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2.1. Mecánica y Materiales de Ingeniería (EMM)
Esta área de conocimiento cubre los principios fundamentales de la mecánica, la ciencia de materiales y el comportamiento estructural esenciales para el diseño en ingeniería civil. Abarca las propiedades de los materiales, el análisis de la microestructura, el comportamiento mecánico bajo diversas condiciones de carga y las metodologías de aseguramiento de la calidad.
2.1.1. EMM/Ciencia de Materiales de Construcción (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Comprensión fundamental de las propiedades de los materiales de construcción, sus características microestructurales y su desempeño en cuanto a durabilidad bajo condiciones ambientales y de carga.
Temas:
Core
- Propiedades físicas y mecánicas de los materiales de construcción, incluyendo densidad, porosidad, resistencia y elasticidad
- Microestructura y composición de fases de los materiales de construcción
- Mecanismos de durabilidad, incluyendo intemperismo, ataque químico y degradación ambiental
- Propiedades térmicas e higrotérmicas de los materiales de construcción
- Estructuras cristalinas y amorfas en los materiales de construcción
- Criterios de selección de materiales basados en requisitos de desempeño
- Mecanismos de degradación y predicción de la vida útil
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Describir las propiedades físicas y mecánicas fundamentales de los principales materiales de construcción [Familiarizarse]
- Analizar la relación entre la microestructura y las propiedades macroscópicas de los materiales [Evaluar]
- Evaluar el desempeño en durabilidad de los materiales bajo condiciones ambientales específicas [Usar]
- Explicar los efectos de las variaciones térmicas e higrotérmicas en el comportamiento de los materiales [Familiarizarse]
- Seleccionar materiales de construcción apropiados basándose en especificaciones de diseño y criterios de desempeño [Evaluar]
- Predecir la vida útil y los patrones de degradación de los materiales en diversos entornos [Usar]
2.1.2. EMM/Mecánica de Materiales y Comportamiento Estructural (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Análisis de esfuerzos, deformaciones, deformación y modos de falla en elementos estructurales bajo diversas condiciones de carga, incluyendo carga axial, flexión, torsión y cargas combinadas.
Temas:
Core
- Conceptos de esfuerzo y deformación, incluyendo esfuerzos normal, cortante y principales
- Carga axial y deformación de elementos
- Torsión de secciones circulares y no circulares
- Esfuerzo por flexión y deflexión en vigas
- Distribución del esfuerzo cortante en vigas
- Carga combinada y transformación de esfuerzos
- Pandeo de columnas y análisis de estabilidad
- Mecánica de fatiga y fractura
- Comportamiento elástico y plástico de los materiales
- Métodos energéticos para análisis estructural
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Definir esfuerzo, deformación y sus relaciones a través de leyes constitutivas [Familiarizarse]
- Calcular esfuerzos y deformaciones en elementos bajo carga axial [Usar]
- Determinar esfuerzos torsionales y ángulos de giro en ejes [Usar]
- Analizar la distribución de esfuerzos por flexión y la deflexión en vigas [Evaluar]
- Calcular la distribución del esfuerzo cortante en secciones transversales de vigas [Usar]
- Aplicar ecuaciones de transformación de esfuerzos para condiciones de carga combinada [Evaluar]
- Evaluar la estabilidad de columnas y calcular cargas críticas de pandeo [Evaluar]
- Explicar los mecanismos de falla por fatiga y predecir la vida a fatiga [Familiarizarse]
- Distinguir entre el comportamiento elástico y plástico de los materiales bajo carga [Usar]
- Utilizar métodos energéticos para resolver problemas de deflexión y estructuras indeterminadas [Usar]
2.1.3. EMM/Tecnología del Concreto y Materiales Cementantes Avanzados (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Principios del diseño de mezclas de concreto, propiedades del concreto fresco y endurecido, aditivos, concretos especiales y materiales cementantes emergentes.
