. El diseño de anclajes requiere de un entrenamiento práctico que debe ser dado en la academia basado en los requisitos de la normatividad vigente actualizada de acuerdo con los estudios de investigación. El poco conocimiento de los ingenieros en el diseño de los anclajes al concreto en el ejercicio profesional se debe a la falta de elementos ilustrativos y académicos que den una guía para encaminar de forma correcta el uso de los anclajes al concreto desde su diseño hasta la instalación en obra. Por tal motivo, el minimizar los errores en el diseño y detallado ampliando el conocimiento sobre los anclajes de concreto y difundiéndolo por medio de la academia, es el objetivo del presente trabajo. El documento presenta los anclajes de acuerdo con la literatura base de estudio y la normatividad del ACI318-19 definiéndolos, indicando los tipos de anclaje, presentando las ventajas y desventajas, las cargas a las que someten, los tipos de falla que presentan, el cálculo de resistencia de los anclajes y como se deben detallar en planos de diseño.

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Diseño de un Elemento de Transición para la Modelación y Análisis de Interacción Suelo-Estructura en Condición Estática, en 3 Dimensiones y con el Método de Elementos Finitos
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Benitez Montaño, Cristhian Daniel. | 2021

En el campo del diseño geotécnico se ha presentado el concepto de redundancia como una alternativa para disminuir la incertidumbre y evitar la falla de estructuras por errores humanos. De acuerdo con esto, ha surgido la necesidad de generar sistemas más sofisticados en los que el desarrollo de los diseños represente de una mejor manera los retos ingenieriles que se presentan. Como respuesta a esta necesidad el método de los elementos finitos (MEF) ha tomado un gran auge debido a que permite el análisis y diseño de las estructuras. Dentro de los diferentes retos que se presentan en la ingeniería civil se encuentran los análisis de interacción suelo – estructura siendo esta una problemática necesaria de investigar e innovar. En esta problemática actualmente se encuentran involucrados entre muchos otros profesionales, el ingeniero estructural y el ingeniero geotecnista, quienes se encargan del cálculo estructural y el diseño geotécnico respectivamente. En el mecanismo de interacción suelo – estructura se reconoce la influencia de la estructura en el suelo y viceversa. Por lo anterior, se permite identificar los posibles problemáticas y las respectivas soluciones. Sin embargo, es válido aclarar que las metodologías numéricas utilizadas por ambas áreas en los análisis son diferentes y no emulan una verdadera condición de interacción suelo – estructura. De acuerdo con lo anterior, en este trabajo se desarrolla un elemento de transición que permita la modelación y análisis de interacción suelo-estructura en condición estática, en 3 dimensiones, con el método de los elementos finitos para modelar el suelo y, en forma simultánea, el uso del análisis matricial para simulación de la estructura. El caso de estudio que se tomó corresponde a una columna cuadrada (0.5 x 0.5m) de 3m de alto conectada a una zapata en concreto a través del elemento de transición, por último, la zapata se soporta sobre un mismo suelo homogéneo. En la parte superior de la columna se aplican tres fuerzas (Fx, Fy, Fz) y tres momentos (Mx, My, Mz). Para el caso de estudio descrito se contemplaron cuatro diferentes modelos, en los cuales se mantuvieron las características de la columna y el suelo. Como variables, se manejaron las fuerzas y momentos, el elemento de transición y, por último, la dimensión de la malla que representa el suelo y la zapata. Adicionalmente, con el fin de corroborar los resultados obtenidos con el elemento de transición diseñado, se realizó un modelo compuesto por una malla de elementos finitos en el cual se contemplo el sistema de columna, cimentación y suelo. Los resultados del análisis mostraron que, aunque los resultados no son los mismos, los valores obtenidos están en el mismo orden de magnitud. De acuerdo con los resultados obtenidos, se puede concluir que el elemento de transición dimensionado permite la modelación y análisis de interacción suelo–estructura, con el método de los elementos finitos para modelar el suelo y, en forma simultánea, el uso del análisis matricial para la simulación de la estructura. De igual manera, la metodología presentada para dimensionar el elemento de transición entre la columna y el suelo permite una compatibilidad entre el análisis matricial de estructuras y el método de los elementos finitos. El elemento de transición dimensionado permite estimar las deformaciones y rotaciones resultantes de la interacción de la estructura con el suelo. Esta investigación está enmarcada en la línea de investigación Fundaciones del Grupo de Investigación en Geotecnia del Programa de Ingeniería Civil de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito.

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CF - Trabajos de Grado Maestría en Ingeniería Civil

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