http://repository.unipiloto.edu.co/handle/20.500.12277/163 2026-10-12T13:59:53Z 2026-10-12T13:59:53Z Garzón Obando, Juan David http://repository.unipiloto.edu.co/handle/20.500.12277/14765 2026-07-29T16:25:42Z 2026-01-01T00:00:00Z

Software Educativo en Python para el Análisis Estructural y Diseño de Vigas de Concreto Reforzado: una Solución y Herramienta Didáctica para Estudiantes de Ingeniería Civil. Garzón Obando, Juan David La propuesta aborda la necesidad de mejorar la enseñanza mediante un software educativo en el análisis estructural y diseño de vigas de concreto reforzado, desarrollado en base a los principios de programación orientada a objetos y el lenguaje de programación Python, se busca optimizar el proceso de aprendizaje de los estudiantes, ofreciendo una herramienta didáctica que permita comprender los conceptos de análisis estructural y diseño de vigas de concreto reforzado de manera didáctica. En esta iniciativa del problema quiero presentar la idea como se puede tomar las herramientas tecnológicas y aplicarlas en la educación, específicamente en la Ingeniería Civil, actualmente la integración de estas herramientas tecnológicas representa una oportunidad para mejorar las capacidades cognitivas y desarrollo del proceso de aprendizaje de los estudiantes. Hay una nueva tendencia en la Ingeniería Civil que está tomando rumbo y se trata de la implementación de herramientas tecnológicas, haciendo uso del lenguaje de programación Python, esta tendencia ha ganado fuerza en la Ingeniería Civil, especialmente en el tema de diseño de estructuras, algunos ingenieros han optado por aplicar la programación Python para optimizar procesos de cálculo y mejorar la precisión de los diseños.(Velasteguí López et al. 2021) ¿Cómo desarrollar un software educativo en Python que integre el análisis estructural y el diseño de vigas de concreto reforzado de manera comprensible e interactiva, proporcionando una herramienta didáctica que facilite el aprendizaje de los estudiantes de Ingeniería Civil? Para dar respuesta esta pregunta del problema, es fundamental tener en cuenta varios aspectos para el desarrollo del software, hay que iniciar desde lo más conceptual utilizando las herramientas que se conocen como GUI y OPP , la herramienta GUI nos aporta para la creación de interfaces graficas de usuario a través de elementos visuales como widgets , ventanas, botones, slider, label, labelframe, frame, combobox, entry, treeview ,canvas, radiobutton, checkbutton, scrollbar, spinbox , text , optionmenu, scale, progressbar, notebook, estos elementos widgets permiten interactuar con el desarrollo del software, y la programación orientada a objetos se complementa con la herramienta GUI , esta herramienta OPP nos aporta a poner la estructura del código más modular y a crear funciones específicas.(Shipman 2013) El lenguaje Python está entrando a una nueva tendencia en la actualidad en la Ingeniería Civil, porque es un lenguaje que contiene una sintaxis intuitiva y sencilla también ofrece una amplia variedad de librerías de ingeniería, algunas de las librerías que son útiles, por ejemplo. Numpy está librería realiza cálculos avanzados y también aplica para el análisis estructural. Matplotlib está librería permite crear gráficos dinámicos en 2D y 3D muy útil para visualizar gráficos de los diagramas de fuerza cortante y momento flector, también para crear superficies 3D como vigas, columnas, muros, pórticos. Para proporcionar una herramienta didáctica que facilite el aprendizaje de los estudiantes, debe ser una interfaz gráfica clara y comprensible , también intuitivo para garantizar que los estudiantes puedan interactuar con el programa sin problemas, este software se basara en los temas conceptuales vistos en los cursos de la rama de estructuras de ingeniería civil también se tiene en cuenta los requisitos de la norma NSR10, una de sus partes principales del programa será su enfoque visual, con gráficos interactivos que harán que la experiencia del usuario sea más agradable.(González et al. 2024)

2026-01-01T00:00:00Z Céspedes Solano, Sebastián Camilo http://repository.unipiloto.edu.co/handle/20.500.12277/14760 2026-07-28T22:13:11Z 2026-05-27T00:00:00Z

