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recursos hidraulicos
Se estima que unos 1.100 millones de personas carecen de suficiente agua potable y que otros 2.400 millones no tienen acceso al saneamiento. Se calcula que en el año 2050 al menos una de cada cuatro personas vivirá en un país afectado por la escacez crónica o recurrente de agua dulce, escacez que puede deberse a la utilización poco eficiente, la degradación del agua por la contaminación o la sobreexposición de los acuíferos subterráneos. Hay que adoptar medidas oara administrar mejor los exiguos recursos de agua dulce, especialmente la oferta y la demanda de agua, así como su cantidad y calidad.
Desde hace tiempo las Naciones Unidas se ocupan de la crisis mundial causada por la creciente demanda de agua para satisfacer las necesidades humanas, comerciales y agrícolas. La Conferencia de las Naciones Unidas sobre Agua (1977), la Conferencia Internacional sobre Agua y Medio ambiente (1992), laCumbre para la Tierra (1992) y el Decenio Internacional del Agua Potable y del Saneamiento Ambiental (1981 - 1990) se centraron en este recurso vital. Durante el Decenio se ayudó a unos 3.000 millones de personas de países en desarrollo a obtener acceso al agua potable. Al declarar 2003 Año Internacional del agua Dulce, las Naciones Unidas tuvieron por objetivo sensibilizar a la opinión pública de todo el mundo sobre estos problemas, y en el primer Informe de las Naciones Unidas sobre el desarrollo de los recursos hídricos en el mundo (2003) se analizaron los datos y las tendencias que afectaban al agua dulce del planeta.
En diciembre de 2003, la Asamblea General de las Naciones Unidas proclamó el Decenio Internacional para la Acción, "El agua, fuente de vida" 2005 - 2015", cuyo principal objetivo consiste en promover las actividades encaminadas a cumplir para los 2015 los compromisos contraídos en relación con el agua y cuestiones conexas.
Esos compromisos incluyen los objetivos de desarrollo del Milenio de reducir a la mitad para 2015 el número de personas que viven sin acceso al agua potable y detener la explotación no sostenible de los recursos hídricos. En la Cumbre Mundial celebrada en Johannesburgo en 2002, se aprobaron otros dos objetivos: fomentar la ordenación integrada de los recursos hídricos y elaborar planes sobre la utilización eficaz del agua para 2005 y reducir a la mitad para 2015 el número de personas que no tienen acceso al saneamiento básico.
ONU-Agua está coordinando este decenio internacional. ONU-Agua es el mecanismo interinstitucional de todo el sistema de las Naciones Unidas que reúne a los organismos, departamentos y programas pertinentes que participan en las cuestiones relativas al agua.
En el 2006, el Informe sobre Desarrollo Humano "Más allá de la escasez: Poder, pobreza y la crisis mundial del agua" enfocó sus esfuerzos en el agua como un tema que tiene profundas repercusiones para el potencial humano y el progreso hacia los Objetivos de Desarrollo del Milenio.
En el Perú
En el Perú, las Naciones Unidas vienen trabajando desde diversos frentes en el tema. Uno de ellos es elPrograma de Agua y Saneamiento del Banco Mundial, destinado a ayudar a los pobres a lograr acceso sostenido a servicios de agua y saneamiento mejorados. El Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo en el Perú realiza proyectos dentro de su área de acción dedicada a la Energía y Medio Ambiente. LaOrganización Panamericana de la Salud, organismo especializado de las Naciones Unidas, y su Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente - CEPIS, se enfocan en el agua y el saneamiento.
El convenio de Cooperación Técnica entre la Organización Panamericana de la Salud (OPS/OMS) y la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación (COSUDE) en pro del mejoramiento de las condiciones sanitarias de las áreas rurales del Perú que conduce la Representación de la OPS/OMS en el Perú con apoyo del SDE/CEPIS, ha permitido elaborar desde 1997 documentos sobre tecnología apropiada de agua y saneamiento para el medio rural y las pequeñas ciudades.
Desde el 2007, el Programa de Agua y Saneamiento del Banco Mundial en conjunto con el Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento está implementando la Iniciativa Cultura del Agua en el Perú, para promover el uso racional de los recursos hídricos, con el objetivo de fortalecer los procesos de formación y participación ciudadana en torno al consumo responsable del agua.
