Ingeniería civilLa ingeniería civil es la disciplina de la ingeniería profesional que emplea conocimientos de cálculo, mecánica, hidráulica y química para encargarse del diseño, construcción y mantenimiento de las infraestructuras emplazadas en el entorno, incluyendocarreteras, ferrocarriles, puentes, canales, presas, puertos, aeropuertos, diques y otras construcciones relacionadas.1 2 3 La ingeniería civil es la más antigua después de la ingeniería militar,4 de ahí su nombre para distinguir las actividades no militares con las militares.5 Tradicionalmente ha sido dividida en varias subdisciplinas incluyendo ingeniería ambiental, ingeniería sanitaria,ingeniería geotécnica, geofísica, geodesia, ingeniería de control, ingeniería estructural, mecánica, ingeniería del transporte,ciencias de la Tierra, ingeniería del urbanismo, ingeniería del territorio, ingeniería hidráulica, ingeniería de los materiales,ingeniería de costas,4 agrimensura, e ingeniería de la construcción.6 Los ingenieros civiles ocupan puestos en prácticamente todos los niveles: en el sector público desde el ámbito municipal al gubernamental y en el ámbito privado desde los pequeños consultores autónomos que trabajan en casa hasta los contratados en grandes compañías internacionales.

Índice

1     Historia de la ingeniería civil   

2     Formación académica   

o 2.1      España   

o 2.2      En Centroamérica y Sudamérica   

3     Ramas de la ingeniería civil   

o 3.1      Ingeniería estructural   

o 3.2      Ingeniería geotécnica   

o 3.3      Ingeniería hidráulica   

o 3.4      Ingeniería del transporte   

o 3.5      Ingeniería de materiales   

o 3.6      Infraestructura vial y pavimentos   

o 3.7      Urbanismo y ordenación del territorio   

o 3.8      Gerencia e ingeniería de construcción   

o 3.9      Ingeniería de minas   

o 3.10      Ingeniería sanitaria   

4     Materias necesarias para un ingeniero civil   

5     Campos de aplicación   

6     Praxis de la ingeniería civil   

7     Véase también   

8     Referencias   

9     Enlaces externos   

Historia de la ingeniería civil

La ingeniería ha sido un aspecto de la vida desde el inicio de la existencia humana. Las prácticas más tempranas de la ingeniería civil podrían haber comenzado entre el 4000 y el 2000 a. C. en el Antiguo Egipto y Mesopotamia cuando los humanos comenzaron a abandonar la existencia nómada, creando la necesidad de un cobijo. Durante este tiempo el transporte empezó a incrementar su importancia, lo que llevó al desarrollo de la rueda y de la navegación.

Hasta la Edad Contemporánea no hay una distinción clara entre ingeniería civil y arquitectura, y el término ingeniero y arquitecto sufrió variaciones refiriéndose a la misma persona, incluso intercambiándose.7 La construcción de las Pirámides de Egipto entre el 2700 y el 2500 a.C. podría considerarse las primeras muestras de construcciones de gran tamaño. Otras construcciones históricas incluyen el sistema de gestión de aguas deQanat,8 el Partenón por Ictino en la Grecia Antigua (447-438 a. C.), la vía Apia por los ingenieros Romanos o la Gran Muralla China en el 220 a.C, o los trabajos de irrigación enAnuradhapura. De todas las civilizaciones antiguas quizás la más desarrollada en ingeniería civil fueron los romanos que fueron pioneros en la construcción de una red de calzadas, acueductos, puertos, puentes, presas y alcantarillados.

Leonhard Eulerdesarrolló la teoría de flexión de vigas.

En el siglo XVIII el término ingeniería civil fue acuñado para incorporar toda la ingeniería para usos civiles en oposición de la ingeniería militar (artillería, balística, construcción de defensas...). En 1747 se crea la escuela de ingeniería civil más antigua del mundo, la École nationale des ponts et chaussées en París, que aún hoy perdura. El primer ingeniero civil autoproclamado fue John Smeaton que construyó el faro de Eddystone.4 6 En 1771 Smeaton y algunos colegas formaron la Smeatonian Society of Civil Engineers, un grupo de profesionales que se reunían diariamente para debatir sobre su profesión. A través de estos encuentros se formaron las sociedades profesionales que conocemos hoy en día.

En España se consideró la necesidad de crear un cuerpo de ingenieros específico que se encargara de las obras públicas, por eso se funda laEscuela Oficial del Cuerpo de Ingenieros de Caminos dirigida por Agustín de Betancourt en 1802. Por aquel entonces México ya había establecido el primer instituto de investigación especializado en la ingeniería civil9 y en 1857 se instituyen las enseñanzas de ingeniero civil en la Academia de San Carlos basándose en los planes de estudios europeos.

Sede de la Asociación de Ingenieros Civiles Británicos en Londres.

