Prospectiva de la Ingenieria Civil en Colombia

1. Prospectiva tecnológica en la ingeniería civil

1.1. Antecedentes En las épocas primitivas, a medida que el progreso se gestaba y las comunidades ya sedentarias se consolidaban, como en toda especie social, se hizo necesaria la división del trabajo con el fm emplear de una manera más eficiente la capacidad humana, bajo las necesidades de una sociedad en expansión. Entonces aparecieron los oficios: un hombre o un grupo se dedicaron a la elaboración de algunos artículos o a la explotación de algún aspecto de la producción. De la experiencia obtenida por ensayo y error, por fallas o éxitos, la habilidad de los artesanos se fué mejorando gradualmente

1.2. Tecnología a nivel Mundial En los países desarrollados de Europa y Norteamérica la infraestructura básica y de manera concomitante la Ingeniería Civil, evolucionaron en forma acelerada a partir de la Revolución Industrial a finales del Siglo XIX y precisamente una de los índices claros de desarrollo de un país es el haber satisfecho sus necesidades básicas de infraestructura y servicios. En estos países los trabajos básicos fueron llevados a cabo en su mayor parte en la primera mitad del presente siglo, pero aún se siguen ejecutando obras de infraestructura, adaptadas a las condiciones físico-geográficas particulares (ya estudiadas y conocidas en detalle) y acordes con el desarrollo socio-económico de cada país o región. La segunda revolución, ya en la segunda mitad de este siglo y en pleno desenvolvimiento, es la Revolución de la Informática y Comunicaciones,

1.3. Tendencias -Mecanización y reducción consiguiente de la mano de obra en la construcción. -Preservación y modernización de la infraestructura existente. -Minimización de problemas de contaminación y preservación o aún recuperación de los nichos de vida natural existentes. -Reducción de los impactos por desastres naturales. -Optimización del diseño y control de construcción de las obras, con procesos sistematizados y enfoques integrados Las necesidades principales de cualquier comunidad humana son: -Salud : En este campo fundamental, competen a la Ingeniería Civil los sistemas de acueductos, alcantarillados, el saneamiento ambiental, la protección de bosques y el aspecto de desastres naturales. -Alimentación : Este es uno de los problemas críticos de la Humanidad y postulado como insoluble por Malthus. La tendencia de los países desarrollados occidentales de terrenos de monocultivos extensos, con economía de escala pero vulnerables ante plagas y erosión y por otro lado el método oriental tradicional de pequeñas parcelas, más manejables y aún el nuevo método de cultivos hidropónicos, todavía parecen insuficientes para la solución del problema. -Educación: El empleo de toda la amplia gama de métodos audiovisuales y de programas de computador a nivel mundial ha penetrado la educación en todos sus niveles. Sin embargo su uso indiscriminado puede llevar a perder el objetivo del aprendizaje el cual es aprehender el conocimiento básico y conceptual, no significa esto que no deba intensificarse en todas las materias la alfabetización electrónica o manejo de lenguajes y programas, pero con las salvedades antes descritas. Por otro lado, para el Ingeniero Civil son esenciales las prácticas en el campo y en el laboratorio, las visitas a las obras y una mayor compenetración con el terreno p -Vivienda: A nivel mundial se observa gran interés, de un lado, por volver a los materiales tradicionales (piedra, madera y tierra) y por otro lado a la prefabricación de la vivienda. Como desarrollos de punta se tienen además la casa autorregulada por computadores incluyendo climatización. Trata de reducirse la tendencia a los grandes edificios en altura por elevados costos y potencial vulnerabilidad. -Energía : A nivel global, la energía utilizada por el Hombre proviene en su gran mayoría de combustibles fósiles y en menor grado de hidroelectricidad y plantas atómicas. Se han desarrollado, optimizado o reorientado además la generación mareomotriz, la energía solar, la olvidada energía eólica, la energía geotérmica y el biogas. Hay además gran interés por las plantas pequeñas -Transporte : Los avances mundiales en los diferentes subsectores han sido significativos, pero varios de ellos tal vez no será posible adoptarlos en nuestro país en mucho tiempo, en algunos casos debido a sus altos costos, pero principalmente debido a que, como en muchos campos, no es posible importar indiscriminadamente avances obtenidos para otros medios físicos y económicos. En el sector de carreteras, la solución en los países desarrollados para las vías más importantes de montafia ha sido la de viaductos y túneles, para sustraerse a las laderas y minimizar la influencia mutua entre las vías y los procesos inexorables de denudación de la corteza terrestre. Para que sean económicamente viables se requiere usualmente de altos volúmenes de tránsito que justifiquen posteriores menores costos de mantenimiento y de interrupción del servicio. y recreación, todas interrelacionadas y que no sonde total injerencia directa de la Ingeniería Civil, pero la cual sí está presente en la solución de todas ellas con sus obras de infraestructura, las cuales además requieren de materiales, análisis e intrumentacion.

