Ingeniería Civil

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Propuesta de mantenimiento en colegios rurales de las 5 ciudades más pobladas de Colombia
(Universidad EIA, 2025) Rodriguez Joya, Carolina; Feliciano Aguirre, Dirsa María
RESUMEN: La educación es un pilar esencial para el desarrollo social y económico, y su calidad y accesibilidad son claves para el futuro de cualquier país. Este enfoque está alineado con el cuarto Objetivo de Desarrollo Sostenible (ODS) de la ONU, que promueve una educación inclusiva y de calidad, con instalaciones seguras y accesibles para todos los estudiantes. En Colombia, los mayores retos en educación se presentan en zonas rurales, donde la infraestructura de estos colegios suele ser precaria, con problemas estructurales que comprometen la seguridad y calidad de los espacios de aprendizaje. Este estudio evalúa el estado de colegios públicos en áreas rurales de cinco ciudades principales de Colombia: Medellín, Bogotá, Cali, Cartagena y Barranquilla. En la revisión inicial se identificaron problemas recurrentes como grietas, humedad y erosión en las estructuras. Los sistemas estructurales más comunes en estos colegios son de mampostería simple, y en el mejor de los casos, mampostería confinada, que brinda mayor resistencia, aunque sigue siendo insuficiente en muchas circunstancias para asegurar una infraestructura segura y duradera. A partir de este diagnóstico, se proponen refuerzos estructurales y mantenimientos específicos según las patologías detectadas. Estos refuerzos serán evaluados económicamente para garantizar su viabilidad y que las soluciones sean sostenibles.
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Análisis numérico de riostras restringidas al pandeo en pórticos de hormigón
(Universidad EIA, 2025) Gómez Cortés, Yower Daniel; Velásquez Betancurt, Alexey David
RESUMEN: Este trabajo de grado aborda el análisis estructural de un caso de estudio de una edificación de hormigón armado a la que se le han implementado elementos de disipación sísmica conocidos como riostras restringidas al pandeo o BRB por sus siglas en inglés; se realizó con el objetivo principal de evaluar el impacto de estos elementos en el comportamiento global de la estructura ante cargas sísmicas. Para ello se desarrollaron dos modelos numéricos en elementos finitos utilizando el software ANSYS en sus versiones 2024 R1 y 2025 R1, en los cuales se simuló el comportamiento estructural del caso de estudio con y sin riostras restringidas al pandeo, lo que permitió generar una comparación directa en temas de deformaciones ante modos de vibración y cargas muertas, vivas, de viento, sísmicas y la de la gravedad en un análisis transitorio. En todo el proceso metodológico se cubren temas como la definición de materiales, secciones de los elementos, condiciones de frontera y el proceso para generar y resolver los modelos numéricos tanto de la edificación como de la riostra restringida al pandeo, proceso con el cual se logró aproximar el desempeño real de una estructura de 5 pisos y una cubierta. Los resultados evidenciaron los efectos contrastantes de implementar las BRB, por un lado, en la dirección para la cual se diseñaron las riostras resultó una reducción notable de las deformaciones direccionales globales y en puntos específicos de la estructura, por otro lado, en la dirección ortogonal a la cual fue diseñada la BRB se presentó un aumento en las deformaciones, posiblemente debido a la escasez de diseño y consideraciones en dicho sentido, a pesar de ello, las deformaciones totales globales se lograron mantener en rangos favorables. Finalmente, el estudio logra concluir que las riostras restringidas al pandeo (BRB) se presentan como una solución viable y eficaz para refuerzo sísmico en estructuras con sistemas de pórticos resistentes a momentos de concreto reforzado, siempre que se realice un correcto diseño y una correcta implementación de estas.
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Optimización topológica de viga en concreto de impresión 3D mediante modelación paramétrica en Rhinoceros y Grasshopper, y validación a partir de prototipos impresos en filamento plástico.
(Universidad EIA, 2025) Arango Espinal, Saray Julieth; Blandón Uribe, Carlos Andrés
RESUMEN: Este trabajo de grado presenta el modelado y análisis estructural de una viga optimizada mediante técnicas de diseño computacional. La investigación se enmarca en la necesidad de explorar soluciones estructurales innovadoras, sostenibles y eficientes para reducir el uso de material sin comprometer el desempeño estructural de una viga de concreto convencional. El proceso inicia con la definición de un escenario típico de carga y uso para un puente peatonal, de acuerdo con los lineamientos de la NSR-10. A partir de ello, se desarrolla un modelado paramétrico y se aplica una optimización topológica utilizando herramientas como Grasshopper y el plugin Topos. Utilizando el plugin Karamba3D, se comparan una viga optimizada y una viga convencional (maciza), ambas modeladas a la misma escala y sometidas a idénticas condiciones de carga. El análisis, basado en el método de elementos finitos (FEM), considera factores como la rigidez del material, las cargas aplicadas y los apoyos estructurales. Evalúan tanto la forma optimizada como una viga convencional (maciza) con la misma escala y condiciones de carga. La validación del diseño se realiza mediante la impresión 3D de ambas vigas en material PLA escaladas, con ensayos de flexión para comparar el desempeño estructural. Se busca demostrar la eficacia de la optimización topológica como estrategia para mostrar una reducción significativa de volumen y peso, manteniendo un comportamiento estructural comparable al de una viga maciza, lo que evidenciaría el potencial de esta metodología para aplicaciones reales en infraestructura liviana y sostenible.