Los ingenieros civiles cuentan con un título académico en ingeniería civil. El tiempo de estudio es de 4 años para el título de grado en ingeniería (bachelor de ingeniería en los países anglosajones), que es necesario para poder cursar estudios deposgrado (títulos de máster en ingeniería y doctor en ingeniería).

En la mayoría de los países, el título universitario representa el primer paso a la certificación profesional y el programa de la titulación en si mismo está certificado por un colegio profesional. Después de completar un programa de titulación certificada el ingeniero debe satisfacer una serie de requerimientos (incluyendo experiencia laboral y un examen) antes de ser certificado. Una vez certificado, el ingeniero es designado con el título de ingeniero profesional (en Estados Unidos, Canadá y Sudáfrica), o ingeniero colegiado (en la mayoría de los países de la Commonwealth), ingeniero profesional colegiado (en Australia y Nueva Zelanda) o ingeniero europeo (para algunos países de la Unión Europea). Existen acuerdos internacionales entre colegios de ingenieros que permiten a ingenieros de otros países ejercer fuera de sus fronteras. En España cualquier persona que completa la carrera puede ejercer y colegiarse, sin ningún otro requisito adicional como experiencia o examen.

Las ventajas de la certificación varían dependiendo del sitio. Por ejemplo, en Estados Unidos y Canadá “sólo un ingeniero profesional licenciado puede preparar, firmar y sellar, y entregar un proyecto de ingeniería a una autoridad pública para su aprobación, o sello para clientes públicos o privados”.10 En el estado de Quebec, en Canadá, esto es así. En Reino Unido no existe una legislación tan restrictiva ni en España si bien existen colegios que pueden expulsar a sus miembros por mala praxis y así no poder ejercer. Se supone que todos los ingenieros deben respetar un código ético y que si no lo cumplen se les puede culpar por negligencia.

España

En España, actualmente existen el Grado en Ingeniería Civil (de 4 años y 240 ECTS),11 así como el Máster Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos (de entre 1 y 2 años más y 66 a 120 ECTS), que han relevado a las titulaciones oficiales de Ingeniero Técnico de Obras Públicas e Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos mientras se promulga una nueva regulación de los servicios profesionales. Las titulaciones generalmente incluyen unidades que cubren física, matemáticas, gestión de proyectos, diseño y temas específicos de la ingeniería civil. Inicialmente todas esas asignaturas cubren la mayoría, si no todas, de las subdisciplinas de la ingeniería civil. Los estudiantes entonces eligen especializarse en una o más subdisciplinas en vistas a terminar sus titulaciones.12 Además del Máster Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos, que atribuye las competencias específicas de dicha profesión hasta ahora regulada, las universidades generalmente ofrecen además otros másteres diferentes para mejorar la especialización del ingeniero civil en un área de particular interés dentro de la ingeniería civil.13

En Centroamérica y Sudamérica

Actualmente se estudia 5 años para el “grado en ingeniería civil”, el cual es necesario para cursar estudios de postgrado, como “máster en ingeniería de las estructuras, hidráulica, métodos numéricos”, después el “doctorado”, y posteriormente el “PHD”, las materias necesarias para la obtención del grado de ingeniero civil se clasifican entre matemáticas y ciencias básicas, y materias dirigidas ya a la ingeniería civil como Ciencia[cita requerida].

Ramas de la ingeniería civil

Existen varias especialidades y subdisciplinas dentro de la carrera de ingeniero civil y la mayor parte de los ingenieros civiles trabaja centrado en alguna especialidad. Todas tienen en común la necesidad de conocimientos matemáticos y físicos avanzados y la capacidad de resolver problemas de forma óptima.

Ingeniería estructural

Ingeniería estructural

Áreas del saber resistencia de materiales

Campo de

aplicaciónEdificaciones

Subárea de Ingeniería civil

Burj Dubai, el edificio más alto del mundo, en Dubái.

La ingeniería estructural es una rama clásica de la ingeniería civil que se ocupa del diseño y cálculo de la parte estructural enelementos y sistemas estructurales tales como edificios, puentes, muros (incluyendo muros de contención), presas, túneles y otras obras civiles. Su finalidad es la de conseguir estructuras seguras, resistentes y funcionales. En un sentido práctico, la ingeniería estructural es la aplicación de la mecánica de medios continuos para el diseño de estructuras que soporten su propio peso (cargas muertas), más las cargas ejercidas por el uso (cargas vivas), más las cargas producidas por eventos de la naturaleza, como vientos, sismos, nieve o agua.