1.3.1. La Tecnología en Colombia La tecnología en Ingeniería Civil en Colombia, por su carácter de país en desarrollo y por una tradicional actitud esnobista nacional, aparentemente no ha hecho muchos aportes o éstos no han tenido la suficiente divulgación. Se presume que, como las necesidades son iguales, las soluciones deben ser iguales y que por lo tanto se pueden importar impunemente tecnologías, procesos y métodos de construcción de otros países sin el debido escrutinio crítico, olvidando que nuestros medios físico-geográfico y socio-económico son diferentes a los de los países de dónde importamos las metodologías. Por ejemplo, Guhl (1988) anota. "La tecnología debe ser y es una actividad que responde a necesidades sociales y al medioambiente. Tanto las unas como el otro deben ser específicos si lo que se persigue es desarrollar una tecnología que trabaje en beneficio del ser humano y de la sociedad con unas características dadas, sin destruir su medio ambiente. N o tiene sentido hablar de un desarrollo tecnológico en abstracto, tiene que darse sobre un contexto social y fisico-natural determinado y preciso." .."Es evidente entonces, que para que prospere el desarrollo tecnológico es un requisito previo que exista un conocimiento y una conceptualización de la realidad y de las necesidades y objetivos del hombre y de la sociedad."

1.4. Prospectiva en General Con todo lo expuesto, el prospecto tecnológico en Ingeniería Civil para nuestro país no debe cefiirse a lo que se puede hacer sino a lo que hay que hacer, por lo cual prioritariamente es necesario 1) Apropiar los fondos, fortalecer y colocar plazos a los Institutos encargados del conocimiento territorial de Colombia (Instituto Geográfico, INGEOMINAS, IDEAM, etc), para que concluyan su labor a un nivel de detalle adecuado, con uso de herramientas actualizadas (p.ej. Sistemas de Información Georreferenciada, SIG) 2) Crear el Plan Nacional de Investigación en Infraestructura, para lo cual puede desarrollarse el esquema esbozado hace algunos afios (González, 1991): 3) Dotar a las Facultades de Ingeniería de los medios físicos, bibliográficos y computacionales adecuados para la labor investigativa. 4) Crear en cada una de las instituciones oficiales encargadas de la infraestructura (Instituto Nacional de Vías, Interconexión Eléctrica, Empresas de Servicios Públicos, Instituto de Adecuación de Tierras, Ferrovías, Puertos de Colombia, Ecopetrol, etc) departamentos de interfase con las Universidades para crear en ellas Unidades de Investigación y Desarrollo en Infraestructura. 5) Dar incentivos reales para la promoción de investigación y desarrollo en las empresas privadas de Ingeniería Civil (consultoras y constructoras). 6) Fortalecer las Asociaciones Científicas en sus metas de divulgación e investigación.

1.4.1. Prospectivas por Especialidades Asumiendo que el Conocimiento Territorial Básico va a adquirir un gran impulso y que eventualmente se va a concluír a un nivel de detalle adecuado, en cada especialidad se debería mantener actualizado un Inventario Nacional de Necesidades y Recursos de y para Infraestructura.