Evaluación del Daño por Humedad Inducida en Mezclas de Mortero Asfáltico con Efecto de Temperatura Céspedes Solano, Sebastián Camilo El deterioro progresivo del concreto asfáltico, sometido a cargas estáticas y/o cíclicas, se manifiesta con la reducción de la rigidez y presencia de fisuras progresivas en la estructura de la carpeta asfáltica; fenómeno definido como fatiga, generado por repeticiones de cargas que con el transcurso del tiempo, originan agrietamientos a razón de que los esfuerzos cortantes y de tracción, superan la capacidad admisible de la estructura. La fatiga es el proceso que involucra un cambio en los aspectos estructurales y funcionales del pavimento, un conjunto de materiales los cuales están sujetos a tensiones y deformaciones; una vez son iniciados estos deterioros, es por medio de la fracción fina que son impulsados y consecuentemente propician el desarrollo de otro tipo de patologías derivadas. Este trabajo investigativo busca evaluar la incidencia que conlleva la infiltración del agua en una mezcla de mortero asfáltico, donde a partir de unos especímenes de prueba fabricados bajo una premisa propuesta, se pretende establecer la susceptibilidad al agua; variando el contenido de asfalto, producto de una correlación con el diseño Marshall para una MDC – 19. La metodología implementada considera una condición seca y una condición húmeda, donde se disponen de temperaturas de 20 °C, 40 °C, 60 °C y cuatro tiempos de inmersión en agua; condiciones que buscan retratar el contexto con el que la estructura del pavimento flexible presenta indicios del agrietamiento por fatiga como patología principal objeto de estudio. Se fabricaron 108 muestras de mortero asfáltico, variando el contenido de asfalto y condiciones de ensayo (seca/húmeda), para determinar la influencia e impacto de la humedad inducida, estableciendo una relación entre la resistencia a la compresión y los contenidos estimados – sugeridos. Todo lo anterior con el propósito de comprobar la pertinencia – idoneidad para realizar ajustes respectivos al momento de generar una correlación con el diseño de mezcla, que ciertamente represente la fracción fina de la mezcla asfáltica densa. De los resultados obtenidos, se corrobora la premisa que refiere que el daño por humedad inducida, en gran parte ocurre e involucra la fracción fina de la mezcla asfáltica; adicionalmente, se evidencia que la presencia de agua reduce significativamente la resistencia mecánica, efecto que se intensifica con el incremento de la temperatura y el tiempo de exposición, confirmando que esta fracción constituye un punto crítico en la pérdida de cohesión y a su vez propicia la aceleración del deterioro por fatiga.; The progressive deterioration of asphalt concrete, subjected to static and/or cyclic loads, manifests itself in a reduction in stiffness and the appearance of progressive cracks in the asphalt pavement structure; a phenomenon defined as fatigue, caused by repeated loads that, over time, lead to cracking because the shear and tensile stresses exceed the structure’s allowable capacity. Fatigue is the process involving changes in the structural and functional aspects of pavement, a system of materials subject to stresses and strains; once this deterioration begins, it is driven by the fine aggregate and consequently leads to the development of other related defects. This research study aims to evaluate the impact of water infiltration on an asphalt mortar mixture. Using test specimens prepared according to a proposed methodology, the study seeks to determine the mixture’s susceptibility to water by varying the asphalt content, based on a correlation with the Marshall design for an HMA – 19. The methodology employed considers both dry and wet conditions, with temperatures of 20 °C, 40 °C, and 60 °C, and four different immersion times in water; these conditions are designed to replicate the environment in which the flexible pavement structure exhibits signs of fatigue cracking, which is the primary pathology under study. A total of 108 asphalt mortar samples were prepared, varying the asphalt content and test conditions (dry/wet), to determine the influence and impact of induced moisture, establishing a relationship between compressive strength and the estimated – suggested contents. All of the above was done with the purpose of verifying the relevance and suitability of making the necessary adjustments when establishing a correlation with the mix design, which accurately represents the fine fraction of the dense asphalt mixture. The results obtained confirm the premise that moisture – induced damage largely occurs in and involves the fine fraction of the asphalt mixture; additionally, it is evident that the presence of water significantly reduces mechanical strength, an effect that intensifies with increasing temperature and exposure time, confirming that this fraction constitutes a critical point in the loss of cohesion and, in turn, promotes the acceleration of fatigue – induced deterioration

2026-05-27T00:00:00Z Espitia Zambrano, Juan Diego Velazco Gutiérrez, James Miranda Romero, Matthew David Calderón Palacios, Ever Felipe Rojas, Juan Leonardo http://repository.unipiloto.edu.co/handle/20.500.12277/14758 2026-07-28T21:29:09Z 2025-08-01T00:00:00Z