Índice

1   Introducción

2   Principios estructurales

3   Elementos estructurales

4   Véase también

IntroducciónLos ingenieros estructurales se aseguran que sus diseños satisfagan un estándar para alcanzar objetivos establecidos de seguridad (por ejemplo, que la estructura no se derrumbe sin dar ningún aviso previo) o de nivel de servicio (por ejemplo, que la vibración en un edificio no moleste a sus ocupantes). Adicionalmente, son responsables por hacer uso eficiente del dinero y materiales necesarios para obtener estos objetivos. Algunos ejemplos simples de ingeniería estructural lo constituyen las vigas rectas simples, las columnaso pisos de edificios nuevos, incluyendo el cálculo de cargas (o fuerzas) en cada miembro y la capacidad de varios materiales de construcción tales como acero, madera u hormigón. Ejemplos más elaborados de ingeniería estructural lo constituyen estructuras más complejas, tales como puentes o edificios de varios pisos incluyendo rascacielos.

Principios estructuralesDebe entenderse como una carga estructural aquella que debe ser incluida en el cálculo de los elementos mecánicos (fuerzas, momentos, deformaciones, desplazamientos) de la estructura como sistema y/o de los elementos que la componen. Las cargas estructurales son generalmente clasificadas como: cargas muertas que actúan de forma continua y sin cambios significativos, pertenecen a este grupo el peso propio de la estructura, empujes de líquidos (como en un dique) o sólidos (como el suelo en un muro de contención), tensores (como en puentes), presfuerzo, asientos permanentes; cargas vivas que son aquellas que varían su intensidad con el tiempo por uso o exposición de la estructura, tales como el tránsito en puentes, cambios de temperatura, maquinaria (como una prensa), acumulación de nieve o granizo, etcétera; cargas accidentales que tienen su origen en acciones externas al uso de la estructura y cuya manifestación es de corta duración como lo son los eventos sísmicos o ráfagas de viento.

Algunos principios básicos del cálculo estructural son:

Aleatoriedad e incertidumbre, sobre el valor de las cargas actuantes, por lo que estas

deben ser tratadas como variables aleatorias por lo que un cálculo estructural seguro

incluye determinar valores estadísticos asociados a la densidad de probabilidad de cada

carga. Así se define el valor característico de una carga F de efecto desfavorable como el

valor tal que:

Para los cálculos se define el valor de dimensionado o valor de cálculo que es un valor

mayorado calculado a partir del valor característico y los correspondientes coeficientes

de seguridad como:

Donde   es el coeficiente de mayoración de fuerzas.

Método de los estados límites , muchas instrucciones técnicas y métodos

recomendados usan este método consistente en identificar un conjunto de

situaciones potencialmente peligrosas para la estructura, cuando el valor de cierta

magnitud supera un cierto umbral. El cálculo estructural consiste en identificar un

conjunto de magnitudes relevantes y comprobar que para todas ellas se cumple

que:

Donde   es valor de cálculo previsto o "valor demando" con una probabilidad alta a

lo largo de la vida útil de la estructura; y   es el valor último (o capacidad máxima)

que es capaz de proporcionar la estructura por sus características. Si el valor de

cálculo previsto no supera en ningún caso la capacidad potencial de la estructura, se

juzga que la estructura mantendrá la integridad estructural y será segura para su uso

establecido. En la práctica   y   son variables aleatorias, por lo que los códigos

de cálculo estructural contienen prescripciones aproximadas asegurar la

probabilidad:   sea suficientemente pequeña.

Hipótesis de carga, dadas las incertidumbres existentes sobre una

estructura, y las diferentes condiciones en que puede trabajar, no resulta

posible determinar mediante un único cálculo o combinación de cargas el

efecto general de las cargas. Por esa razón la mayoría de instrucciones

técnicas establecen diferentes combinaciones de carga, que en su conjunto

reproducen situaciones cualitativamente diferentes que pueden ocurrir

durante la vida útil de una estructura.

Elementos estructuralesArtículo principal: Elemento estructural

Normalmente el cálculo y diseño de una estructura se divide en elementos diferenciados aunque vinculados por los esfuerzos internos que se realizan unos sobre otros. Usualmente a efectos de cálculos las estructuras reales suelen ser divisibles en un conjunto de unidades separadas cada una de las cuales constituyen un elemento estructural y se calcula de acuerdo a hipótesis cinemáticas, ecuaciones de comportamiento y materiales diferenciados.

Los elementos estructurales lineales y bidimensionales más comunes son:

Unidimensionales Bidimensionales

Solicitaciones predominant

esrectos curvos planos curvos

Flexiónviga 

recta, dintel, arquitrabe

viga balcón, arc

o

placa, losa, forjado, muro de contención

lámina, cúpula

Tracción cable tensado catenaria membrana elástica

Compresión pilar muro de carga

Si bien los rascacielos son edificios diseñados por arquitectos, el estudio estructural suele venir de un ingeniero de estructuras que es un área de la ingeniería civil.

Vista del Puerto de Róterdam de noche. Los ingenieros civiles también intervienen en la construcción, diseño y gestión de áreas portuarias.

