INGENIERIA DE TRANSPORTE Y VIAS VI AS
1. Introducc Introducción ión Desde que existe la raza humana, el el transportarse ha constituido y consumido una una part parte e cons conside idera rable ble de su tiempo tiempo y de sus recu recurs rsos os.. La neces necesid idad ad primordial de transportarse es es económica, ya que ha implicado viajes viajes en busca de comida y trabajo. El tran transpo sporte rte es es un un elemen elemento to esenci esencial al en en el desarr desarroll ollo o econó económic mico o de de la sociedad, sin un buen sistema de transporte ninguna nación o región puede alcanzar el uso óptimo óptimo de sus recursos naturales o la máxima productividad de su población. población. La historia historia del transpo transporte rte ilustra ilustra que la manera manera en que se transp transport ortan an las person personas as está está aecta aectada da por la tecnol tecnolog og!a, !a, el costo costo y la demanda. Desde hace dos siglos que se viene dando el desarrollo de dierente moda modalid lidad ades es de tran transp spor orte te"" v!as v!as hidr hidráu áulic licas as,, erro erroca carr rrile iless , carr carret eter eras as y transportación por aire .#ada modalidad ue dominante en determinada $poca % varias han sido reemplazadas o han perdido su lugar en el mercado al surgir otra nueva nueva capaz capaz de suministrar niveles niveles más más altos de servicio servicio a precios precios más comp compet etititiv ivos os .La .La espec especia ialilida dad d en la inge ingeni nier er!a !a de tra trans nspo porte rte son son la plani planiica icació ción n , dise&o dise&o , constr construcc ucción ión,, admini administr straci ación ón y operac operación ión de tránsito , y el mantenimiento. La plani planiica icació ción n incluy incluye e la la selecc selección ión de los proye proyecto ctoss para para su dise&o dise&o y construcción % el dise&o dise&o contempla contempla la especiica especiicación ción de todas las caracter!s caracter!sticas ticas del proyecto de transporte % la construcción construcción abarca abarca todos los aspectos aspectos del proceso proceso de ediica ediicación ción % la administrac administración ión y operación operación de transi transito to incluyen incluyen estudi estudios os para mejorar mejorar la calidad calidad y la segur seguridad idad % y el el mantenimien mantenimiento to implica implica todo el el trabajo necesario necesario para asegurar que que el sistema de carreteras se conserve conserve en un orden apropiado de operación operación .
2. Defini Definició ción n La ingenier!a del transporte se encarga del estudio de tráicos, movilidad y transporte de las poblaciones con el objetivo de aumentar el conort, disminuir el tiempo de recorrido y aumentar la seguridad en los trayectos de personas y mercanc!as. 'e enti entien ende de por por inge ingeni nier er!a !a del del tran transp spor orte te el conj conjun unto to de cono conoci cimi mien ento tos, s, habilidades, destrezas, prácticas proesionales, principios y valores, necesarios
para satisacer las necesidades sociales sobre movilidad de personas y bienes. La ingenier!a del transporte es una especialidad de la proesión de ingenier!a civil, basada en la aplicación de las ciencias !sicas, matemáticas, la t$cnica y en general el ingenio, en beneicio de la sociedad. (asta hace muy poco, el estudio del transporte urbano de personas se basaba principalmente en el dise&o, operación y mantenimiento de v!as para automóviles. Las problemáticas contemporáneas undadas 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 p+blico y el transporte en modos activos )bicicletas y peatones* ha cobrado una inmensa importancia.
3. PAVIMENTOS ambi$n puede decirse pavimento a los conectores de v!as de comunicación con asaltos combinados naturales. En ingenier!a civil, es la capa constituida por uno o más materiales que se colocan sobre el terreno natural o nivelado, para aumentar su resistencia y servir para la circulación de personas o veh!culos. Entre los materiales utilizados en la pavimentación urbana, industrial o vial están los suelos con mayor capacidad de soporte, los materiales rocosos, el hormigón y las mezclas asálticas. -na de las primeras ormas de pavimentación ue la calzada romana, construida en varias camadas. Esta gran obra de ingenier!a logró que varios tramos hayan resistido durante siglos y se puedan encontrar inclusive hoy.