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Inestabilidad geotecnica en una zona del suroeste antioqueño – caso Parcelacion La Siria
(Universidad EIA, 2025) Sánchez Gil, María José; Sanin Roldan, Sara; Espinosa Rodríguez, María Jaqueline
RESUMEN: Este trabajo de grado hace un repaso por la problemática relacionada con la inestabilidad geotécnica vinculada a la parcela la Siria, situada en el extremo sur del departamento de Antioquia (Colombia). La región tiene un alto potencial para movimientos de masa o deslizamientos que han ocasionado daños en la infraestructura de viviendas e incluso pérdidas del terreno, afectando la seguridad y la economía de la zona. La elevada precipitación y las condiciones geológicas característica del terreno contribuyen a estos problemas de inestabilidad que al mismo tiempo afectan el entorno natural y las comunidades de la zona. Debido a la carencia de recursos para realizar estudios de suelo, se pretende llevar a cabo una evaluación y un diseño de soluciones de estabilización de taludes mediante métodos de equilibrio límite. A la vez que el diseño de métodos de estabilización de los taludes realizando propuestas de drenaje y de reforestación que hagan posible reducir la saturación de agua del suelo, al mismo tiempo que se mejora la cohesión del mismo. El objetivo final es identificar las medidas que permitan mitigar los movimientos de masas para proteger las viviendas y la seguridad de los que habitan la parcela, contribuyendo de este modo a la recuperación y sostenibilidad del área.
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Propuesta para la estabilización de talud en la Vereda La Brizuela, Guarne
(Universidad EIA, 2025) Grajales Montoya, Laura; Espinosa Rodríguez, María Jaqueline
RESUMEN: El municipio de Guarne, situado en la subregión Oriente del departamento de Antioquia, Colombia, enfrenta riesgos naturales significativos, incluyendo amenazas sísmicas y deslizamientos de tierra debido a su clima lluvioso y topografía accidentada. En la vereda La Brizuela, un deslizamiento de tierra ocurrido durante la época de lluvias del Fenómeno de La Niña en 2023 afectó gravemente a ocho viviendas, generando preocupación entre los residentes y destacando la necesidad urgente de estabilizar el talud afectado. La metodología del estudio se estructuró en cuatro etapas: la primera etapa se centró en la caracterización del material y el retroanálisis del talud. La segunda etapa implica un análisis técnico y económico para seleccionar la técnica de estabilización más adecuada. La tercera etapa consiste en el diseño de una alternativa de estabilización utilizando métodos de equilibrio límite. La cuarta etapa consiste en la modelación final con la alternativa de estabilización propuesta. Se identificaron suelos de naturaleza arenosa con presencia de finos, alta gravedad específica (2,75 a 2,79) y contenidos variables de humedad, destacándose una saturación alta en las capas superficiales. La granulometría reveló una textura mal gradada, predominando arenas medias y finas, con una fracción importante de limos y arcillas que influye en la cohesión del material. En los límites de Atterberg, aunque los valores de límite líquido fueron intermedios (32% a 44%), las muestras se comportaron como no plásticas, posiblemente por la presencia de minerales micáceos. En los ensayos de compresión simple, las muestras mostraron resistencias notables, con esfuerzos máximos entre 3.900 y 8.200 kPa, y módulos de elasticidad entre 661 y 1.501 kN/m², lo cual evidencia una rigidez y capacidad portante considerables en estado no saturado. Posteriormente, mediante retroanálisis en GeoStudio, se modelaron las condiciones originales del talud hasta reproducir el fallo, y se ajustaron los parámetros del suelo para proponer una solución de estabilización con un factor de seguridad igual o superior a 1,5. Luego se evaluaron alternativas de estabilización técnica y económica, priorizando soluciones con mejor relación costo-beneficio, para finalmente proponer un diseño basado en métodos de equilibrio límite, donde se identificaron superficies críticas de falla y se ajustaron los parámetros para alcanzar un estado de equilibrio.
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Evaluación de viabilidad y dimensionamiento de un parqueadero público subterráneo bajo un parque del barrio Laureles en Medellín
(Universidad EIA, 2025) Echeverri Naranjo, Tomás; Mejía Cadena, Juliana; Pava Restrepo, Andrés
RESUMEN: Este proyecto aborda el problema de escasez de espacios de estacionamiento en el Barrio Laureles de Medellín, Colombia. La creciente cantidad de vehículos particulares en la ciudad ha generado una demanda insatisfecha de estacionamiento, intensificada por el cambio vocacional del barrio. Lo anterior ha contribuido a la congestión vial y a malas prácticas de parqueo. Planificado a mediados del siglo XX como un barrio de uso residencial, hoy Laureles es sitio de una variedad de actividades comerciales sin que su estructura y malla vial hayan sido replanteadas para adaptarse a esta nueva dinámica urbana. Con el fin de resolver esta problemática, se propone la construcción de un parqueadero subterráneo bajo uno de los parques del barrio. La relevancia del proyecto radica en abordar la movilidad en un sector tan concurrido como Laureles, promoviendo soluciones innovadoras para mejorar la calidad del transporte y del ambiente urbano. Adicionalmente, resalta los valores de la Universidad EIA al promover soluciones a problemas sociales y mejorar la calidad de vida de una comunidad. La metodología propuesta consiste en cuatro etapas: determinación de requisitos del proyecto, selección de normativas, desarrollo de propuestas de diseño, y análisis de prefactibilidad. Cada una se divide en actividades específicas, como la identificación de la demanda de estacionamiento en la zona, el análisis de tráfico, el análisis de normativas nacionales e internacionales, el diseño conceptual y la evaluación de costos y financiamiento. Se evaluaron dos posibles ubicaciones, se aplicaron múltiples normativas, y se estructuró un modelo financiero con proyección a 20 años. Como conclusión, el estudio determinó que la construcción del parqueadero subterráneo es técnica y económicamente viable, presentándose como una solución replicable para otras zonas de la ciudad con problemáticas similares.