1.4.1.1. Ingeniería Ambiental -Seguimiento de los impactos ambientales reales de las obras de infraestructura existentes y de las que están en marcha. -Recuperación de los ecosistemas contaminados -Medición periódica de niveles de contaminación de aire, agua y suelo, con eventual desarrollo de aparatos de medición adecuados al medio. -Desarrollo de sistemas de control de contaminación en la fuente. Organización de los sistemas generales de reciclaje. Ingeniería Sanitaria -Desarrollo y/o adaptación de modelos de estructuras para acueductos y alcantarillados para poblados menores. -Desarrollo de plantas de tratamiento compactas y económicas, tanto para agua potable como para aguas servidas, para diferentes climas. -Desarrollo de sistemas de bocatomas y captación para corrientes de montaña. -Sistemas de elevación de agua económicos (ariete, tomillos). -Manejo de aguas residuales en zonas montañosas, Sistemas de manejo de basuras y reciclaje -Desarrollo de sistemas de medición y seguimiento. -Ingeniería Estructural -Cartillas de construcciones menores sismo-resistentes y económicas -Investigaciones sobre materiales autóctonos (guadua, "quincha", suelos estabilizados, etc). -Desarrollo de sistemas prefabricados, incluyendo materiales autóctonos. -Desarrollo de sistemas de medición y seguimiento Ingeniería Geotécnica -Estudio y caracterización de propiedades de materiales y macizos rocosos de Colombia. -Estudio y caracterización de propiedades dinámicas de suelos y rocas. -Inventario de fuentes de materiales de construcción, actualización. -Inventario de deslizamientos actualización y ampliación. -Investigación de Pavimentos, actualización con énfasis en zonas urbanas. Ingeniería Hidráulica -Inventario de fuentes de agua potable y demanda. -Actualización del Estudio Nacional de Aguas. -Estudio Nacional de Cuencas -Estudio de corrientes torrenciales y amenazas de avalanchas -Estudio de estructuras portuarias menores. -Estudio de incremento de eficiencia en sistemas de regadío. -Manuales de obras para pequeño riego y pequeños lagos. -Estudio de optimización de obras hidráulicas viales. Ingeniería de Vías y Transporte -Actualización del Plan Nacional de Transporte. -Sistemas de diseño y construcción de vías de montaña. -Estudio de electrificación del sistema ferroviario. -Desarrollar y/o adaptar sistemas eficientes de transporte urbano -Normalización de estudios y construcción de oleoductos y líneas de transmisión en montafta, en los cuales Colombia ocupa lugar destacado. Ingeniería de Construcción -Desarrollo de métodos sencilIos y eficientes para pequeñas obras. -Inventario Nacional de Obras Inconclusas. -Estudio crítico y seguimiento de los nuevos sistemas de contratación por concesión. -Evaluación de costos, rendimientos y plazos reales de obras Energía -Actualización del Plan Nacional de Energía. -Actualización del Inventario de Recursos Hidroeléctricos. -Revisión de los modelos de generación, distribución y consumo. -Sistemas piloto de energías alternativas -Evaluación de costos, rendimientos reales de sistemas de generación. -Código Energético Nacional. -Divulgación Manejo de Desastres -Identificación de amenazas a nivel regional y local. -Planteamiento de modelos probabilísticos de evaluación de amenazas, vulnerabilidad y riesgos. -Desarrollo de sistemas de alarma temprana para eventos naturales. -Desarrollo de obras de prevención, corrección y control de amenazas naturales.