La ingeniería estructural se encarga de estimar la resistencia máxima de elementos sometidos a cargas variables, cargas permanentes y cargas eventuales (sismos, vientos, nieve, etc.) lo que ha 

generado a su vez varias subdisciplinas: ingeniería sísmica, ingeniería del viento... El objetivo es crear una estructura segura dentro de unos costos óptimos y que cumpla con su cometido.

Ingeniería geotécnica

Ingeniería geotécnica

No debe confundirse con Geoingeniería.

Big Dig de Boston presenta avances geotécnicos en un entorno urbano.

La Ingeniería geotécnica es la rama de la Ingeniería civil e ingeniería geológica que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas, hidráulicas e ingenieriles de los materiales provenientes de la Tierra. Los ingenieros geotécnicos investigan el suelo y las rocas por debajo de la superficie para determinar sus propiedades y diseñar las cimentaciones para estructuras tales comoedificios, puentes, centrales hidroeléctricas, estabilizar taludes, construir túneles y carreteras, etc.

Índice

1   Ingenieros geotécnicos

2   Historia

3   Referencias

4   Véase también

Ingenieros geotécnicos[editar]

Por ello, los ingenieros geotécnicos, además de entender cabalmente los principios de la mecánica y de la hidráulica, necesitan un adecuado dominio de los conceptos básicos de la geología y la geofísica. Es de especial importancia conocer las condiciones bajo las cuales determinados materiales fueron creados o depositados, y los posteriores procesos estructurales o diagenéticos (procesos metamórficos, de sustitución, cristalización, etc.) que han sufrido.

Diseños para estructuras construidas por encima de la superficie incluyen cimentaciones superficiales (zapatas), cimentaciones semiprofundas (pozos), y cimentaciones profundas (pilotes). Presas y diques son estructuras que pueden ser construidas de suelo o roca y que para su estabilidad y estanqueidad dependen en gran medida de los materiales sobre los que están asentados o de los cuales se encuentran rodeados. Finalmente los túneles son estructuras construidas a través del suelo o roca y cuyo método constructivo depende en gran medida de las características del terreno que se verá afectado (tipos y condiciones de materiales atravesados, condiciones hidrogeológicas, etc.) lo que influye a su vez en la duración de la obra y en sus costes.

Los ingenieros geotécnicos también investigan el riesgo para los seres humanos, las propiedades y el ambiente de fenómenos naturales o propiciados por la actividad humana tales como deslizamientos de terreno, hundimientos de tierra, flujos de lodo y caída de rocas.

Historia[editar]

Antiguamente, a la geotecnia se la identificaba como la mecánica de suelos; pero el término se amplió para incluir temas como la ingeniería sísmica, la elaboración de materiales geotécnicos, mejoramiento de las características del suelo, interacción suelo-estructura y otros. Sin embargo, la geotecnia es una de las ramas más jóvenes de la ingeniería civil y, por lo tanto, sigue evolucionando activamente.

Se considera a Karl Terzaghi como el padre de la ingeniería geotécnica y la mecánica de suelos.

La ingeniería geotécnica se encarga de estimar la resistencia entre partículas de la corteza terrestre de distinta naturaleza, granulometría, humedad, cohesión, y de las propiedades de los suelos en general, con el fin de asegurar la interacción del suelo con la estructura. Además realiza el diseño de la cimentación o soporte para edificios, puentes, etc

Ingeniería hidráulica

Ingeniería hidráulicaLa ingeniería hidráulica es una de las ramas tradicionales de la ingeniería civil y se ocupa de la proyección y ejecución de obras relacionadas con el agua, sea para su uso, como en la obtención de energía hidráulica, la irrigación, potabilización, canalización, u otras, sea para la construcción de estructuras en mares, ríos, lagos, o entornos similares, incluyendo, por

ejemplo, diques, represas, canales, puertos, muelles, esclusas, rompeolas, entre otras construcciones.

Índice

1   Áreas de actividad

2   Formación universitaria

3   Ramas de la ingeniería hidráulica

o 3.1   Ingeniería fluvial

o 3.2   Ingeniería sanitaria

4   Referencias

5   Véase también

Áreas de actividad[editar]

Los ingenieros hidráulicos se ocupan de diseñar, construir y operar las obras hidráulicas, valiéndose principalmente de la investigación, dado que la ingeniería hidráulica se sustenta, casi en un 90%, en resultados experimentales. Leonardo Da Vinci afirmaba: «cuando trates con el agua, consulta primero la práctica, y luego la teoría». Mucho se ha avanzado desde entonces, por los dos caminos. Las formulaciones teóricas utilizan en todo momento los instrumentos matemáticos más avanzados de cada época, pero al final aquí y allí, siempre acaba apareciendo un coeficiente empírico, una fórmula empírica, que es la forma que, al final, permite resolver el problema práctico, y que fue determinada en función de experimentos, tanto de laboratorio, como en obras construidas y operantes.