Comparación del Proceso Constructivo de la Linea 12 del Metro de la Ciudad de México con la 2 Linea del Metro de Bogotá: Aplicabilidad de Tecnología TBM y Métodos Convencionales Espitia Zambrano, Juan Diego; Velazco Gutiérrez, James; Miranda Romero, Matthew David; Calderón Palacios, Ever Felipe; Rojas, Juan Leonardo La expansión de infraestructuras de transporte masivo subterráneo en contextos urbanos densos representa un desafío técnico y estratégico de alta complejidad. La Línea 12 del Metro de la Ciudad de México y la Segunda Línea del Metro de Bogotá constituyen dos proyectos emblemáticos en América Latina, cada uno con enfoques técnicos diferenciados frente a condiciones geológicas, urbanísticas y socioeconómicas particulares. La comparación entre ambos casos permite evaluar la aplicabilidad de tecnologías de excavación como la Tunnel Boring Machine (TBM) frente a métodos convencionales como el Nuevo Método Austriaco de Construcción de Túneles (NATM). La Línea 12, ejecutada en un entorno urbano consolidado con suelos altamente compresibles, combinó tramos superficiales, elevados y subterráneos, enfrentando retos estructurales y geotécnicos significativos. Por su parte, la Segunda Línea del Metro de Bogotá, aún en etapa de implementación, ha apostado por el uso extensivo de tuneladoras (TBM) ante un subsuelo con mayor homogeneidad y una planificación más centralizada. Esta investigación analiza de forma crítica los procesos constructivos, el rendimiento técnico, la eficiencia operativa y la adaptabilidad de ambas metodologías en relación con el contexto urbano y geotécnico de cada ciudad, con el objetivo de aportar criterios para la toma de decisiones en futuros proyectos de movilidad subterránea en la región.; The expansion of underground mass transit infrastructure in dense urban contexts represents a highly complex technical and strategic challenge. Line 12 of the Mexico City Metro and Line 2 of the Bogotá Metro are two emblematic projects in Latin America, each with distinct technical approaches in response to specific geological, urban planning, and socioeconomic conditions. A comparison between the two cases allows for an assessment of the applicability of excavation technologies such as the Tunnel Boring Machine (TBM) versus conventional methods such as the New Austrian Tunneling Method (NATM). Line 12, built in a consolidated urban environment with highly compressible soils, combined surface, elevated, and underground sections, facing significant structural and geotechnical challenges. Meanwhile, Line 2 of the Bogotá Metro, still in the implementation phase, has opted for the extensive use of tunnel boring machines (TBM) in response to a more homogeneous subsoil and more centralized planning. This research critically analyzes the construction processes, technical performance, operational efficiency, and adaptability of both methodologies in relation to the urban and geotechnical context of each city, with the aim of providing decision-making criteria for future underground mobility projects in the region.

2025-08-01T00:00:00Z Faustino Murcia, Nicolas Steven Madero Vargas, Santiago http://repository.unipiloto.edu.co/handle/20.500.12277/14757 2026-07-28T21:04:00Z 2026-01-01T00:00:00Z

Análisis de la Resistencia en Arcillas Con Componente Orgánico Bajo Envejecimiento Tixotrópico Utilizando una Cámara Climática Basada en Equilibrio Vapor–Líquido. Faustino Murcia, Nicolas Steven; Madero Vargas, Santiago Desde una perspectiva de la ingeniería geotécnica, comprender el comportamiento mecánico de los geomateriales bajo esfuerzos aplicados es esencial. Este estudio investiga el fenómeno del envejecimiento tixotrópico y su influencia en la recuperación de la resistencia del suelo. Se hace especial énfasis en el restablecimiento progresivo de las interacciones interparticulares bajo condiciones ambientales controladas, lo que conduce a incrementos medibles en la resistencia al corte no drenada (Su). El programa experimental incluyó la caracterización de una mezcla de suelo compuesta por bentonita, caolín y diatomeas, incluyendo la determinación del contenido óptimo de humedad y la densidad seca máxima mediante ensayos de compactación. Adicionalmente, se realizaron ensayos de compresión inconfinada en diferentes etapas del proceso de envejecimiento para evaluar la evolución de la resistencia con el tiempo. Todos los procedimientos de laboratorio se llevaron a cabo de acuerdo con las normas técnicas colombianas vigentes. Para garantizar una adecuada evaluación del comportamiento tixotrópico, la temperatura y la humedad relativa se mantuvieron bajo condiciones estables mediante una cámara climática de construcción propia basada en principios de equilibrio vapor–líquido. Los resultados indican que el incremento de la resistencia está gobernado predominantemente por mecanismos de reordenamiento microestructural interno y disipación de energía, con una influencia mínima de los factores ambientales externos.; From a geotechnical engineering perspective, understanding the mechanical behavior of geomaterials under applied stresses is essential. This study investigates the phenomenon of thixotropic aging and its influence on the recovery of soil strength. Particular emphasis is placed on the progressive reestablishment of interparticle interactions under controlled environmental conditions, leading to measurable increases in undrained shear strength (Su). The experimental program involved the characterization of a soil mixture composed of bentonite, kaolin, and diatomaceous earth, including the determination of the optimum moisture content and maximum dry density through compaction testing. In addition, unconfined compression tests were performed at different stages of the aging process to evaluate the evolution of strength over time. All laboratory procedures were conducted in accordance with current Colombian technical standards. To ensure the proper assessment of thixotropic behavior, temperature and relative humidity were maintained under stable conditions using a custom-built climatic chamber based on vapor–liquid equilibrium principles. The findings indicate that the increase in strength is predominantly governed by internal microstructural rearrangement and energy dissipation mechanisms, with minimal influence from external environmental factors.

2026-01-01T00:00:00Z