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Análisis de soluciones de potabilización de agua para comunidades indígenas del departamento de La Guajira
(Universidad EIA, 2025) Mena Rodríguez, Francis José; Bedoya Gallego, Sofía; Díaz Arriaga, Farith Adilson
RESUMEN: Este trabajo de grado aborda la problemática del acceso al agua potable en comunidades indígenas de La Guajira, una región árida ubicada al norte de Colombia donde la escasez de recursos hídricos y la contaminación de fuentes acuíferas impactan gravemente la salud, la economía y la calidad de vida de sus habitantes. Ante estas dificultades, el objetivo principal de este estudio es proponer soluciones de potabilización del agua adaptado a las particularidades geográficas, culturales y ambientales de la región; enfocado en ofrecer alternativas sostenibles, participativas y de bajo costo. Este trabajo se divide en varias fases. Primero, se realizó una revisión exhaustiva de información secundaria y se adelantaron conversaciones con organizaciones sociales que operan en la región; al igual que con líderes comunitarios, para identificar algunas de las comunidades más afectadas por la problemática del agua: con el fin de seleccionar tres de estas comunidades para priorizarlas en función de su vulnerabilidad. Segundo, una vez seleccionadas, se realizó un análisis fisicoquímico y microbiológico del agua en cada una de estas comunidades para conocer la calidad de las fuentes hídricas. Este diagnóstico permitió determinar el nivel de contaminación del agua, las principales fuentes de contaminación, cómo el agua contaminada puede afectar la salud de los habitantes, así como seleccionar los mejores procesos para la potabilización de estas fuentes hídricas. Finalmente, con base en los resultados de los análisis de laboratorio, se proponen soluciones específicas de potabilización; considerando, en lo posible, tecnologías de tratamiento de bajo costo, de bajo impacto ambiental y de fácil operación y mantenimiento. Esta propuesta no solo busca aportar a soluciones para el acceso continuo al agua potable, sino también fortalecer el empoderamiento de las propias comunidades en la gestión de sus recursos hídricos, promoviendo así un desarrollo más equitativo y sostenible en La Guajira.
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Alternativas de mejoramiento para cubiertas típicas en zonas rurales del valle de San Nicolás frente a vendavales inducidos por el cambio climático
(Universidad EIA, 2025) Arango Bedoya, Dahiana; Velilla Flórez, Melissa; Blandón Uribe, Carlos Andrés
RESUMEN: Este trabajo de grado analiza la vulnerabilidad de las cubiertas típicas en viviendas rurales del Valle de San Nicolás frente a fenómenos climáticos extremos, especialmente vendavales asociados al cambio climático. Se utilizó el software ETABS para modelar y evaluar estructuralmente las cubiertas más comunes en la región, empleando datos históricos de viento para simular condiciones reales de carga dinámica. Los resultados evidencian desplazamientos significativos en muchas de las cubiertas actuales, lo que compromete la estabilidad de las viviendas. A partir de estos hallazgos, se plantean alternativas de diseño y materiales que mejoren la resistencia estructural frente a estos eventos.
Acceso abierto
Propuesta metodológica para el refuerzo del puente Guarne 2
(Universidad EIA, 2025) Rendón Noreña, Laura; Castaño Hidalgo, Edith Mariana; Rúa Patiño, Robinson Fernando
RESUMEN: El presente trabajo de grado propone una metodología para el refuerzo del puente Guarne 2, ubicado en la autopista Medellín-Bogotá, un enlace vital para la región. Se aborda el problema de las fallas estructurales provocadas por el desgaste y las crecientes cargas de tráfico. La investigación incluye la recopilación de datos históricos, el análisis de modelos estructurales mediante software especializado, y la evaluación de alternativas de refuerzo. Se propone un enfoque integral que considera la seguridad, la durabilidad y la funcionalidad del puente. Además, se elabora un cronograma de actividades y un presupuesto detallado para la implementación de las medidas propuestas. La metodología presentada busca mitigar los riesgos asociados con el deterioro estructural y asegurar la continuidad de los servicios que el puente ofrece a la comunidad y al sector industrial de la región.