Con la participación entusiasta de los sectores público y privado, se inició el 28 de septiembre del 2009 lacampaña nacional “Manos limpias, niños sanos”, que apoya la Iniciativa Lavado de Manos (ILM) y que se desarrollará durante un año en cerca de 900 distritos de 23 regiones del país, con el objetivo de promover hábitos correctos de higiene vinculados al uso del jabón durante el lavado de manos en niños y niñas de familias de escasos recursos.
CONCRETO PREESFORZADO
En las secciones anteriores se ha mencionado la debilidad del concreto para resistir tensión. El refuerzo convencional solo puede usarse económicamente si se acepta fisuración en el concreto. El preesforzado es una solución alterna a este problema y permite que los miembros se mantengan sin fisuración en un rango de cargas más amplio, con ventajas adicionales de deflexiones pequeñas y una durabilidad mucho mayor, por su menor fisuración y la posibilidad de cubrir mayores luces, para la misma altura. El principio básico del preesforzado consiste en aplicar una fuerza de compresión en la sección, que contrarreste los esfuerzos de tracción producidos por la flexión. Este preesfuerzo es aplicado generalmente mediante una fuerza excéntrica producida por un cable paralelo o con inclinación ligera respecto al eje del elemento. Estos cables de acero de alta resistencia denominados tendones, pasan a lo largo del elemento y transmiten su fuerza generalmente en los extremos; pueden ser alambres o hilos individuales (usualmente de diámetro 5mm) o torones trenzados de 7 hilos (generalmente de diámetros de 3/8, 1/2 o 5/8 pulgadas). Según el momento de aplicación del preefuerzo al concreto se consideran dos clases: concreto pretensado, concreto postensado.
Los tendones en el concreto pretensado están adheridos al concreto a lo largo del elemento, como en el refuerzo no tensionado y transmiten su fuerza por adherencia. Para construir un elemento pretensado es necesario que antes de colocar el concreto se mantengan tensionados los tendones o alambres entre anclajes externos, hasta que el concreto se haya endurecido; entonces se pueden liberar los tendones y se produce la transmisión del preesfuerzo al elemento (figura 2.12).
Los tendones postensados se tensionan después de que el concreto de la viga se ha endurecido y se anclan mecánicamente en los extremos, mediante cuñas.
Es necesario que antes de colocar el concreto se haya dejado un ducto con los tendones dentro de la viga; en algunos pocos casos los tendones pueden ir por fuera; este sistema denominado «postensado exterior» es muy usado para la repación o mejoramiento de la capacidad de carga de puentes o estructuras (figura 2.13).
En cambio, el pretensado se usa para elementos livianos que se pueden construir en planta y transportar fácilmente.
Figura 3.15 Uso de viguetas pretensadas en sistemas de piso aligerados
MADERA LAMINADA
A medida que se han ido agotando los árboles robustos en los bosques debido a la sobreexplotación o a que algunos países han prohibido su explotación y a que la sociedad ha ido demandando estructuras que soporten cargas y luces mayores, las secciones grandes que pueden extraerse de los bosques existentes son difíciles de obtener con maderas aserradas. El avance tecnológico en los pegantes ha permitido que la madera pueda unirse, tanto en los extremos como lateralmente; así se han desarrollado productos como la madera terciada, aglomerada, laminada.
La madera laminada (gluelam) está constituida por láminas o duelas de espesor pequeño, de longitudes diversas, ensambladas mediante uniones múltiples, tipo «finger joints», y pegadas unas a otras, para la obtención de elementos macizos de sección rectangular. Este sistema permite obtener elementos de características superiores a las maderas tradicionales, debido a la eliminación de defectos en las duelas. Por el proceso de fabricación, que no permite continuidad en la fibra, se obtienen elementos más estables dimensionalmente y con menores deformaciones. Es un material adecuado para conformar las estructuras de las cubiertas de espacios con grandes luces, más liviano y resistente que la madera original, con una relación resistencia a peso superior. Se puede trabajar en distintas formas, siendo las más usuales la viga, el arco triarticulado y los marcos; se pueden obtener elementos de cualquier longitud y sección.
La laminación permite la construcción de vigas con sección variable, que responden a la variación de los momentos y por ende de los esfuerzos, concentrando mayor cantidad de material en las zonas de tensión y compresión de la viga, dejando la zona intermedia de la sección con menor cantidad de material (más estrechas) o con maderas de menor calidad.
