Diseño de la solución
El diseño de la solución hace parte crucial del desarrollo de un proyecto, ya que es esta etapa, en donde se debe pensar en como resolver los inconvenientes que se van presentando a lo largo del proyecto.
facultad de ingeniería · edificación
jue. 26 de ago. 2021
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Dentro de la planeación y desarrollo de un proyecto se debe tener en cuenta que existen diversas etapas a tener en cuenta. Incluso hay que estar preparado para aquellas etapas que resultan negativas, y que en final, podrían retrasar el proyecto, elevar los costos, reducir su calidad etc. Sin embargo, para conocer y aplicar estas etapas, es necesario también conocer como desarrollar el diseño de la solución.

Diseño conceptual

En la fase inicial, se han realizado reuniones con los diferentes agentes implicados, donde la labor del ingeniero autor del proyecto es fundamental. En la fase de diseño conceptual se deberá gestar un primer esbozo de la solución teniendo en cuenta:

  • Las necesidades del cliente
  • La topografía y orografía de la zona en la que se desarrollará el proyecto.
  • Los accidentes naturales existentes.
  • Las redes de servicios identificadas con anterioridad y la posibilidad de cambio de trazado de estas en caso de que sea necesario.
  • La propiedad de los terrenos y el estado de las gestiones para su expropiación o compra.
  • La posibilidad de existencia de una zona de bienes culturales, de manera que el trazado o ubicación de la solución sea factible.
  • Las necesidades de la comunidad y de los usuarios de la futura infraestructura.
  • El montante económico disponible de cara a la ejecución del proyecto.
  • Las condiciones ambientales existentes en la zona y la identificación de posibles lugares catalogados con especiales características medioambientales.

El primer esbozo se realizará mediante diseños a mano alzada o mediante maquetas, en función de la envergadura del proyecto y del grado de detalle que busque el ingeniero proyectista. Estos diseños iniciales servirán para descartar tipologías estructurales, por ejemplo, si se va a diseñar un puente y tiene que salvar una luz de 90 metros y no puede disponer de apoyos intermedios, por motivos técnicos o ambientales, tendrá que buscar una tipología determinada, mientras que si tiene la posibilidad de disponer de uno más apoyos intermedios puede utilizar otras tipologías. Siguiendo con el ejemplo anterior, en función de la tipología que se escoja, el coste de la construcción de la infraestructura será diferente.

Estudio de alternativas

Una vez se haya finalizado el diseño conceptual, ya tendrá lo que se puede denominar maqueta de la solución. Esta maqueta, estará verificada a nivel técnico y a nivel económico. A partir de esta maqueta se empezará a trabajar en el estudio de alternativas. El objetivo de este estudio es el de dar varias opciones, entre dos y cuatro, sin ser un número fijo.

En este estudio, se definirán una serie de alternativas, en las que se respeten los condicionantes relativos a la solución técnica, económica, social, medioambiental y estética. Para el estudio de alternativas, se consensuarán con el cliente y con los agentes implicados en el proyecto estas alternativas. Las diferentes alternativas serán definidas en pre-ingeniería, en el siguiente apartado se hablará del alcance de la pre-ingeniería.

A nivel del estudio de alternativas se llegará hasta nivel de pre-ingeniería, ya que definir alternativas a un mayor nivel de detalle conllevaría un consumo de tiempo y recursos que encarecería en exceso el coste de los trabajos de redacción del proyecto. En las diferentes alternativas se definirá una serie de documentos, los cuales servirán para definir la solución del proyecto entre ingeniería básica.

Estos documentos serán los relativos al trazado, un cálculo de estructuras, sin entrar en detalle, definición geométrica sin llegar a definir detalles finales, un documento acerca de las expropiaciones o compra de terrenos necesarios para el desarrollo del proyecto, un documento ambiental básico en el que se expliquen las afecciones esperables y en general los documentos que puedan servir para optar por la solución idónea de cara a la redacción final del proyecto. Cada una de las alternativas deberá contener el mismo grado de detalle.

Pre-ingeniería

En la etapa de pre-ingeniería se realizarán los trabajos de definición de la alternativa seleccionada, como se ha indicado en el apartado anterior. Estos trabajos consistirán en la definición técnica de la solución a plasmar en el proyecto, a falta de ultimar detalles, los cuales se acabarán ultimando en la fase final de redacción del proyecto. La pre-ingeniería se centrará en los siguientes aspectos técnicos:

Diseño geométrico

Para realizar el diseño geométrico de la solución se utilizarán programas de trazado los cuales trabajarán con modelos digitales del terreno, generados a partir del levantamiento topográfico realizado. En otro tema se hablará en detalle de los trabajos de topografía que se realizarán, con carácter previo al inicio de los trabajos de gabinete. Para la realización de los trabajos de trazado en gabinete, se utilizará software adecuado y específico, como los que se enumeran a continuación:

  • Civil 3D
  • Clip-Tool
  • Istram-Ispol
  • In road

No se debe pensar en el trazado de una infraestructura únicamente pensando en carreteras o ferrocarriles, los cuales tienen sus normas de trazado propias, las obras de saneamientos o abastecimientos así como las de redes de gas, por ejemplo, también se trazarán con las herramientas informáticas relacionadas. Cambiará la sección a emplear, pero el mecanismo de funcionamiento es el mismo. Con estas herramientas se podrán calcular volúmenes de tierras, igualmente, en obras lineales de transporte de viajeros y en obras lineales de trazado de tuberías.

Diseño de estructuras

Una vez determinada la geometría general de una estructura, se procederá a la optimización estructural de la misma. Durante la etapa de trazado, se habrán determinado la dimensiones básicas de longitud y ancho, que serán resultado de la luz que haya que salvar y de la cantidad de vehículos que se vayan a utilizar en la estructura (se ponen ejemplos, de obras lineales, pero todo lo aquí expuesto es extrapolable a obras de edificios, por ejemplo, u otro tipo de infraestructura).

Estas dimensiones básicas permitirán un amplio juego en cuanto al diseño estructural. En cuanto a la tipología estructural, por ejemplo, se tiene un gran abanico de posibilidades, otras variables que habrá que tener en cuenta serán las relativas a los posibles apoyos intermedios, en el caso de puentes o espacios más o menos diáfanos para edificios. Como se puede intuir, los trabajos de trazado y de diseño de estructuras están unidos, de manera que un cambio en el diseño de uno de ellos repercute en el otro y viceversa. Algunos software especializados en el cálculo de estructuras son:

  • CYPE
  • SAP2000
  • Autodesk Robot
  • Tekla Estructures

El líder en proyectos

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