Acceso abierto
Propuesta de algoritmo metaheurístico aplicado a la planeación y optimización de acarreos para un proyecto vial en el Oriente Antioqueño
(Universidad EIA, 2024) García Vega, Pablo de Jesús; Soto Estrada, Engelberth
RESUMEN: En Colombia, el desarrollo de infraestructura vial enfrenta desafíos históricos y económicos significativos. La inversión estatal en vías es insuficiente y sujeta a ciclos económicos y cambios de gobierno, mientras que la participación privada, mediante asociaciones público-privadas (APP), también enfrenta riesgos financieros considerables. Los costos de acarreo en zonas montañosas, que representan alrededor del 25%, o menos, del costo constructivo y son sensibles a factores como los precios de gasolina, pueden afectar la rentabilidad del proyecto y aumentar los riesgos financieros para los inversores. Esto subraya la necesidad de una planificación financiera y operativa robusta de los acarreos para optimizar el flujo de caja y asegurar la viabilidad del proyecto. Para abordar este problema, el proyecto propuso un algoritmo metaheurístico basado en Simulated Annealing, aplicado a la planificación y optimización de acarreo en el proyecto vial Ruta del Agua, variante Doradal, ubicado en el Oriente Antioqueño. El objetivo general fue desarrollar y validar un algoritmo que, mediante la discretización de elementos finitos, permitiera reducir los costos de acarreo y mejorar la eficiencia operativa. En el caso de estudio de la Ruta del Agua, variante Doradal, localizado en el oriente antioqueño, la implementación del algoritmo logró una disminución del 4,93% en los acarreos, equivalente a un ahorro aproximado de 35 millones de pesos colombianos. Esta optimización no solo reduce costos directos, sino que también mejora la planificación del transporte, minimizando recorridos largos y evitando pendientes inadecuadas para la maquinaria. La metodología se fundamentó en la definición de variables, condiciones, función objetivo (en este caso, el trabajo mecánico experimentado por la maquinara) y un método de solución probabilístico. El algoritmo optimizó el transporte al priorizar rutas ya acondicionadas, considerar pendientes y gestionar los volúmenes de material de manera eficiente. Al generar soluciones prácticas que minimizan el trabajo físico de la maquinaria, el algoritmo representa una guía para la operación y planificación de proyectos viales en áreas geográficamente desafiantes. La validación teórica del algoritmo se realizó aplicándolo a casos de acarreo con soluciones óptimas conocidas, como escenarios con volúmenes descendientes y ascendientes. Se iteró variando secciones, alturas y volúmenes, confirmando que las soluciones generadas coincidían con los esquemas óptimos esperados. Esto validó la precisión del algoritmo para resolver problemas teóricos de acarreo. En conclusión, el uso de este programa en la construcción de vías en Colombia podría significar una herramienta valiosa para la planificación eficiente y sostenible de acarreos, generando ahorros económicos importantes y mejorando la viabilidad de proyectos en terrenos complejos.
Acceso abierto
Análisis de la retrorreflectividad en las líneas amarillas de las vías de DEVIMED
(Universidad EIA, 2024) Botero Escobar, Ana María; Guzmán Quintero, Simón; Zuluaga, Juan Jacobo
RESUMEN: Este trabajo de grado se enfoca en el análisis y evaluación de la retrorreflectividad de las líneas amarillas en las rutas nacionales 6004 y 6005, bajo la concesión de Devimed. La falta de visibilidad nocturna adecuada debido a la pérdida de retrorreflectividad en estas líneas se ha identificado como un problema significativo, afectado por factores como la acumulación de sedimentos y el desgaste natural de los materiales en las demarcaciones. Ante esto, se plantea como objetivo general evaluar el impacto de diferentes técnicas y materiales en la aplicación de demarcación vial, para mejorar la visibilidad y durabilidad de las marcas viales en dichas rutas. Para abordar este problema, se realizó inicialmente un diagnóstico del estado actual de la retrorreflectividad de las líneas amarillas, mediante la recopilación de datos y la medición en distintos tramos de las rutas 6004 y 6005. Este diagnóstico permitió identificar los puntos críticos de deterioro y los factores ambientales que afectan la calidad de la retrorreflectividad. A continuación, se propusieron diversas alternativas de aplicación de microesferas y ajustes en los espesores de la pintura, contemplando variaciones en los materiales y metodologías de aplicación, como el uso de diferentes tipos de microesferas y espesores de película húmeda y seca, con el objetivo de mejorar la visibilidad nocturna. La metodología incluyó la evaluación técnica y económica de cada alternativa, seleccionando aquellas que mostraron mayor viabilidad para una aplicación en campo. Las alternativas elegidas fueron implementadas en tramos específicos, permitiendo así un análisis comparativo de su rendimiento en términos de costos y durabilidad. Posteriormente, se monitorearon los niveles de retrorreflectividad a lo largo del tiempo para evaluar la efectividad de cada método en las condiciones operativas reales de las rutas. Los resultados obtenidos revelaron que los espesores menores de película de pintura, junto con la aplicación de microesferas más expuestas, ofrecieron mejoras en la retrorreflectividad al permitir un mayor desgaste de las microesferas, optimizando así su función de retroreflejar la luz hacia los conductores. Las conclusiones de este estudio destacan la importancia de una aplicación técnica optimizada que equilibre tanto el costo como la funcionalidad de los materiales, garantizando que las líneas amarillas cumplan con los niveles de retrorreflectividad necesarios para la seguridad vial.