2. LA PROSPECTIVA TECNOLOGICA DE LA INGENIERIA CIVIL EN LA UNIVERSIDAD NACIONAL

2.1. Problemas en la Universidad La Universidad Nacional, a pesar de todos los esfuerzos, continúa siendo principalmente un ente transmisor de técnica y no un centro originador de conocimientos y creador de tecnología, estando sujeto a los vaivenes presupuestales gubernamentales, con una nómina profesoral congelada desde hace varios años y una infraestructura física en plena decadencia y obsolescencia. La estructura orgánica de la Universidad, la cual ha pasado del modelo europeo tradicional al modelo norteamericano individualista, no está hecha para la investigación sino casi exclusivamente para la docencia, cosa indudablemente básica, pero que debe ser el gran resultado y no el objetivo de la Universidad. Esta falta casi total de autonomía Universitaria y la dependencia presupuestal, paradójicamente ha llevado a buscar recursos con contratos externos, usualmente de investigaciones. Las entidades contratantes, por su parte, no siempre son lo suficientemente abiertas para permitir la crítica constructiva que resulta de las investigaciones que encargan a la Universidad y esto hace-aún mas efímeras estas relaciones inter- institucionales. La investigación se mira en la mayor parte de los casos como un mal necesario, pero no hay un claro sentido ni vocación generalizada del profesorado por esta actividad, salvo por los proyectos y tesis de grado. Las trabas y demoras en la adquisición de equipos, bibliografía y material investigativo, a causa de la ya mencionada naturaleza burocrática de la Universidad, entorpecen la labor investigativa A pesar de todo lo mencionado se han hecho investigaciones, algunas de ellas relativamente exitosas, pero su incorporación al acervo didáctico de la Universidad no ha sido todo lo amplia y profunda que debiera ser. Los cursos de educación continuada tienen que ser "rentables" y no es fácil producir una publicación de amplia divulgación con los resultados de los trabajos investigativos.

2.2. Nuevo nodo

2.3. PLAN DE ESTIMUW A LA INVESTIGACION Es lógico que lo que se va enunciar a continuación parezca utópico, pero normalmente las metas a largo plazo así lo son. La Universidad debe ser totalmente autónoma y su estructura orgánica debe transformarse para abarcar investigación y docencia como actividades básicas y complementarias, entre sí y en ese orden. Esto implicaría una total reorganización en la cual casi todos los departamentos serían institutos de investigación, con organización y personal para tal fin. Las hojas de trabajo se llenarían primero con el trabajo de investigación y como complemento en los cursos respectivos y no al contrario como sucede hoy. La labor administrativa debería concentrarse en el apoyo a estos departamentos de investigación, con control fiscal posterior y total flexibilidad y rapidez de operación. Se debe hacer un incremento notable en las remuneraciones a los investigadores profesores y establecer reglas claras en la clase y alcance de los trabajos al exterior de la Universidad yen la repartición de los excedentes entre la Universidad, la Facultad y los Departamentos Investigadores. Debe tenerse un plan y mecanismos ágiles de producción, adquisición, mantenimiento y renovación de equipos, libros y materiales de investigación y docencia. En este aspecto hay sinnúmero de entidades e institutos de muchos países dispuestos a ayudar, y estas ayudas se pueden aceptar 'sin que esto implique claudicar en la autonomía del País o de la Universidad. Es posible establecer convenios y suscribir contratos con planes a largo plazo con las entidades estatales encargadas de la infraestructura, las cuales estarían obligadas a ello, definiendo grandes líneas de investigación y proyectos específicos por etapas. Se debe establecer una política clara a largo plazo de publicaciones, con colecciones periódicas, incremento de revistas especializadas y estímulos a las personas que producen las publicaciones, con puntos, premios y distinciones. Con lo anterior es de esperar una mejora automática de la docencia, los postgrados surgen naturalmente y su calidad se ve incrementada a medida que avanza el proceso.

3. MARCO CONCEPTUAL GENERAL

3.1. La ingeniería La Ingeniería en general puede definirse como la APLICACION DE LOS PRINCIPIOS CIENTIFICOSPARABENEFICIODELHOMBRE CREANDO MEDIOS PARA LA SATISFACCION DENECESIDADES SOCIALES O INDIVIDUALES.