Los ingenieros hidráulicos se ocupan de:

Las llamadas grandes estructuras como, por ejemplo, presas, esclusas, canales

navegables, puertos, etc.

Obras relacionadas con la agricultura, especialización de la ingeniería hidráulica, conocida

como hidráulica agrícola (rama propia de ingeniería agrícola): sistemas de riego,sistemas

de drenaje.

Obras relacionadas con el medio ambiente: presas filtrantes para el control de la erosión,

obras de encauzamiento de ríos

Formación universitaria[editar]

En algunas universidades la carrera de ingeniería civil se divide después de los primeros 2 ó 3 años en diversas especialidades, una de las cuales es la hidráulica. A partir de esta división se van enfatizando temas diferentes para cada especialidad, manteniéndose sin embargo muchos temas comunes para todos los cursos de ingeniería civil. En las titulaciones de ingeniería agrícola también se estudia ingeniería hidráulica, especialmente en las especialidades de recursos hidraúlicos.

Tanto el ingeniero civil como el ingeniero agrícola durante su formación universitaria toman simultáneamente el curso de mecánica de fluidos (precedido por cuatro niveles de cálculo, dos

de física y por estática y dinámica), luego toman un curso de hidráulica de tuberías o flujo a presión y posteriormente un curso de hidráulica de canales abiertos, así como un curso de hidrología. Después, el ingeniero civil toma cursos de acueductos, alcantarillados e ingeniería de puertos y costas, mientras que el ingeniero agrícola toma cursos de diseño de sistemas de riego, diseño de sistemas de drenaje y paralelamente con el ingeniero civil cursos de estructuras hidráulicas. Tanto el ingeniero civil como agrícola son los únicos profesionales idóneos para desarrollar obras hidráulicas y para tomar cursos de especialización, maestría o doctorado en el área de Recursos Hidráulicos o ingeniería hidráulica.

Ramas de la ingeniería hidráulicaLos temas tratados por la ingeniería hidráulica, siendo muy ámplios, naturalmente permiten la especialización en los diversos temas. Estas especializaciones se logran mediante cursos de post-grdo, maestrias, y doctorados. Algunas de estas ramas se presentan a seguir.

Ingeniería fluvial[editar]

El ingeniero hidráulico con especilización en hidráulica fluvial estudia las intervenciones del hombre sobre los ríos, ya sea para la adecuación al sistema de aprovechamientos del recurso hídrico, la disminución de riesgos de daños por inundación, o bien por la intersección del río con una obra de infraestructura (carretera, ferrocarril, conducciones, etc.).1

El ingeniero fluvial debe tener también conocimientos de hidrología, transporte sólido, dinámica fluvial y geomorfología fluvial.

Ingeniería sanitaria[editar]

La ingeniería sanitaria, por su importancia, es considerada en muchos países como una carrera separada, en otros países es considerada una especialización de la ingeniería hidráulica y la Ingeniería Civil. Se ocupa de diseñar, construir y operar:

Sistemas de abastecimiento de agua potable, en todos sus componentes, destinados a la

captación, del agua desde ríos o lagos, relacionándose aquí con la ingeniería fluvial, hasta

la distribución del agua potabilizada a los usuarios.

Sistemas de alcantarillado sanitario y plantas de tratamiento de aguas servidas,

incluyendo las estructuras destinadas a la devolución del agua ya tratada adecuadamente

al ambiente.

Sistemas de gestión integral de residuos sólidos.

El Ingeniero sanitario tiene sólidos conocimientos de hidráulica, y además domina los procesos físico químicos y bacteriológicos relacionados con el tratamiento del agua, tanto para su potabilización, como para su descontaminación antes de ser devuelta al ambiente.

Además del estudio de presas, en la ingeniería hidráulica se estudian tuberías, canales, fenómenos marítimos y cualquier estructura que tenga que se vea afectada por el agua.

La ingeniería hidráulica (también conocida como ingeniería de recursos de agua) es una de las ramas más antiguas de la ingeniería civil, ya que está presente desde los romanos tradicionales. Se ocupa de la proyección y ejecución de obras relacionadas con el agua, sea para su uso, como en la obtención de energía hidráulica, la irrigación, canalización u otras, sea para la construcción de estructuras en mares, ríos, lagos, o entornos similares, incluyendo, por ejemplo, diques, represas, canales, puertos, muelles, rompeolas, entre otras construcciones. También hace referencia a las máquinas hidráulicas.

Ingeniería del transporte

La ingeniería del transporte se encarga del estudio de tráficos, movilidad y transporte de las poblaciones con el objetivo de aumentar el confort, disminuir el tiempo de recorrido y aumentar la seguridad en los trayectos de personas.