Tipo de p!"i#ento$
P!"i#ento !rticu%!do
" posee una capa de hormigón que se caracteriza por ser muy resistente y lexible. demás se le agregan varios elementos como el cemento. /uede ser utilizado durante largos per!odos de tiempo ya que resulta muy resistente ante el desgaste y el agua. Es muy utilizado para la circulación de veh!culos, además para que el agua no se acumule. lgunos lugares donde se ve regularmente este pavimento son en calles, aeropuertos, entrada a puentes, cunetas, muelles, sendas peatonales, entre muchos otros.
P!"i#ento r&'ido
Está sostenido sobre una capa de material, está dotado de una losa de cemento hidráulica. Estos tienen la capacidad de soportar cargas pesadas gracias a su base de concreto. demás al ser muy resistente puede ser utilizado durante mucho tiempo, son áciles para construir. Existen diversas clases de $ste, algunos de ellos son reorzados, simple, pre esorzado, entre otros. 'on muy utilizados en las ciudades y ábricas de trabajo industrial.
P!"i#ento f%e(i)%e
0eciben este nombre ya que pueden lexionarse o dicho de otra manera son maleables. Estos pavimentos se encuentran sostenidos sobre un par de capas lexibles y de base granular. Es utilizado en zonas donde hay mucho tránsito, como calles, parques de estacionamiento, veredas, entre otros.
P!"i#ento Se#i*r&'ido
Este pavimento, tambi$n conocido como pavimento compuesto, es muy similar al lexible, pero tambi$n al de tipo r!gido. demás es com+n que posea una capa de cemento o concreto. 1racias al cemento, es estable y puede soportar cargamentos muy pesados, como aviones o camiones.
Infr!etructur! "i!% + p!"i#ento
Es el área de la ingenier!a civil encargada del dise&o y mantenimiento de las v!as y sus estructuras. -n ingeniero especializado en 2nraestructura vial y pavimentos debe tener conocimientos en las siguientes áreas"
Die,o 'eo#-trico de "&!
Dise&o de pavimentos )tanto r!gidos como lexibles* y su optimización.
Dit!nci! de p!r!d!
-n conductor debe de ser capaz de ver una distancia por delante suiciente como para poder renar en caso de encontrar un obstáculo. La distancia de parada de un veh!culo es igual a3
'iendo la velocidad en 4m5h, el tiempo de percepción y reacción )6 s*, el coeiciente de rozamiento longitudinal rueda7pavimento, la inclinación de la rasante en tanto por uno y la distancia de parada en metros. En el dise&o geom$trico de carreteras debe asegurarse en todo el punto del trazado que vea esta cantidad de metros por delante de $l, lo que implica despejar el terreno, alisar los cambios de rasante y cuidar la visibilidad en curvas. Die,o en p%!nt! Tipo de !%ine!cione ori/ont!%e
lineaciones rectas muy prolongadas o seguidas de curvas muy pronunciadas pueden generar accidentes. Las alineaciones horizontales o alineaciones en planta )visto desde el punto de vista superior* son de tres tipos" La alineación recta" Es una l!nea recta. Es la alineación más deseada, con buena visibilidad e ideal para carreteras que requieren amplios tramos de adelantamiento. pesar de esto se ha demostrado que los conductores tienden a perder la concentración en tramos muy largos por lo que tienen que ser combinadas con otros tipos de alineaciones. La normativa espa&ola8 impone una limitación máxima para la longitud de las rectas que equivale a la longitud que recorre un veh!culo a la velocidad máxima de la carretera durante 9: segundos, y una longitud m!nima de recta de ;: segundos. La alineación curva o circular" Las curvas de una carretera son circulares o sectores de circunerencia. #uanto mayor sea el radio mayor será la velocidad que puedan alcanzar los veh!culos al paso por curva. La alineación de transición" la clotoide es la curva que va variando de radio seg+n avanzamos de longitud. Las clotoides se intercalan entre las alineaciones rectas y las alineaciones curvas para permitir una transición gradual de curvatura. odos los veh!culos desarrollan una clotoide cuando van girando su eje director disminuyendo o aumentando la curvatura que describen. Las clotoides tambi$n permiten cambiar el peralte en su recorrido lo que posibilita que los veh!culos no tengan que renar antes de entrar en una curva.<
Die,o en "ertic!% Tipo de !%ine!cione "ertic!%e