Temas:
Core
- Química del cemento Portland y proceso de hidratación
- Propiedades de los agregados y requisitos de gradación
- Metodología de diseño de mezclas para concreto de resistencia normal
- Propiedades del concreto fresco, incluyendo trabajabilidad, revenimiento y tiempo de fraguado
- Propiedades del concreto endurecido, incluyendo resistencia, módulo de elasticidad y contracción
- Aditivos químicos y minerales para el concreto
- Diseño de concreto de alto desempeño y alta resistencia
- Concreto autocompactante y concreto reforzado con fibras
- Aspectos de durabilidad, incluyendo reacción álcali-sílice, ataque por sulfatos y ciclos de congelación-descongelación
- Tecnologías de concreto sostenible y de bajo carbono
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Describir la química del cemento Portland y el proceso de hidratación [Familiarizarse]
- Evaluar la calidad y la idoneidad de los agregados para la producción de concreto [Evaluar]
- Diseñar mezclas de concreto para cumplir con requisitos específicos de resistencia y trabajabilidad [Usar]
- Probar e interpretar las propiedades del concreto fresco utilizando procedimientos estándar [Evaluar]
- Predecir las propiedades del concreto endurecido basándose en las proporciones de la mezcla y las condiciones de curado [Usar]
- Explicar la función y los efectos de varios aditivos para concreto [Familiarizarse]
- Formular mezclas de concreto de alto desempeño para aplicaciones demandantes [Usar]
- Seleccionar concretos especiales apropiados para escenarios de construcción específicos [Evaluar]
- Incorporar materiales cementantes suplementarios para optimizar el desempeño del concreto [Usar]
- Analizar riesgos de durabilidad y especificar medidas de protección para estructuras de concreto [Evaluar]
- Comparar los impactos ambientales y las huellas de carbono de diferentes formulaciones de concreto [Familiarizarse]
2.1.4. EMM/Concretos Especiales y Concreto en Climas Extremos (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Tipos de concreto especial para condiciones de construcción particulares, incluyendo concreto en clima cálido y frío, concreto ligero, concreto proyectado y concreto de alta durabilidad para entornos agresivos.
Temas:
Core
- Concreto en clima cálido: efectos del calor en la hidratación, retardadores y métodos de curado
- Concreto en clima frío: protección contra congelamiento, aceleradores y métodos de protección
- Concreto ligero estructural: materiales, propiedades y diseño de mezcla
- Concreto en masa y concreto pesado: control del calor de hidratación y aplicaciones
- Concreto proyectado (shotcrete): mezclas, proceso de aplicación y control de calidad
- Concreto para estructuras subacuáticas: mezclas antilavado y métodos de colocación
- Concreto permeable y concreto arquitectónico: propiedades y aplicaciones
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Identificar los efectos del clima cálido y frío sobre las propiedades del concreto fresco y endurecido [Familiarizarse]
- Aplicar medidas preventivas y correctivas para la producción y colocación de concreto en condiciones climáticas adversas [Usar]
- Seleccionar el tipo de concreto especial adecuado según los requerimientos funcionales y ambientales del proyecto [Evaluar]
- Diseñar mezclas de concreto ligero que cumplan con los requerimientos de resistencia y densidad especificados [Usar]
- Especificar procedimientos de mezcla, transporte y colocación de concreto proyectado para aplicaciones en túneles y taludes [Usar]
- Evaluar la idoneidad de concretos especiales para condiciones de exposición extrema [Evaluar]
- Desarrollar especificaciones para concreto en condiciones de temperatura extrema siguiendo normas ACI 305 y ACI 306 [Usar]
2.1.5. EMM/Transporte y Colocación del Concreto (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Métodos de transporte, colocación, compactación y acabado del concreto fresco, incluyendo el uso de camiones mezcladores, bombas y sistemas de fajas transportadoras, con procedimientos normalizados para garantizar la homogeneidad y el desempeño estructural.
Temas:
Core
- Transporte en camión mezclador: tiempo máximo de entrega, verificación del asentamiento y condiciones admisibles
- Bombeo del concreto: diseño de mezclas bombeables, presión de operación, alcance y prevención de atascos
- Métodos de colocación: vertido directo, canales, cubetas y colocación por grúa
- Compactación del concreto: vibración interna y externa, frecuencia, amplitud y profundidad de inmersión
- Colocación de concreto bajo agua por método tremie y en condiciones especiales de acceso
- Sistemas de transporte por faja transportadora y neumáticos para grandes volúmenes de concreto
- Acabado superficial del concreto: nivelado, alisado, texturizado y curado inmediato
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Planificar el transporte del concreto considerando distancia de entrega, tiempo de fraguado y condiciones ambientales [Usar]
- Ejecutar procedimientos normalizados de colocación del concreto para distintos tipos de elementos estructurales [Usar]
- Aplicar técnicas de vibración correctas para lograr la consolidación uniforme del concreto [Usar]
- Evaluar la calidad de la colocación del concreto e identificar deficiencias como segregación, nidos de grava y juntas frías [Evaluar]
- Diseñar mezclas de concreto bombeables para condiciones específicas de altura y distancia de bombeo [Usar]
- Especificar métodos de colocación para estructuras de acceso restringido o colocación bajo agua [Evaluar]
- Desarrollar planes de colocación que minimicen juntas frías y garanticen la continuidad del concreto en elementos de gran dimensión [Usar]
2.1.6. EMM/Control Estadístico de la Calidad del Concreto (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Aplicación de métodos estadísticos para el control de la producción y aceptación del concreto, incluyendo muestreo, elaboración de probetas, análisis de resultados de resistencia, gráficos de control y evaluación de la conformidad con normas ACI y NTP.