Aunque las gluelam ofrecen grandes ventajas sobre las maderas aserradas, tienen algunas desventajas asociadas a su uso. Puesto que el proceso de pegado requiere un control de calidad estricto y cierto grado de sofisticación tecnológica, es necesario contar con personal especializado e instalaciones que permitan una manufactura con buen control de calidad. Esto hace que las maderas laminadas sean en general más costosas que las maderas aserradas. Cuando se comparan las maderas comerciales de longitudes semejantes, la madera laminada no es competitiva económicamente frente a la madera aserrada. Sin embargo, la madera laminada le ofrece a los diseñadores estructurales y arquitectos constructores una opción útil e importante para planear construcciones de madera de grandes dimensiones.
Aunque ha sido un material poco usado en el país, existen algunas estructuras importantes, importadas, como los arcos triarticulados que soportan los pabellones de la Feria de Exposiciones (Corferias) y el Laboratorio de Modelos Hidráulicos en la Universidad Nacional en Bogotá. Recientemente, se han empezado a producir en el país, elementos en madera laminada, a partir de duelas de variedad pino pátula, para algunas estructuras, con vigas de secciones desde 10x20 cm hasta 70 cm y arcos y marcos. Aunque el costo es superior a los sistemas tradicionales, el peso reducido y la apariencia estética de los elementos la hacen más popular en auditorios o sitios de reunión, en los cuales las condiciones estéticas son importantes.
La madera laminada es considerada como uno de los materiales de mejor comportamiento y más seguros frente al fuego, en caso de incendio. Aunque tiene una mala reacción frente al fuego, sin embargo su resistencia al fuego es excelente, garantizando un tiempo suficiente para obtener la evacuación de bienes y vidas. Este tiempo es conocible desde el proyecto, por lo que puede predecirse su comportamiento. Con otros materiales no es previsible el comportamiento del edificio frente al fuego. La formación de una costra de carbón de madera en la superficie de la madera, disminuye la conductividad térmica, protegiendo de la combustión al elemento de madera por un tiempo relativamente largo, manteniendo su estabilidad estructural. Los elementos de materiales de alta conductividad, como el acero, aluminio, pierden rápidamente sus características estáticas, si no son protegidos suficientemente por costosas capas protectoras, en caso de aumentos de temperatura.
LA MADERA ESTRUCTURAL
La madera es un material natural, de poco peso y buena resistencia, pero de propiedades mecánicas muy variables. Aunque es combustible, sus propiedades mecánicas no se afectan con el fuego, como sí ocurre con los materiales metálicos como el acero y el aluminio. Es muy susceptible a los cambios de humedad y al ataque de insectos; sin embargo esta desventaja puede eliminarse con tratamientos químicos adecuados mediante el proceso de inmunización.
Aunque la madera ha sido un material muy abundante en nuestro país, su uso se ha dedicado principalmente a la carpintería para muebles o acabados arquitectónicos, a la exportación, y como combustible en las regiones rurales y semi-urbanas. La madera como material estructural se usa poco e inadecuadamente en muchas de las regiones del país. No hay en el país una cultura ingenieril bien difundida para el uso de la madera como material estructural con buen conocimiento de los métodos y elementos de unión de los elementos.
Existen algunos pocos diseñadores y constructores en el país que sí aprovechan eficientemente las propiedades estructurales de nuestras maderas y algunos arquitectos que las usan ampliamente.
Tal vez debido a la popularización del acero en las estructuras de techos, se abandonó la práctica constructiva con madera. Aún existen ejemplos importantes de cubiertas soportadas por grandes arcos y cerchas de madera en nuestras ciudades. Edificaciones como la antigua estación terminal del cable Manizales-Mariquita en Manizales, donde hoy funciona la carrera de Arquitectura de la Universidad Nacional, construida en una época en que la tecnología de protección y manejo de la madera era precaria, son un ejemplo del uso y aprovechamiento de la madera como material estructural, para las actuales y futuras generaciones de ingenieros y arquitectos.