Se entiende por ingeniería del transporte el conjunto de conocimientos, habilidades, destrezas, prácticas profesionales, principios y valores, necesarios para satisfacer las necesidades sociales sobre movilidad de personas y bienes. La ingeniería del transporte es una especialidad de la 

profesión de ingeniería civil, basada en la aplicación de las ciencias físicas, matemáticas, la técnica y en general el ingenio, en beneficio de la sociedad.

Hasta hace muy poco, el estudio del transporte urbano de personas se basaba principalmente en el diseño, operación y mantenimiento de vías para automóviles. Las problemáticas contemporáneas fundadas en la sostenibilidad (escasez de recursos naturales como el petróleo, el calentamiento global y la calidad de vida en las ciudades) ha hecho que esta disciplina cambie hacia una visión multidisciplinaria del transporte, donde el transporte público y el transporte en modos activos (bicicletas y peatones) ha cobrado una inmensa importancia.

Ingeniería de materiales

Uno de los aspectos más importantes de la ingeniería civil es la ingeniería de materiales. Esta rama de la ingeniería civil estudia las propiedades de los materiales utilizados en la construcción de obras civiles como el concreto hidráulico, el concreto asfáltico, el acero y los polímero, entre muchos otros.

Infraestructura vial y pavimentos

Es el área de la ingeniería civil encargada del diseño y mantenimiento de las vías y sus estructuras. Un ingeniero especializado en Infraestructura vial y pavimentos debe tener conocimientos en las siguientes áreas:

Diseño geométrico de vías   

Diseño de pavimentos (tanto rígidos como flexibles) y su optimización.

Ingeniería de materiales

Véase también: Firme

Véase también: Pavimento

Urbanismo y ordenación del territorio

Gerencia e ingeniería de construcción

Es la rama de la ingeniería civil que se encarga de realizar las estimaciones de cuanto costará determinado proyecto, del tiempo que tardará en realizarse una obra, de tramitar los permisos correspondientes al momento de iniciar un proyecto, de elaborar contratos entre propietario e ingeniero, de realizar inspecciones para corroborar que todo se haga de acuerdo a los planos y especificacionespredeterminados, de realizar el calendario de actividades por el cual se regirá el contratista para realizar la obra, de realizar la gerenciadel proyecto entre otros aspectos.

La Gerencia de Construcción tiene sus exigencias. En ella se requieren personas inteligentes que tengan:

Habilidad de trabajar en equipo.

Visión clara del proceso.

Sistemas que les faciliten el manejo de los detalles.

Trabajar bien con las demás personas es esencial: independientemente de lo brillante que podamos ser, las cosas van a salir mal si los demás no desean nuestro éxito y nuestro éxito esta íntimamente ligado al éxito del proyecto.

El hecho de ser inteligente constituye una buena ayuda, pero generalmente, la gente inteligente prefiere manejar conceptos y delegar los detalles a los demás. En la Gerencia de Construcción se requieren ambas cualidades: inteligencia para manejar los conceptos generales de la conducción del proyecto y diligencia para estar al pendiente de todos los detalles.

La Gerencia de Proyecto debe ayudarse de las computadoras, estas pueden encargarse de organizar y manejar los detalles, pero es el hombre el que plantea los problemas, el que juzga y el que produce los resultados, línea por línea, partida por partida.

Ingeniería de minas

La ingeniería de minas es la rama de la ingeniería que se ocupa de la extracción de los recursos minerales. Teniendo en cuenta la mayor especialización que cada vez requiere la sociedad. La ingeniería de minas centra sus esfuerzos en actividades como:

La extracción mediante técnicas y labores mineras de los recursos minerales. El conocimiento y el uso en la ingeniería de explosivos.

Obtención de licencias y ejecución de planes de labores así como planificación.

Ingeniero de operaciones in situ en mina.

Un ingeniero en minas se especializa en dirigir los trabajos de desarrollo, preparación y explotación de los minerales, además de diseñar las minas para el óptimo aprovechamiento de estos recursos naturales no renovables.

Ingeniería sanitaria

La ingeniería sanitaria, por su importancia, es considerada en muchos países como una carrera separada, en otros países es considerada una especialización de la ingeniería hidráulica y la ingeniería civil. Se ocupa de diseñar, construir y operar:

Sistemas de abastecimiento de agua potable, en todos sus componentes, destinados a la captación, del agua desde ríos o lagos, relacionándose aquí con la ingeniería fluvial, hasta la distribución del agua potabilizada a los usuarios.

Sistemas de alcantarillado sanitario y plantas de tratamiento de aguas servidas, incluyendo las estructuras destinadas a la devolución del agua ya tratada adecuadamente al ambiente.

Sistemas de gestión integral de residuos sólidos.

El ingeniero sanitario tiene sólidos conocimientos de hidráulica, y además domina los procesos físico químicos y bacteriológicos relacionados con el tratamiento del agua, tanto para su potabilización, como para su des-contaminación antes de ser devuelta al ambiente.