3.2. La ingeniería Civil La Ingeniería Civil se ocupa del manejo y control; a nivel macroscópico, de fuerzas, procesos y materiales, principalmente naturales, con el fin de proveer la infraestructura indispensable a los medios de producción. Para ello lleva a cabo la concepción, diseño, construcción, operación y mantenimiento de las obras correspondientes y además, por su estrecha relación con el medio físico tiene una labor esencial en los procesos de prevención, manejo y recuperación ante desastres naturales

3.3. Obras de infraestructura Los elementos u obras de infraestructura, de acuerdo a la necesidad humana que satisfacen, sin pretender ser exhaustivos, pueden clasificarse según se presenta más adelante. En esta clasificación se han omitido aquellas obras que se destinan a la elusión o mitigación de riesgos, o las que se hacen con fines meramente bélicos. En esta tabla allí se indica además la conformación espacial típica de las obras de infraestructura (dentro de las cuales usualmente se excluyen los elementos móviles) categorizándola en cuatro clases: puntual, lineal, en red y extensa.

3.4. Campos de acción La Ingeniería Civil trabaja con comportamientos macroscópicos, aunque debe conocer las interrelaciones a todas las escalas para comprender los procesos que le interesan. Por su escala de trabajo, el mayor campo físico de acción y por ende de investigación es la obra y el terreno dónde se implanta. Trabaja tanto con materiales elaborados o transformados por el hombre como con materiales naturales y elementos y procesos naturales de más difícil predicción y control .

3.5. Especialidades Todas las ingenierías se basan, en general, en las mismas ciencias básicas: Física, Química y Matemáticas, pero la proporción en que intervienen y su uso dependen de la aplicación que requiera la rama específica de la Ingeniería. Según el tipo de obra por desarrollar y los materiales con los cuales trabaja, la Ingeniería Civil puede dividirse en siete especialidades principales así : Ingeniería Ambiental Ingeniería Sanitaria Ingeniería Estructural Ingeniería Geotécnica Ingeniería Hidráulica Ingeniería de Vías y Transportes Ingeniería de Construcción

4. Referencias

4.1. COLCIENCIAS (1992). Convocatoria a la Creatividad Sistema Nacional de Ciencia y Tecnología 329pp. Diciembre de 1992 GONZALEZ, AJ. (1974). Safety Factors: A Conceptual Review - Tesis - Imperial College of Science and Technology , University of London, Londres, 1974 GONZALEZ, AJ. (1989). Desarrollo e Inserción Social de la Ingeniería Civil en Colombia. Informe para la Misión de Ciencia y Tecnología FONADE - Bogotá, Enero, 1990 - 203 pp., 3 Anexos GONZALEZ, AJ. (1990). Estado de Desarrollo y de Inserción Social de la Ingeniería Civil en Colombia.- en "La Conformación de las Comunidades Científicas en Colombia"- Misión de Ciencia y Tecnología-Volumen 3-Tomo 2- pp 691-734 -M.E.N.-D.N .P.-FONADE-1990. GONZALEZ, AJ. (1991). Algunas Anotaciones sobre la Investigación y Docencia en Ingeniería Civil - ACOFI, Bucaramanga,1991 GONZALEZ, AJ. (1994). Riesgos en Infraestructura y Servicios - Informe para la Corporación para Prevención de Riesgos del Desarrollo- CORPREVER- Enero 1994. GONZALEZ, AJ. (1995). Anotaciones sobre la Prospectiva Tecnológica de la Ingeniería Civil en Colombia - ACOFI, Bogotá, Mayo de 1995. GUHL N., E. (1988). Tecnología en Colombia, Dependencia o Desarrollo Propio- Anales de Ingeniería Vol. XCVI-No. 837 - Sociedad Colombiana de Ingenieros- 1988. RANKINE, WJ.M. (1858). A Manual of Applied Mechanics - 3rd. Ed. - Charles Griffin & Co- London, 1864. VASCO U., C.E. (1988). La Informática en los Programas de Matemáticas de la Educación Básica - en Educadores' e Informática-Promesas, dilemas y realidades- pp.77-102 - Colciencias, 1988.