Acceso abierto
Empleo de la metodología LiDAR para el monitoreo de desplazamientos en el kilómetro 6 de la vía Medellín-Bogotá
(Universidad EIA, 2024) Asprilla Osorno, Juan David; Parra Palomo, Nicolas; Vélez, German Ignacio
RESUMEN: Colombia, especialmente su región andina, es una de las zonas más afectadas por movimientos en masa. Según el Servicio Geológico Colombiano, una gran parte del territorio nacional está clasificada en diversas categorías de amenaza por movimientos en masa. En particular, el departamento de Antioquia presenta el mayor número de registros de estos eventos (1.393) (UNGRD, 2020). El problema de los deslizamientos de tierra en Colombia, particularmente en el kilómetro 6 de la autopista Medellín-Bogotá, se presenta como un desafío crítico para la infraestructura vial y la seguridad pública. Este tramo de la vía ha experimentado descensos significativos de la banca, requiriendo inversiones sustanciales en obras de estabilización que han logrado mitigar los efectos de este. Sin embargo, la geología del terreno, la topografía, las precipitaciones pluviales, la actividad sísmica y la intervención humana son factores que contribuyen a la ocurrencia de estos deslizamientos y una posible reincidencia de falla en dicha zona. Ante esta problemática, se identifica la necesidad de desarrollar metodologías de monitoreo más eficientes y menos costosas. Que logren ser una herramienta complementaria a los esfuerzos ya realizados para poder preservar la seguridad e integridad en las vías. La tecnología de detección de imágenes por escaneo de laser (LiDAR) emerge como una tecnología prometedora, ofreciendo ventajas como la cobertura de grandes áreas, alta precisión en la detección de deformaciones del terreno, laderas y taludes. Con menores costos de recolección y procesamiento de datos. Esta técnica ha demostrado ser eficaz en estudios recientes, superando las limitaciones de los métodos tradicionales (Flórez, 2016). La implementación de sistemas avanzados de monitoreo, como escaneos periódicos mediante LiDAR, permitirán una evaluación continua y precisa de la estabilidad de las obras de infraestructura, verificando su efectividad y proporcionando alertas tempranas ante posibles deslizamientos. Esto es crucial para la autopista Medellín-Bogotá, una vía de gran importancia económica y social, que conecta la capital del país con la capital antioqueña. Además, de ser una herramienta aplicable y extensible para el empleo a través de las infraestructuras físicas en el país o exterior.
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Análisis del comportamiento sísmico de casas de madera de 1 y 2 pisos con aisladores de caucho reciclado de neumáticos en Colombia
(Universidad EIA, 2024) Arbelaez Guerra, Yuliana; Monterroza Thomas, Sofía; Blandón Uribe, Carlos Andrés
RESUMEN: Colombia es un país que se encuentra expuesto a constantes amenazas sísmicas. Un alto porcentaje de la población vive en zonas de amenaza sísmica intermedia y alta, y muchas viviendas en estas áreas carecen de estructuras resistentes capaces de soportar una sismicidad significativa. Esto resalta la necesidad de proponer soluciones que brinden seguridad y resiliencia a un costo accesible. En este contexto, este trabajo de grado se enfoca en la integración de alternativas de aisladores sísmicos de caucho reciclado como amortiguadores de base en viviendas de madera de uno y dos pisos. El objetivo principal de este estudio es desarrollar un diseño de una estructura típica de madera de dos pisos, siguiendo las consideraciones establecidas en la Norma Sismo Resistente Colombiana NSR-10, específicamente los Títulos G y A. Se utilizará madera de pino radiata y un sistema estructural de entramados livianos. En la primera fase del proyecto, se modeló y analizó el comportamiento estructural de la vivienda sin aisladores sísmicos utilizando el software ETABS, realizando análisis de elementos finitos para evaluar la respuesta de la estructura ante eventos sísmicos. Una vez completado el análisis de la estructura no aislada, se incorporaron aisladores sísmicos de caucho reciclado en la base de la estructura. Estos aisladores están diseñados para mejorar la resiliencia de la vivienda frente a movimientos sísmicos, actuando como amortiguadores que reducen la transmisión de energía sísmica hacia la superestructura. Se desarrolló un nuevo modelo en ETABS para analizar el comportamiento de la estructura con los aisladores sísmicos incorporados, permitiendo realizar una comparación entre la estructura sin aisladores y con aisladores y evaluar la eficacia de los aisladores de caucho reciclado en la reducción de las demandas sísmicas sobre la estructura. En la etapa final del proyecto, se investigaron experimentalmente las propiedades mecánicas de los aisladores sísmicos propuestos. Para ello, se construyó un prototipo físico a menor escala de la estructura modelada numéricamente. Este prototipo fue sometido a pruebas en una mesa vibratoria para simular condiciones sísmicas reales. Estas pruebas experimentales permitieron corroborar y ajustar los modelos numéricos según los resultados y sus análisis. Los resultados de este trabajo de grado han contribuido al conocimiento técnico sobre el uso de aisladores sísmicos de caucho reciclado en viviendas de madera y han permitido establecer una base para futuras investigaciones. Lo realizado en este estudio puede ser adaptado y mejorado en otros contextos, ofreciendo nuevas perspectivas para aplicar tecnologías similares en diferentes tipos de estructuras y condiciones sísmicas.