La Universidad Nacional sede Manizales editó el texto: El concreto y otros materiales para la construcción, Ing. Libia Gutiérrez de López, el cual en su capítulo 5 incluye una descripción de las características físicas, defectos, clasificación visual y propiedades mecánicas de la madera, cuyo texto está disponible para el lector universitario.
El TÍTULO G de la Norma sismorresistente colombiana, incorpora las recomendaciones del Manual del Acuerdo de Cartagena, en cuanto a los grupos de clasificación de la madera estructural, esfuerzos permisibles y otros detalles para el diseño, que incluimos a continuación.
CLASIFICACIÓN DE LAS MADERAS ESTRUCTURALES La clasificación de las maderas estructurales de acuerdo a la NSR-98 se hace en función de la densidad básica (Db).
El grupo A corresponde a las maderas de mayor resistencia, con densidades en el rango de 710 a 900 kg/m3.
El grupo B corresponde al intermedio, con densidades entre 560 y 700 kg/m3.
El grupo C es el de menor resistencia, con densidades entre 400 y 550 kg/m3.
Teniendo en cuenta que el peso de la madera varia con el contenido de humedad, se define la densidad básica (Db) como la relación entre la masa seca (anhidra) y el volumen húmedo de la muestra. Las especies de un mismo grupo se supone que reúnen individualmente las características del grupo, pero no siempre tienen características similares de trabajabilidad y durabilidad naturales. Puede decirse que para especies con densidades superiores a 800 kg/m3 la madera no requiere tratamientos preservadores.
UNIONES La estabilidad de las estructuras de madera depende fundamentalmente de la capacidad de las uniones. Similar a lo que sucede con las estructuras metálicas, la predicción del comportamiento de ellas es muy compleja por lo que los diseños se basan en normas obtenidas a partir de ensayos experimentales. Las uniones más usadas en nuestro medio son con puntillas y pernos; ejemplos y métodos de cálculo pueden verse en el Manual de diseño de maderas del Pacto andino, antes mencionado.
Figura 3.18 estudio de uniones en modelos a escala reducida de madera estructural en los trabajos dirigidos de los cursos de ingeniería civil de la UNI.
EL ACERO ESTRUCTURAL
Es el material estructural más usado para construcción de estructuras en el mundo. Es fundamentalmente una aleación de hierro (mínimo 98 %), con contenidos de carbono menores del 1 % y otras pequeñas cantidades de minerales como manganeso, para mejorar su resistencia, y fósforo, azufre, sílice y vanadio para mejorar su soldabilidad y resistencia a la intemperie. Es un material usado para la construcción de estructuras, de gran resistencia, producido a partir de materiales muy abundantes en la naturaleza. Entre sus ventajas está la gran resistencia a tensión y compresión y el costo razonable.
A pesar de la susceptibilidad al fuego y a la intemperie es el material estructural más usado, por su abundancia, facilidad de ensamblaje y costo razonable; en Colombia su mayor uso como material estructural ha correspondido a las varillas usadas en el concreto reforzado y a los perfiles livianos usados en estructuras de techos.
Solo a partir de 1991 con la Apertura Económica se han empezado a construir, de nuevo, edificios con perfilería de acero de alto peso, los cuales se habían dejado de construir en el país en los años sesenta.
La industria de la construcción ha desarrollado diferentes formas de secciones y tipos de acero (figura 2.8) que se adaptan más eficientemente a las necesidades de la construcción de edificios.
Las aplicaciones comunes del acero estructural en la construcción incluyen perfiles estructurales de secciones: I, H, L, T, [, , 0, usadas en edificios e instalaciones para industrias; cables para puentes colgantes, atirantados y concreto preesforzado; varillas y mallas electrosoldadas para el concreto reforzado; láminas plegadas usadas para techos y pisos.
Como el acero tiene propiedades prácticamente idénticas a tensión y compresión, por ello su resistencia se controla mediante el ensayo de probetas pequeñas a tensión. Los elementos de acero pueden unirse fácilmente, mediante soldadura, pernos o remaches.
Figura 3.2: secciones comerciales del acero estructural, tomado de White, ref. 18
La “fatiga” puede reducir la resistencia del acero a largo plazo, cuando se lo somete a gran número de cambios de esfuerzos y aún fallarlo frágilmente, por lo que en estos casos deben limitarse los esfuerzos máximos. El acero más comúnmente usado es el denominado A-36, que tiene un un punto fluencia de 36000 psi (2530 kgf/cm2), aunque modernamente la tendencia es hacia un acero de resistencia superior, el A-572 de punto de fluencia de 50.000 psi.