Anexo: Materias de la ingeniería civil

Las materias básicas que se imparten en una carrera de ingeniería civil son:

Cálculo Diferencial

Geometría

Matemáticas Discretas

Cálculo Integral

Física: Dinámica

Cálculo Multivariable

Cálculo Vectorial

Química

Ecuaciones Diferenciales

Métodos Numéricos

Física: Fluidos

Física: Ondas Mecánicas

Física: Ondas Sonoras

Física: Electricidad y Electromagnetismo

Hidráulica

Algebra Lineal

Resistencia de Materiales

Probabilidad y Estadística

Métodos Numéricos Aplicados

Materiales de Construcción

Tecnología del Hormigón

Tecnología de la Madera

Topografía

Geología

Hidráulica

Mecánica de Suelos

Cálculo Estructural

Elementos Finitos

Hidrología

Construcciones

Diseño Hidráulico

Diseño Geométrico de Carreteras

Pavimentos

Diseño Sismoresistente

Geotecnia

Administración de Obras

Dibujo Técnico

Ingeniería Ambiental

Materias Relacionadas

Programación y Electricidad Básicas

Ética, y Ciudadanía

Expresión Gráfica

Metodología de la Investigación

Contratación Pública

Marketing

Información y Comunicación

Desarrollo de Emprendedores

Fiscalización de Obras y Estudio de las mismas

Gestión de Proyectos

Administración de Proyectos

Análisis Estructural

Puentes

Estructuras Metálicas

Construcción

Costos y Programación

Campos de aplicación

Puente de La Vicaria cerca de Yeste (Albacete).

Obra civil: construcción de un falso túnel en Burgos.

Su campo de aplicación es muy amplio. Estarían, por ejemplo, las infraestructuras del transporte:

Aeropuertos   

Autovías   

Carreteras   

Vías férreas   

Puertos   

Puentes   

Redes de transporte urbano   

Las obras hidráulicas:

Alcantarillado   

Azudes   

Canales    para el transporte de agua potable o regadío

Canales de navegación   

Canalizaciones    de agua potable

Centrales hidroeléctricas   

Depuradoras   

Diques   

Esclusas   

Muelles   .

Presas   

La intervención sobre problemas de estabilidad del terreno.

Las estructuras que componen las obras anteriores:

Terraplenes   

Desmontes   

Obras de contención de terreno

Túneles   

Zapatas   

Pilares   

Vigas   

Estribos    de puentes

En general, las obras de ingeniería civil implican el trabajo una gran cantidad de personas (en ocasiones cientos y hasta miles) a lo largo de lapsos que abarcan desde unas pocas semanas o meses hasta varios años.

Debido al elevado costo de los trabajos que se acometen (piénsese en el coste de una autovía o de una línea de ferrocarril) buena parte de los trabajos que se realizan son para el Estado, o bien para grandes compañías que pretenden la explotación de una infraestructura a largo plazo (autopistas y túneles de peaje, compañías de ferrocarril, etcétera). Sin embargo, sus técnicas son también aplicadas para obras semejantes a las anteriores pero de más pequeña escala, como podrían ser:

La contención de un terreno difícil en la excavación para la cimentación de un edificio.

La ejecución de la estructura de un edificio.

El diseño y ejecución de los sistemas de distribución de agua potable y alcantarillado de una pequeña población (incluyendo las estaciones de tratamiento de agua potable(ETAP), equipos de bombeo, estaciones de depuración de aguas residuales (EDAR), etc.

El diseño y urbanización de las calles de una pequeña población

Además, son también competencia de un ingeniero civil:

La planificación, diseño y control de los sistemas de transporte urbano, incluyendo el diseño de intercambiadores y la creación de nuevas líneas o modificación de las existentes.

Adopción de nuevos sistemas de transporte que no existan en ese momento, como líneas de metro o metro ligero (más comúnmente conocido como tranvía).

La elaboración de estudios y trabajos relacionados con el transporte y la logística.

La elaboración de estudios, planes y proyectos urbanísticos, de ordenación territorial y medioambientales.

Planificación, ejecución y administración de plantas de tratamiento o incineración de residuos y vertederos.

Labores auxiliares de ingeniería (control de calidad, ensayos de laboratorio, supervisión de temas de seguridad y salud).

Mantenimiento de todas las anteriores

De esta forma, un ingeniero civil no se limita a las grandes obras de infraestructura, muy raras debido a su elevado coste.

Praxis de la ingeniería civil

Obra civil: metro ligero en Bilbao.

El trabajo de un ingeniero civil comienza al advertirse una determinada necesidad (un nuevo dique en un puerto, la ampliación o construcción de una carretera, una presa que de continuidad y estabilidad al caudal de un río…). En esta etapa de planificación, los ingenieros civiles trabajan en forma integrada con otros profesionales y autoridades nacionales o locales con poder de decisión.