Las alineaciones verticales son de dos tipos"
A%ine!cione rect! "ertic!%e
cuerdos verticales que son parábolas que unen alineaciones rectas. La razón de usar parábolas es que son las curvas de acuerdo que permiten una mayor visibilidad seg+n se avanza en la carretera. Los acuerdos verticales son de dos tipos" Acuerdo con"e(o$ quellos cuyo punto más elevado se encuentra en el
centro. 'e estudia para permitir que el veh!culo tenga siempre visibilidad de una distancia por delante de $l que le permita renar con seguridad. En carreteras de grandes velocidades estos acuerdos deben permitir visualizar un obstáculo a centenares de metros. Acuerdo cónc!"o$ quellos con la cavidad en el centro.= 'us dimensiones
y caracter!sticas se estudian para que permita una correcta visibilidad en condiciones nocturnas.
4.
0!rreter!
-na carretera o ruta es una v!a de dominio y uso p+blico, proyectada y construida undamentalmente para la circulación deveh!culos automóviles. Existen diversos tipos de carreteras, aunque coloquialmente se usa el t$rmino carretera para deinir a la carretera convencional que puede estar conectada, a trav$s de accesos, a las propiedades colindantes, dierenciándolas de otro tipo de carreteras, las autov!as y autopistas, que no pueden tener pasos y cruces al mismo nivel. Las carreteras se distinguen de un simple camino porque están especialmente concebidas para la circulación de veh!culos de transporte. En las áreas urbanas las carreteras divergen a trav$s de la ciudad y se les llama calles teniendo un papel doble como v!a de acceso y ruta. ; La econom!a y la sociedad dependen uertemente de unas carreteras eicientes. En la -nión Europea el 88> de todos los productos son movidos por camiones y el ?<> de los viajeros se mueven en autob+s o en coche.
0%!ific!ción$
Por funcion!%id!d
V&! n!cion!%e o pri#!ri!$ troncales )v!as con dirección predominante
@orte7'ur* y transversales )Este7Aeste* que integran las principales zonas de producción y consumo, y conectan las ronteras con los puertos de comercio internacional.
simismo, son estas las rutas a cuya construcción se ha comprometido el 1obierno @acional mediante convenios con otros pa!ses. /or ejemplo, la carretera Barginal de la 'elva, que une las regiones amazónicas de Colivia, /er+, Ecuador, #olombia y enezuela. Estas carreteras deben uncionar pavimentadas )conjunto de capas superpuestas, relativamente horizontales, que se dise&an y construyen t$cnicamente con materiales apropiados y adecuadamente compactados* y pueden ser de dos tipos" Af%tic! o f%e(i)%e$ constituidas por una capa de rodadura bituminosa
apoyada generalmente sobre capas de material no ligado. De concreto o r&'id!$ ormadas por una losa de concreto hidráulico, apoyada
sobre la subrasante o sobre una capa de material seleccionado, la cual se denomina subbase de pavimento r!gido. Los pavimentos de concreto orecen mejor rendimiento a largo plazo, pues el costo de operación de los veh!culos circulando sobre esta supericie es menor que el generado cuando transitan sobre asalto. demás, existen estudios que revelan que el consumo de combustible tambi$n se reduce, las distancias de renado son más cortas y con ello disminuyen los accidentes de tránsito. Debido a que la principal motivación para la construcción de una p es contribuir al desarrollo económico del pa!s, y teniendo en cuenta las grandes inversiones requeridas para cumplir sus especiicaciones geom$tricas )puede tener una o dos calzadas*, el dise&o se debe realizar en tres ases )preactibilidad, actibilidad y dise&os deinitivos* y as! evaluar rigurosamente su viabilidad económica y t$cnica. V&! dep!rt!#ent!%e o ecund!ri!$ carreteras que unen las cabeceras
municipales entre s! y5o que provienen de una cabecera municipal y se conectan con una carretera primaria. 'u construcción y mantenimiento es responsabilidad de los gobiernos departamentales y en la mayor!a de los casos están elaboradas en airmado, una capa compactada de grava o piedra chancada, que soporta las cargas y esuerzos del tránsito% arena clasiicada, para llenar los vac!os entre la grava y dar estabilidad a la capa% y inos plásticos )sobre todo arcilla* para dar cohesión a la grava y la arena.