Temas:
Core
- Procedimientos de muestreo y elaboración de especímenes de concreto fresco según normas ASTM
- Ensayo de resistencia a la compresión: procedimiento, frecuencia mínima y condiciones de ensayo
- Estadísticas básicas aplicadas al concreto: media, desviación estándar y coeficiente de variación
- Criterios de aceptación del concreto según ACI 318 y normativas equivalentes
- Gráficos de control estadístico (\(\bar{X}\), \(R\)) para el monitoreo continuo de la producción de concreto
- Análisis de resultados no conformes: procedimientos de investigación, ensayos adicionales y decisiones estructurales
- Índices de capacidad del proceso (\(C_p\), \(C_{pk}\)) y ajuste de la resistencia promedio de diseño
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Aplicar procedimientos normalizados de muestreo y fabricación de especímenes de concreto en obra [Usar]
- Interpretar resultados de ensayos de resistencia a la compresión y determinar su validez [Evaluar]
- Calcular parámetros estadísticos básicos a partir de series de resultados de resistencia del concreto [Usar]
- Evaluar la aceptación o rechazo del concreto aplicando los criterios normativos de ACI 318 [Evaluar]
- Construir gráficos de control estadístico para el seguimiento continuo de la producción de concreto [Usar]
- Diagnosticar causas de variabilidad excesiva y proponer acciones correctivas en la producción de concreto [Evaluar]
- Determinar la resistencia promedio de diseño (\(f'_{cr}\)) considerando la variabilidad estadística del proceso productivo [Usar]
2.1.7. EMM/Metales Estructurales, Aleaciones e Ingeniería de la Corrosión (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Propiedades y comportamiento de los metales estructurales, incluyendo aleaciones de acero, aluminio, principios metalúrgicos y estrategias de protección contra la corrosión.
Temas:
Core
- Composición, clasificación y designaciones de grados del acero
- Propiedades mecánicas del acero estructural, incluyendo límite de fluencia y ductilidad
- Procesos de tratamiento térmico y sus efectos en las propiedades del acero
- Soldabilidad y comportamiento de conexiones en metales estructurales
- Mecanismos de corrosión en estructuras metálicas
- Aplicaciones de aceros de alta resistencia y aceros resistentes a la intemperie
- Aleaciones de aluminio y sus aplicaciones estructurales
- Comportamiento a fatiga y tenacidad a la fractura de los metales
- Métodos de protección contra la corrosión, incluyendo recubrimientos y protección catódica
- Selección de materiales para entornos corrosivos y de alta temperatura
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Identificar diferentes grados de acero y sus aplicaciones estructurales apropiadas [Familiarizarse]
- Interpretar curvas esfuerzo-deformación y determinar las propiedades mecánicas de los metales [Evaluar]
- Explicar cómo el tratamiento térmico afecta la microestructura y las propiedades del acero [Familiarizarse]
- Evaluar la soldabilidad de los metales y especificar procedimientos de soldadura apropiados [Usar]
- Describir la base electroquímica de la corrosión metálica [Familiarizarse]
- Seleccionar acero de alta resistencia o resistente a la intemperie para requisitos estructurales específicos [Usar]
- Comparar aleaciones de aluminio con el acero para aplicaciones estructurales ligeras [Evaluar]
- Analizar escenarios de carga por fatiga y predecir la vida útil de componentes metálicos [Evaluar]
- Diseñar sistemas de protección contra la corrosión para estructuras metálicas en ambientes agresivos [Usar]
- Especificar materiales apropiados para estructuras expuestas a condiciones extremas [Evaluar]
2.1.8. EMM/Materiales Poliméricos, Compuestos y Sostenibles para la Construcción (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Propiedades y aplicaciones de materiales basados en polímeros, composites reforzados con fibras, materiales de base biológica y alternativas sostenibles en la construcción.