Entra entonces el trabajo de recopilación de los datos necesarios para el diseño de una solución a dicha necesidad, datos que pueden ser topográficos (medición de la superficie real del terreno), hidrológicos (pluviometría de una cuenca, caudal de un río, etc.), estadísticosaforos de las carreteras o calles existentes, densidades de población), etcétera.

Para esta finalidad los diseños de las obras y sistemas más complejos se hacen en varias etapas. La primera etapa denominada de pre-factibilidad, se encarga de analizar el mayor número de soluciones posibles. Es en esta etapa en la cual los organismos competentes decidirán por ejemplo: el emplazamiento de un puerto, el trazado general de una carretera o tomarán la decisión respecto a si construir una vía férrea para transporte de minerales o un mineroducto. Para la toma de decisiones se consideran, entre otros, los siguientes puntos de vista: dificultad de la obra; costo de la obra; impacto ambiental producido por la obra. El estudio de pre-factibilidad involucra un equipo multidisciplinario de técnicos, donde además de ingenieros civiles participan ingenieros eléctricos, mecánicos, geólogos, economistas, sociólogos, ecologistas. Como resultado de esta fase se escogen 2 o 3 soluciones para detallarlas en la etapa siguiente.

En la siguiente etapa, llamada factibilidad técnico- económica, ya se avanza mucho en los detalles constructivos, en la determinación de los costos, en el crono-grama de construcción y en el flujo de caja necesario para la ejecución de la obra. En esta etapa tienen mucho peso las investigaciones de campo para detectar dificultades específicas relacionadas con la geología de las áreas en las que se intervendrá, y se detallarán los impactos ambientales, incluyendo tanto la parte física como la abiótica y la social. En general es en esta fase que se escoge la solución definitiva, que será detallada en la etapa de diseño definitivo o proyecto ejecutivo.

El edificio Alto Río, de 20 pisos,Concepción, colapsó producto del terremoto de Chile de 2010, tras uno de los sismos de mayor magnitud del mundo (8.8 MW).

Viene entonces el trabajo real sobre el terreno: acondicionar éste para que sea capaz de soportar las estructuras que se van a construir sobre él (llegándose en ocasiones a sustituir el terreno por otro de mayor capacidad portante si el existente no cumple las condiciones necesarias), movimientos de tierras (desmontes y terraplenes), construcción de las estructuras (pilotes, zapatas, pilares, estribos, vigas, muros de contención).

Sin embargo, todos estos pasos rara vez se dan de forma fluida ni, mucho menos, competen a un mismo equipo de ingeniería. Así, a menudo son los ingenieros de la Administración correspondiente los que detectan la necesidad que se tratará de solventar, mientras que en otras ocasiones la obra viene incluida dentro de un plan de actuación político (no siempre con una clara justificación técnica).

Si la obra a acometer es de gran envergadura la Administración no la ejecuta, sino que sus ingenieros elaboran un anteproyecto que es sacado a subasta pública. Entonces son los ingenieros de las diferentes empresas constructoras los que, a partir de las prescripciones técnicas del anteproyecto, elaboran diferentes alternativas. Las alternativas ofrecidas por las constructoras pueden ser muy distintas al anteproyecto y entre sí, pues cada empresa hace uso de la maquinaria y procedimientos que le son más conocidos, y la Administración elegirá la más barata de las opciones que cumplan las exigencias.

Los ingenieros que lleven a cabo la obra no tienen por qué ser (ni, generalmente, son) los que la hayan diseñado. La empresa constructora puede decidir también sub-contratar diferentes trabajos a otras empresas, con lo que puede llegar a haber a diferentes empresas para una misma obra (una ejecuta los movimientos de tierras, otra las estructuras de hormigón…) cada una con su correspondiente departamento de ingeniería y su correspondiente equipo de ingenieros en obra.

Muy a menudo, debido a lo imprevisible del terreno se producen problemas a pie de obra que obligan a realizar modificaciones en el proyecto; en otras ocasiones la Administración puede decidir variar algunas condiciones o exigencias a medida que la obra se desarrolla y se observan problemas o posibilidades que no se habían estudiado o que en el momento en que se elaboró el anteproyecto no se consideraron importantes. Puede ocurrir que una nueva infraestructura obligue a hacer modificaciones o surja la posibilidad de que dos obras diferentes, construidas por 

empresas diferentes (por supuesto con diferentes equipos de ingenieros) sean ejecutadas en conjunto.

Todo esto puede dar idea de la gran cantidad de variables que afectan al trabajo de ingeniería civil . Por suerte, las obras de gran envergadura son raras, y más frecuentemente el ingeniero civil se limita a la supervisión de la obra y a la toma de decisiones concretas en problemas concretos que no afectan al desarrollo o presupuesto general de la obra. Así, trabajos como la contención de un terreno de características habituales, la colocación de una viga pre tensada o la ejecución de un firme, son trabajos rutinarios que no implican cambios significativos en el proyecto.