V&! #unicip!%e o terci!ri!$ rutas que dependen administrativamente de los
municipios y enlazan las cabeceras municipales con las veredas y5o las veredas entre s!. l igual que las v!as departamentales, uncionan en airmado.
Por topo'r!f&!
Terreno p%!no$ carreteras que poseen pendientes transversales al eje de la v!a
menores de <. Exigen el m!nimo movimiento de tierras durante la construcción, por lo que no presentan diicultad ni en su trazado ni en su explanación. 'us pendientes longitudinales son normalmente menores de 3 >. Estas v!as permiten a los veh!culos pesados mantener aproximadamente la misma velocidad de los automotores livianos. Terreno ondu%!do$ carreteras que tienen pendientes transversales al eje de la
v!a entre 9 y ;3. 0equieren movimiento moderado de tierras durante la construcción, lo que permite alineamientos más o menos rectos, sin mayores diicultades en el trazado y en la explanación. 'us pendientes longitudinales se encuentran entre 3 y 9 >. Estas v!as exigen a los veh!culos pesados reducir sus velocidades signiicativamente por debajo de las de los automotores livianos, sin que esto los lleve a operar a velocidades sostenidas en rampa por tiempo prolongado. Terreno #ont!,oo$ carreteras que poseen pendientes transversales al eje de
la v!a entre ;3 y 8:. 0equieren grandes movimientos de tierra durante la construcción, razón por la cual presentan diicultades en el trazado y en la explanación. 'us pendientes longitudinales predominantes se encuentran entre 9 y ? >. Estas carreteras obligan a los veh!culos pesados a operar a velocidades sostenidas en rampa durante distancias considerables. Terreno ec!rp!do$ carreteras que tienen pendientes transversales al eje de
la v!a generalmente superiores a 8:. Exigen el máximo movimiento de tierras durante la construcción, lo que acarrea grandes diicultades en el trazado y en la explanación, pues, usualmente, los alineamientos están deinidos por
divisorias de aguas. /or lo general, sus pendientes longitudinales son superiores a ? >. Estas v!as requieren que los veh!culos pesados operen a menores velocidades sostenidas en rampa que las velocidades de operación requeridas en terreno monta&oso, para distancias signiicativas y recuentemente.
Por c!r!cter&tic!
Autopit!$ v!as en la cuales los veh!culos pueden circular en una dirección
determinada, separados por alg+n tipo de elemento !sico de los autos que viajan en otra dirección, en dos o más carriles. @o se interrumpe el tránsito con entradas y salidas que obliguen a los veh!culos a cambiar la velocidad ni con se&ales de pare. demás, los ingresos y salidas se hacen a trav$s de ramales adjuntos que permiten ganar o perder velocidad con poca intererencia sobre el resto de automóviles que por all! se desplazan. 0!rreter! #u%tic!rri%e$ v!as divididas, con dos o más carriles por sentido,
con control parcial o total de acceso y salida. 0!rreter! de do direccione$ v!as de dos carriles, uno por cada sentido de
circulación, con intersecciones a nivel y accesos directos desde sus márgenes.