Acceso abierto
Propuesta para la estabilización del talud Quinta Esencia, casa 105 – Medellín, Corregimiento de Santa Elena
(Universidad EIA, 2024) Palacios Moya, Brayan Andrés; Espinosa Rodriguez, María Jaqueline; Jaramillo Vallejo, Gustavo Alejandro
RESUMEN: El presente trabajo de grado contempla un análisis y diseño académico de la estabilidad del talud Quinta esencia, Casa 105 – Poblado, debido al deslizamiento que se produjo por motivos de la erosión e intensas lluvias que se presentan en la zona. Se analizarán los diversos factores que afectan en la estabilidad de un talud, para esto se implementan algunos métodos para el estudio del talud. Para ello se buscará alternativas de estabilización con el cual se pueda mitigar un posible deslizamiento en el futuro. Con ello se busca una infraestructura segura, adecuada y eficiente para mantener la estabilidad del talud evitando pérdidas materiales y humanas de los pobladores de la casa en la zona de estudio.
Acceso abierto
Variación de acoples mecánicos para la conexión de elementos prefabricados para edificaciones de uno y dos niveles en zonas sísmicas
(Universidad EIA, 2024) Fernández Botero, Miguel Ángel; Giraldo Hincapié, Mariana; Blandón Uribe, Carlos Andrés
RESUMEN: La industria de la construcción busca soluciones innovadoras para satisfacer las demandas crecientes de proyectos estructurales. La gestión eficiente del tiempo es crítica, y la incorporación de elementos prefabricados ha surgido como una respuesta prometedora. No obstante, las conexiones en elementos prefabricados enfrentan desafíos, especialmente en zonas sísmicas como Colombia, donde la resistencia estructural es crucial. Uno de los problemas más críticos desde una perspectiva estructural es la falta de rigidez en las piezas de concreto prefabricado cuando se someten a esfuerzos horizontales. Este estudio tiene como objetivo evaluar un acople mecánico para elementos prefabricados en edificaciones de uno y dos niveles, con el fin de mejorar la resistencia y estabilidad de las estructuras en zonas sísmicas. Para desarrollar esta tesis, se revisaron estudios que abordan diversas conexiones en elementos prefabricados, explorando soluciones innovadoras y evaluando su comportamiento estructural en condiciones sísmicas. La metodología incluye un análisis detallado de conexiones por acopladores mecánicos, el diseño de variaciones en los conectores, la realización de pruebas de laboratorio o simulaciones, y la comparación de resultados para evaluar la eficacia de las modificaciones propuestas. Las conexiones modificadas demostraron un leve incremento en términos de rigidez y capacidad de absorción de cargas sísmicas, alcanzando una resistencia máxima de 62.14 kN/m, un 3.57% superior al valor esperado de 60 kN/m. Aunque positivo, este incremento no es significativamente superior, sugiriendo que el rendimiento del muro se mantuvo dentro de los márgenes previstos. Este comportamiento indica que el diseño y los materiales empleados cumplen con los requisitos estructurales establecidos, sin presentar mejoras notables. Además, es importante considerar el posible efecto de las simplificaciones de diseño adoptadas en los resultados obtenidos. Los resultados obtenidos destacan la importancia de mejorar las conexiones en elementos prefabricados para garantizar una mayor resistencia sísmica. Estas mejoras contribuyen al desarrollo sostenible de la construcción en Colombia y promueven avances tecnológicos en el sector. Este proyecto proporciona una base sólida para futuras mejoras en el diseño de conexiones y la implementación de tecnologías de prefabricación más seguras y eficientes.20
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Determinación de la influencia del diseño geométrico en planta en el cálculo del IRI
(Universidad EIA, 2024) Hernández Vélez, Estiven; Vélez Villegas, German Ignacio
RESUMEN: El presente trabajo de grado analiza detalladamente la influencia del diseño geométrico en el Índice de Rugosidad Internacional (IRI), una medida clave para evaluar la calidad superficial de pavimentos y el confort de rodadura en vías. Basado en los lineamientos de la normativa INVIAS, el estudio se centra en tramos de carretera diseñados en condiciones controladas, sin pendientes ni curvas verticales, para aislar y cuantificar el impacto del diseño horizontal en el IRI; Para ello, se emplean herramientas especializadas, como Civil 3D en el modelado de los tramos y ProVal en el análisis de rugosidad, permitiendo un procesamiento exhaustivo de los perfiles longitudinales con fines de evaluación y optimización normativa. Los resultados demuestran que el diseño geométrico puede incidir significativamente en los valores aceptables de IRI, independientemente de los factores constructivos. Este hallazgo subraya la necesidad de ajustar parámetros de diseño, tales como el radio de curva y la longitud de transición, con el fin de mejorar la regularidad y la calidad de rodadura de las vías. Con base en los resultados, se proponen recomendaciones para futuros estudios e investigaciones, entre ellas la definición de valores mínimos de IRI geométrico y la exploración de metodologías alternativas de medición que optimicen la aplicabilidad de esta métrica en infraestructuras viales del contexto colombiano.