Temas:
Core
- Química de polímeros y clasificación de los polímeros de construcción
- Comportamiento mecánico y térmico de los materiales poliméricos
- Composites de polímero reforzado con fibra y sus aplicaciones estructurales
- Adhesivos, selladores y materiales impermeabilizantes
- Mecánica de materiales compuestos y teoría de láminas
- Refuerzo y rehabilitación de estructuras de concreto y mampostería con PRF
- Materiales de base biológica y reciclados para la construcción sostenible
- Geopolímeros y sistemas aglutinantes alternativos
- Degradación ambiental y desempeño a largo plazo de polímeros y composites
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Clasificar polímeros utilizados en la construcción y describir sus propiedades básicas [Familiarizarse]
- Caracterizar el comportamiento mecánico y térmico de los materiales poliméricos [Evaluar]
- Aplicar polímeros reforzados con fibra en aplicaciones de diseño estructural y rehabilitación [Usar]
- Seleccionar adhesivos y selladores apropiados para aplicaciones específicas de construcción [Familiarizarse]
- Analizar láminas compuestas utilizando la teoría clásica de laminación [Usar]
- Diseñar sistemas de refuerzo con PRF para estructuras existentes de concreto o mampostería [Evaluar]
- Evaluar la sostenibilidad y el desempeño del ciclo de vida de los materiales de construcción de base biológica [Evaluar]
- Comparar aglutinantes geopoliméricos con sistemas tradicionales de cemento Portland [Familiarizarse]
- Predecir la degradación a largo plazo de polímeros y composites bajo exposición ambiental [Usar]
2.1.9. EMM/Ensayos Normalizados, Control de Calidad y Análisis de Fallas (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Métodos de ensayo estandarizados para materiales de construcción, procedimientos de aseguramiento de la calidad, control estadístico de calidad y técnicas sistemáticas de investigación de fallas.
Temas:
Core
- Métodos de ensayo estándar para caracterización de materiales y ensayos de aceptación
- Procedimientos de muestreo y selección de muestras representativas
- Protocolos de control de calidad y aseguramiento de la calidad en la construcción
- Análisis estadístico de datos de ensayos y criterios de aceptación
- Métodos de ensayos no destructivos para materiales y estructuras
- Técnicas avanzadas de caracterización de materiales, incluyendo microscopía y espectroscopia
- Metodología de análisis de fallas e investigación de causa raíz
- Ingeniería forense y evaluación de daños
- Ensayos y enfoques de especificación basados en el desempeño
- Requisitos de certificación, cumplimiento y ensayos de tercera parte
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Realizar ensayos estándar de materiales de acuerdo con las especificaciones ASTM o equivalentes [Usar]
- Desarrollar planes de muestreo apropiados para la aceptación de materiales de construcción [Evaluar]
- Implementar procedimientos de control de calidad para materiales y procesos de construcción [Usar]
- Analizar datos de ensayos utilizando métodos estadísticos y establecer criterios de aceptación [Evaluar]
- Aplicar técnicas de ensayos no destructivos para la evaluación in situ de materiales [Familiarizarse]
- Utilizar técnicas de caracterización avanzada para investigar la microestructura de los materiales [Usar]
- Conducir un análisis sistemático de fallas para determinar las causas raíz del deterioro de materiales [Evaluar]
- Investigar fallas estructurales utilizando metodologías de ingeniería forense [Evaluar]
- Diseñar protocolos de ensayo basados en el desempeño para materiales innovadores [Usar]
- Interpretar requisitos de certificación y coordinar programas de ensayos de tercera parte [Familiarizarse]
2.1.10. EMM/Materiales Tradicionales y Vernáculos de Construcción (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Clasificación y propiedades de la roca de uso en la construcción, y de los materiales de construcción vernáculos -adobe, quincha, tapial y bambú-, incluyendo sus ensayos de control de calidad.
Temas:
Core
- Rocas de uso en la construcción: clasificación y propiedades
- El adobe como material de construcción: fabricación y propiedades
- La quincha como sistema constructivo: materiales y técnica
- El tapial como material de construcción: fabricación y propiedades
- El bambú como material de construcción: propiedades y aplicaciones estructurales
- Ensayos de control de calidad para materiales vernáculos
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Clasificar las rocas de uso en la construcción según sus propiedades y aplicaciones [Familiarizarse]
- Caracterizar las propiedades físicas y mecánicas del adobe, la quincha y el tapial [Usar]
- Evaluar la aptitud del bambú como material estructural en la construcción [Evaluar]
- Realizar ensayos de control de calidad sobre materiales de construcción vernáculos [Usar]
- Recomendar el uso de un material vernáculo apropiado según las condiciones de un proyecto [Evaluar]
2.1.11. EMM/Equilibrio de Partículas y Cuerpos Rígidos (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Análisis de sistemas de fuerzas en equilibrio para partículas y cuerpos rígidos en dos y tres dimensiones, determinación de reacciones en los apoyos, y equilibrio de cables flexibles bajo cargas concentradas y distribuidas.