Por !nco de %! "&!
Etrec!$ v!as en las cuales la sección de circulación tiene un ancho inerior
a los < m. Medi!$ v!as en las que los veh!culos circulan por una sección con un ancho
que va de < a 9 m. Anc!$ v!as que pueden tener más de dos carriles y cada uno de ellos tiene
más de 3,< m de ancho.
. Tr!nporte ur)!no In'enier&! de trfico
Esta disciplina aplica la t$cnica, tecnolog!a y principios cient!icos para permitir un movimiento eiciente y seguro de elementos )veh!culos o personas* en una acilidad )calle o carretera*. /rincipalmente esta disciplina se encarga de estudiar )a* el lujo del tráico en una v!a continua y )b* las intersecciones viales.
Otr! re!
2ngenier!a de puertos 2ngenier!a aeronáutica 2ngenier!a erroviaria
n in'eniero ci"i% epeci!%it! en In'enier&! de Tr!nporte4 uu!%#ente de)e tener conoci#iento en %! i'uiente re!$
/laniicación de transporte Econom!a del transporte ransporte en modos activos )peatones y bicicletas* 'eguridad vial Bodelización de transporte #ontratación y concesiones 2ngenier!a de tráico ransporte p+blico y masivo Aperación de sistemas de transporte Dise&o de v!as
5. O6RAS DE ARTE E% "i!ducto de Mi%%!u
-bicación" veyron )Francia* Es un puente atirantado que cruza el valle del r!o arn cerca de Billau, en el sur de Francia. Es el puente más alto del mundo, con 6.89: m. de longitud y 383 m. de altura. iene = pilares de hormigón y el tablero tiene una anchura de 36 metros , Fue construido por el ingeniero estructural ranc$s Bichel irlogeux.
Puente !cu&fero de M!'de)ur'o
-bicación" #uidad de Bagdeburgo )lemania* /uente7#anal construido sobre el rio Elba, en alemán se llama GHasserstrassen4reuzI que signiica el cruce de las calles de agua. 'e trata del viaducto artiicial navegable más largo de Europa con un total de J;? metros y sirve para el tráico de barcos que une la red de canales de lemania oriental con la occidental. #onstruido con cerca de 9?.::: metros c+bicos de concreto y 68.::: toneladas m$tricas de acero E% 7e)e% 8!feet 0!rreter! Mont!,!
-bicación" Emiratos Krabes -nidos 5 Amán 'e extiende por =.3 millas, con 9: vueltas a la monta&a de una altura de ;.6;J m. Las escalas de los Emiratos Krabes -nidos por carretera de monta&a con una hermosa vista del desierto de abajo y termina en un estacionamiento con sólo un hotel y por supuesto, un palacio, que pertenece a los gobernantes del pa!s. La carretera es una mezcla de rectas
rápidas y curvas amplias que se usionan perectamente de una a otra orma de conducir este camino incre!ble en el medio del desierto. Aeropuerto Intern!cion!% de Or%!ndo
-bicación" Arlando )Estados -nidos* #onstruido sobre una laguna y expandido recientemente, a larga distancia parece incluso ser una extra&a criatura viva.
9
Puente de% r&o Sidu
-bicación" /rovincia de (ubei )#hina* El /uente del 0!o 'idu orma parte del sistema de carreteras, que en #hina crece a diario sin parecer llegar a tener in. Los constructores tuvieron que levantar dos grandes torres amarillas en orma de G(I para estabilizar la estructura. Dos gruesos cables de acero conectan ambas torres, dibujando una gran G-I cuya parte más baja se hunde en las aguas del r!o. Enormes cantidades de acero y hormigón dieron orma a este puente por el que circulan cada d!a miles de veh!culos en ambas direcciones.
G%o!rio Tr!nit!r$ ir o pasar de un punto a otro por v!as, calles Tr!fico$ tráico de personas y circulación de veh!culos por calles caminos