Acceso abierto
Implementación de la metodología BIM y análisis de datos en la optimización del seguimiento y control de obra en estructuras de concreto armado
(Universidad EIA, 2024) Duque Diaz, Yeison; Bohorquez Rubio, Rogelio; Builes Mejia, Juan Camilo
RESUMEN: Garantizar el control de todo el proceso de construcción es indispensable para planificar y cumplir con los indicadores de desempeño, costo, tiempo y calidad que requiere un proyecto. Para lograrlo, es necesario realizar un análisis periódico de la ejecución de la obra que permita una correcta toma de decisiones. Muchas empresas aún utilizan métodos tradicionales para el control y seguimiento de obra, lo que limita el aprovechamiento de los datos generados por la metodología BIM. Esta situación presenta una oportunidad para mejorar la integración de la información de avance de obra con el modelado 3D, optimizando la toma de decisiones y reduciendo sobrecostos, lo cual, ante esta necesidad, se hace evidente la implementación de nuevas herramientas que apoyen la gestión de proyectos BIM mediante el análisis de datos e inteligencia empresarial. Esta propuesta desarrolla una herramienta para el control y seguimiento de la obra “Bodega Ingeniería y Encofrados” ubicada en Girardota, Antioquia, para la empresa IngenioBIM utilizando un panel interactivo donde se busca evaluar, reportar e informar de manera visual y simplificada el avance de la obra. La herramienta integra modelos 3D de la estructura, parámetros de estudio y gestiona datos a través del software Speckle (Open Source). Además, segmenta, organiza y analiza los datos extraídos del modelo 3D utilizando PowerBI creando indicadores claves de avance y cantidades mediante programación DAX. El diseño de interfaces en PowerBI se basa en inteligencia empresarial, permitiendo un seguimiento detallado del proyecto y la toma de decisiones informadas. Esta herramienta busca ser un complemento a la gestión y control de la construcción, facilitando una evaluación continua y precisa del progreso de la obra.
Acceso abierto
Mejoramiento del desempeño térmico de las aulas de clase del Centro Educativo Instituto Unibán de Apartadó, Antioquia
(Universidad EIA, 2024) Carvajal Angarita, Esaú; Duarte Urán, Sebastián; Soto Estrada, Engelberth
RESUMEN: El presente trabajo se enfocó en analizar el comportamiento térmico de cuatro aulas de clase del Instituto Unibán en Apartadó, una región de clima tropical con temperaturas que superan los 31°C. El objetivo principal fue mejorar el desempeño térmico de las aulas mediante el análisis de diferentes materiales y la implementación de soluciones que minimizarán la carga térmica en el interior de los espacios. La investigación partió del reconocimiento de que altas temperaturas en el entorno educativo afectan negativamente el rendimiento académico y el bienestar de los estudiantes. En este contexto, se diagnosticaron las condiciones térmicas de cuatro aulas mediante la instrumentación con equipos de medición que registraron datos en distintos momentos del día. La metodología empleada consistió en la construcción de un modelo digital de las aulas típicas utilizando el software EnergyPlus, el cual se basó en la información recopilada mediante mediciones en campo. A través de este software, se simuló el comportamiento térmico de los espacios, analizando la demanda energética, las condiciones de confort interior y el impacto de diferentes materiales de aislamiento en la reducción de la carga térmica. En este proceso, se llevó a cabo un análisis de sensibilidad que permitió evaluar los principales elementos que componen los salones, como pisos, muros, techos y ventanas, identificando las variables más influyentes en el confort térmico. Posteriormente, se exploraron diversas soluciones de aislamiento térmico y, además, se consideraron estrategias complementarias para mejorar la temperatura operativa, buscando reducir la radiación solar directa y optimizar la ventilación. Finalmente, se llevó a cabo un análisis de viabilidad económica mediante un análisis de precios unitarios (APU), evaluando el costo-beneficio de la alternativa que mejoraba en mayor medida el confort térmico de las aulas. Este enfoque integral permitió seleccionar la solución óptima para optimizar las condiciones térmicas en los espacios, asegurando que se alcanzaran niveles de confort adecuados para los usuarios. De esta manera, se garantizó no solo una mejora en la temperatura interior, sino también un entorno más agradable y saludable para los estudiantes. Los resultados del análisis revelaron que la incorporación de ventanas de alta eficiencia energética, junto con la integración de elementos de vegetación, puede mejorar significativamente el confort térmico en las aulas. Las ventanas actualizadas, diseñadas para limitar la entrada de radiación solar directa, contribuyeron a mantener temperaturas más agradables en el interior. Por otro lado, la vegetación circundante proporcionó sombra adicional, minimizando la carga térmica sobre las superficies exteriores de la edificación. La alternativa seleccionada no solo demostró ser económicamente viable, sino que también ofreció beneficios significativos en términos de aislamiento térmico y confort. Al reducir la temperatura interna y mantener condiciones más agradables, se creó un ambiente propicio para el aprendizaje, al tiempo que se disminuyó la dependencia de sistemas de refrigeración, lo que a su vez favoreció una gestión más sostenible del espacio.