Temas:
Core
- Ecuaciones de equilibrio y diagramas de cuerpo libre para partículas y cuerpos rígidos en dos y tres dimensiones
- Cables flexibles bajo cargas concentradas y distribuidas
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Aplicar las ecuaciones de equilibrio para determinar las reacciones en los apoyos de sistemas de cuerpo rígido en dos y tres dimensiones [Usar]
- Determinar la tensión y la forma de un cable bajo cargas concentradas y distribuidas [Usar]
2.1.12. EMM/Fuerzas Internas en Armaduras y Pórticos (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Determinación de fuerzas internas en armaduras mediante los métodos de nodos y secciones, en marcos y máquinas de múltiples elementos, y en vigas mediante diagramas de fuerza cortante y momento flector.
Temas:
Core
- Análisis de armaduras mediante el método de nodos y el método de secciones
- Diagramas de cuerpo libre y análisis de fuerzas internas en marcos y máquinas de múltiples elementos
- Fuerzas internas en vigas: diagramas de fuerza cortante y momento flector
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Analizar armaduras planas utilizando tanto el método de nodos como el método de secciones [Evaluar]
- Elaborar diagramas de cuerpo libre para marcos y máquinas de múltiples elementos y determinar las fuerzas internas en sus miembros [Usar]
- Construir diagramas de fuerza cortante y momento flector para vigas bajo cargas concentradas y distribuidas [Evaluar]
2.1.13. EMM/Propiedades Geométricas de Áreas y Fricción (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Determinación de centroides y momentos de inercia de áreas compuestas, análisis de fenómenos de fricción seca, e introducción a los métodos de trabajo virtual para problemas de equilibrio.
Temas:
Core
- Centroides y centros de gravedad de áreas y líneas compuestas
- Momentos de inercia de áreas y el teorema de los ejes paralelos
- Fricción seca: leyes de la fricción, cuñas y tornillos
- Trabajo virtual y estabilidad del equilibrio
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Determinar las propiedades geométricas de secciones transversales complejas utilizadas en perfiles estructurales [Usar]
- Analizar problemas de equilibrio que involucren fuerzas de fricción estática [Evaluar]
- Aplicar los principios de fricción al análisis de cuñas y mecanismos de tornillo [Usar]
- Evaluar la estabilidad del equilibrio mediante principios de trabajo virtual [Familiarizarse]
2.1.14. EMM/Cinemática de Cuerpos Rígidos en Movimiento Plano (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Análisis cinemático de cuerpos rígidos en movimiento plano: traslación, rotación alrededor de un eje fijo, movimiento plano general y el uso del centro instantáneo de rotación para determinar velocidades y aceleraciones.
Temas:
Core
- Traslación y rotación alrededor de un eje fijo
- Movimiento plano general: velocidad y aceleración relativas, y el centro instantáneo de rotación
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Determinar la velocidad y aceleración de cualquier punto en un mecanismo plano utilizando el centro instantáneo de rotación [Usar]
- Explicar la diferencia entre traslación, rotación alrededor de un eje fijo y movimiento plano general [Familiarizarse]
2.1.15. EMM/Cinética de Cuerpos Rígidos en Movimiento Plano (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Análisis cinético de cuerpos rígidos en movimiento plano: ecuaciones de movimiento que relacionan fuerzas externas con la aceleración angular, y el principio de trabajo y energía aplicado a la energía cinética rotacional y traslacional.
Temas:
Core
- Ecuaciones de movimiento para un cuerpo rígido en movimiento plano
- Energía cinética de un cuerpo rígido y el principio de trabajo y energía
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Aplicar las ecuaciones de movimiento para relacionar las fuerzas externas con la aceleración angular de cuerpos rígidos [Evaluar]
- Analizar problemas de movimiento de cuerpos rígidos mediante el principio de trabajo y energía [Usar]
2.1.16. EMM/Introducción a las Vibraciones Estructurales (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Fundamentos de la vibración libre y forzada de sistemas de un grado de libertad, aplicados a la evaluación del comportamiento dinámico de modelos estructurales simples.
Temas:
Core
- Vibración libre no amortiguada de un sistema de un grado de libertad
- Péndulo simple y modelos masa-resorte
- Conceptos de frecuencia natural, periodo y amplitud
- Introducción a la vibración libre amortiguada
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Modelar sistemas estructurales simples como sistemas de un grado de libertad [Usar]
- Calcular la frecuencia natural de una estructura para evitar fenómenos básicos de resonancia [Evaluar]
- Describir el efecto del amortiguamiento en la respuesta de vibración libre de un sistema estructural [Familiarizarse]
- Interpretar los parámetros de periodo y amplitud a partir de la respuesta de vibración libre de una estructura [Usar]