Las características estructurales del acero estrucutral tipo A-36 se pueden apreciar en las curvas “esfuerzo-deformación unitaria” a tensión, mostradas. En ella se muestran, también, los aceros estructurales A572 y A-36 fabricados por Acerías de Caldas (ACASA) en la región.
Figura 3.3: curvas esfuerzo-deformación en aceros estructurales, adaptada de White, ref. 18
En la figura se pueden ver varias zonas:
Un comportamiento elástico hasta un esfuerzo alto. Se aplican las relaciones lineales entre el esfuerzo y la deformación, definidas por la Teoría de la Elasticidad. Los parámetros básicos son el Esfuerzo de Fluencia (fy) y la deformación unitaria de fluencia (Ey).
Una zona de comportamiento plástico, en la cual el esfuerzo permanece prácticamente constante, pero aumenta continuamente la deformación unitaria.
Un punto de falla o de ruptura. La deformación unitaria en la falla es de 0,20 (curva inferior de la figura) para el acero estructural usado corrientemente en la construcción de estructuras.
Los aceros de "alta resistencia" como los usados para los cables de preesforzado (fig.2.9 parte alta) y aceros especiales, no presentan la fluencia definida que se muestra en la figura para los aceros tipo A-36 (curva inferior de la figura), ni tienen el grado de ductilidad del acero estructural. En ellos, el esfuerzo de fluencia no se presenta tan claro como en los tipo A-36 y debe definirse. El acero para preesforzado tiene la resistencia más alta de las mostradas: fpu = 240 ksi (240.000 psi = 17.500 kgf/cm2). Su comportamiento puede compararse con el de los plásticos reforzados con fibras (FRP) que se muestra en la figura 2.22 de este capítulo.
La deformación del acero a partir de la fluencia es denominada ductilidad. Esta es una cualidad muy importante en el acero como material estructural y es la base de los métodos de diseño plástico. Permite, que la estructura absorba grandes cantidades de energía por deformación, circunstancia muy importante en zonas sísmicas, en las cuales es necesario que la estructura libere la energía introducida en su base por los terremotos.
El Módulo de Elasticidad es prácticamente independiente del tipo de acero está alrededor de 2000000 kgf/cm2.
PARA LOS QUE LLEVAN CON ING. BULEJE ACA LIBROS :
http://www.4shared.com/get/UspAHX_o/AISC-_Manual_of_Steel_Construc.html
http://www.4shared.com/get/FKNH-43l/Diseo_de_Estructuras_de_Acero_.html
concreto preforzado
Se denomina hormigón pretensado (en América concreto presforzado) a la tipología de construcción de elementos estructurales de hormigón sometidos intencionadamente a esfuerzos de compresión previos a su puesta en servicio. Dichos esfuerzos se consiguen mediante cables de acero que son tensados y anclados al hormigón.
Esta técnica se emplea para superar la debilidad natural del hormigón frente a esfuerzos de tracción,[1] [2] y fue patentada por Eugène Freyssinet en 1920.
El objetivo es lograr que parte de las tracciones que producirían las cargas de servicio se traduzcan en una disminución de la compresión ya existente en el material.
El esfuerzo de pretensado se puede transmitir al hormigón de dos formas:
Según se ha indicado el pretensado se puede lograr de dos maneras: pretensado con armaduras pretesas y pretensado postensado.
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Esta técnica se emplea para superar la debilidad natural del hormigón frente a esfuerzos de tracción,[1] [2] y fue patentada por Eugène Freyssinet en 1920.
El objetivo es lograr que parte de las tracciones que producirían las cargas de servicio se traduzcan en una disminución de la compresión ya existente en el material.
El esfuerzo de pretensado se puede transmitir al hormigón de dos formas:
- Mediante armaduras pretesas (generalmente barras o alambres), método utilizado mayoritariamente en elementos prefabricados.
- Mediante armaduras postensadas o postesas, (generalmente torones, grupos de cables), utilizadas mayoritariamente en piezas hormigonadas in situ.
Según se ha indicado el pretensado se puede lograr de dos maneras: pretensado con armaduras pretesas y pretensado postensado.
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