Acceso abierto
Propuesta de solución a la alta accidentalidad que presenta la vía El Carmen-Rionegro mediante la simulación del comportamiento del tráfico vial y los factores de riesgo que influyen en esta problemática
(Universidad EIA, 2024) Quintero Betancur, Alejandro; Giraldo Mejia, Santiago; Pava Restrepo, Andrés
RESUMEN: Este trabajo de grado aborda el problema de la alta accidentalidad en la vía que conecta los municipios de El Carmen de Viboral y Rionegro, generado principalmente por el crecimiento acelerado de la población, el aumento del uso de vehículos y la falta de adecuación de las vías para satisfacer esta demanda. Factores como los bajos niveles de control, la falta de claridad en las normas, la mala señalización y el exceso de velocidad contribuyen significativamente a este problema, resultando en pérdidas humanas, lesiones y daños materiales. Este proyecto busca brindar una solución óptima a la alta accidentalidad en la vía El Carmen-Rionegro, mediante la recolección de datos para la simulación del tráfico vial. La solución propuesta pretende atacar la accidentalidad con la misma restricción de velocidad de los resaltos, estudiando el tiempo de viaje. Para lograr esta meta, se lleva a cabo un análisis detallado de la situación actual de la vía, incluyendo la revisión de registros de accidentes, la evaluación de las condiciones de la vía y el estudio de los patrones de tráfico. Con base en estos datos, se realizará una simulación del tráfico vial para identificar los puntos críticos y los factores de riesgo más relevantes. Posteriormente, se buscan diversas estrategias para atacar la accidentalidad, considerando aspectos como la mejora de la infraestructura vial, la implementación de medidas de control de velocidad, la optimización de la señalización y la educación vial. Estas estrategias se evaluarán mediante la simulación del tráfico vial con el fin de mejorar las condiciones de movilidad presentes en la vía, estudiando el nivel de servicio y el tiempo de viaje. En conclusión, este trabajo de grado busca contribuir a la seguridad vial en la vía El Carmen-Rionegro mediante la identificación y aplicación de medidas efectivas para atacar la accidentalidad, con el objetivo de proteger la vida de los usuarios de la vía y mejorar la calidad del transporte en la región.
Sólo datos
Alternativas viales para el tramo K12+770 A K12+900 en la vía Barbosa - Concepción.
(Universidad EIA, 2024) Giraldo Giraldo, Alejandra; Pava Restrepo, Andres
RESUMEN: La vía Barbosa - Concepción, una ruta importante para la movilidad entre estos municipios, ha sido históricamente una carretera rural inadecuada para el creciente tráfico y las demandas de transporte. En 2019, se inició un proyecto de pavimentación con una inversión de 14.334 millones de pesos para mejorar 22 kilómetros de esta carretera, divididos en varias etapas. Sin embargo, la vía enfrenta desafíos significativos debido a su ubicación geográfica y las condiciones climáticas. El documento analiza el estado actual de la vía Barbosa-Concepción, una carretera de importancia crítica para la conectividad de los municipios de Antioquia. A lo largo de los años, esta vía ha sufrido un deterioro progresivo por las condiciones geográficas y climáticas de la región, lo que ha resultado en una infraestructura vial que no puede satisfacer las necesidades crecientes del tráfico vehicular. A pesar de que se han hecho esfuerzos de pavimentación en algunos tramos, las deficiencias estructurales persisten, especialmente en el tramo comprendido entre las abscisas K12+770 y K12+900, donde el estrechamiento de la vía y las condiciones del terreno representan un reto significativo para el tránsito. Este proyecto propone dos alternativas principales para solucionar los problemas de la vía: una nueva variante adyacente al tramo actual y la mejora de la infraestructura existente. Ambas opciones buscan mejorar la capacidad de la carretera, aumentar la seguridad vial y garantizar una solución a largo plazo que reduzca el impacto de los deslizamientos de tierra y el desgaste acelerado del pavimento. Sin embargo, cada alternativa tiene sus propios desafíos técnicos y económicos, lo que hace necesario un análisis detallado costo-beneficio para seleccionar la opción más viable. El análisis técnico se centra en las condiciones iniciales de la vía, la geología del área, con énfasis en las condiciones del terreno, la pendiente longitudinal y la cercanía de cuerpos de agua, como la quebrada La López, que influye en la estabilidad de la vía. Además, se considera el impacto ambiental y social de cada alternativa, teniendo en cuenta las intervenciones necesarias y las posibles afectaciones a las propiedades cercanas. El documento destaca la importancia de la participación comunitaria en la cesión de terrenos y la colaboración en la ejecución de las obras, lo que facilitaría la implementación del proyecto de manera más eficiente. El análisis costo-beneficio sugiere que la nueva variante ofrece ventajas en términos de seguridad y durabilidad de la infraestructura, aunque los costos iniciales de construcción y adquisición de terrenos serían mayores. Por otro lado, el replanteamiento de la vía existente podría resultar más económico y tendría ventajas ambientales, sociales, prediales y en tiempo de ejecución, sin embargo requiere una ejecución cuidadosa para evitar que los problemas actuales persistan. El éxito del proyecto dependerá de la capacidad para gestionar adecuadamente los recursos disponibles y asegurar la sostenibilidad de la infraestructura a largo plazo, beneficiando tanto a los habitantes locales como al desarrollo económico de la región