La historia de la ingeniería civil

¿Qué es la ingeniería civil?

La ingeniería civil es una rama de la ingeniería que se encarga del diseño, construcción y mantenimiento de infraestructuras y obras civiles, como edificios, puentes, carreteras, puertos, aeropuertos, presas, canales, entre otros.

¿Cuál es el origen de la ingeniería civil?

La historia de la ingeniería civil se remonta a la antigua Roma y Grecia, donde se construyeron algunas de las obras más impresionantes de la época.

En la antigua Roma, los ingenieros civiles eran conocidos como "constructor" y eran responsables de la planificación y construcción de acueductos, puentes y carreteras. El más famoso de ellos fue Marco Vitruvio Polión, quien escribió el tratado "De Architectura", que se considera uno de los primeros libros sobre ingeniería civil.

Durante la Edad Media, la ingeniería civil se centró en la construcción de castillos, fortificaciones y catedrales. En el Renacimiento, se produjo un renacimiento en la ingeniería civil, y se construyeron algunas de las obras más impresionantes de la época, como el Duomo de Florencia y el Palacio de Versalles.

Durante la Revolución Industrial, la ingeniería civil experimentó un gran avance, ya que las nuevas tecnologías permitieron la construcción de edificios más altos, puentes más largos y carreteras más rápidas. La construcción de ferrocarriles y canales también fue un importante logro de la ingeniería civil en este periodo.

En el siglo XX, la ingeniería civil se ha convertido en una disciplina altamente especializada, con diferentes ramas que se centran en áreas específicas, como la ingeniería estructural, hidráulica, geotécnica, de transporte y de construcción. Las nuevas tecnologías, como la informática y la robótica, han permitido la construcción de obras más complejas y avanzadas.

La ingeniería civil ha evolucionado a lo largo del tiempo para satisfacer las necesidades de las sociedades y ha hecho posible la construcción de infraestructuras y edificios de gran escala que han mejorado la calidad de vida de las personas. A continuación, se detallan algunos de los hitos más importantes en la historia de la ingeniería civil:

Acueductos romanos

Los acueductos romanos son una de las obras más impresionantes de la ingeniería civil de la antigüedad. Fueron construidos para llevar agua a las ciudades y se caracterizan por su arco alto y su uso inteligente de la gravedad.

Puentes colgantes

El primer puente colgante moderno fue construido en Inglaterra en 1826. Este tipo de puente utiliza cables de acero para soportar la carga y se caracteriza por su elegante diseño y su capacidad para atravesar ríos y gargantas profundas.

Torre Eiffel

La Torre Eiffel en París, construida en 1889, es un icono de la ingeniería civil moderna. Se caracteriza por su estructura de hierro forjado y su altura de 324 metros. En su momento, fue la estructura más alta del mundo y sigue siendo una de las atracciones turísticas más populares de Francia.

Presas

Las presas son estructuras que se construyen para almacenar agua y generar energía hidroeléctrica. La presa Hoover, cuya construcción data de la década de 1930 en Estados Unidos, es una de las más famosas y se caracteriza por su impresionante tamaño y su capacidad para generar energía limpia y renovable.

Construcciones de rascacielos

La construcción de rascacielos se ha convertido en un desafío para los ingenieros civiles modernos.

Historia de la ingeniería de carreteras (Parte V) - La ingeniería de carreteras en Estados Unidos

La ingeniería de carreteras en Estados Unidos

En Estados Unidos, las antiguas sendas de las tribus indias sirvieron de base para trazar los nuevos caminos; las sendas Mohawk y Natchez son algunas de ellas. Santa Fe, un poblado misionero que recibía abastecimiento desde México, llegó a convertirse un núcleo importante de comercio y atrajo a pioneros procedentes de tierras estadounidenses. En 1825, como consecuencia del frecuente tránsito de viajeros, el Congreso destinó una cantidad importante de dinero para la construcción de un camino a Santa Fe desde la ciudad de Independence, en el estado de Missouri. Los grandes movimientos migratorios hacia el oeste de mediados de siglo forzaron la construcción de la Ruta Overland, con desvíos hacia Oregón y posteriormente a California.

Con la construcción de la primera vía férrea transcontinental en la década de los 60, se redujo la importancia de sendas y caminos, hasta que el desarrollo del motor de combustión interna y consecuentemente del automóvil renovó el interés por este tipo de vías de transporte.

En 1785 se construyó en Virginia una carretera de peaje con fondos públicos, aunque fue el sector privado quien se encargó de la construcción y explotación de la mayor parte de la red de carreteras existente en los estados orientales antes de la llegada del ferrocarril.

La proliferación de ferrocarriles en los Estados Unidos en la segunda mitad del siglo XIX y de vehículos eléctricos interurbanos en el este y el medio oeste del país entre 1900 y 1920 redujo la demanda de carreteras, aun siendo ya el automóvil un vehículo práctico. Con el fin de la I Guerra Mundial se intentó ampliar la red vial existente, aunque la construcción en este periodo se restringió únicamente a carreteras que abastecían zonas en proceso de expansión.

Historia de la ingeniería de carreteras (Parte IV) - La ingeniería de carreteras en Francia

La ingeniería de carreteras en Francia

A mediados del siglo XVII el gobierno francés instituyó un sistema para reforzar el trabajo local en las carreteras, y con este método se construyeron aproximadamente 24,000 km de carreteras principales. Casi al mismo tiempo, el parlamento francés instauró un sistema de concesión de franquicias a compañías privadas para el mantenimiento de dichas carreteras, permitiendo a las mismas que cobraran un peaje o cuotas por el uso de aquéllas.

Al gobierno absolutista y fuertemente centralizado existente en Francia durante el siglo XVIII se le concedió el crédito suficiente para que pudiera realizar una sólida y asentada red nacional de carreteras. De esa manera, en 1716 se creó el Departamento de Puentes y Caminos (Corps du Ponts et Chaussees), que se encargó de redactar normas para la construcción de diversos tipos de caminos.

La Ingeniería de Caminos se reconoció como profesión, en gran parte gracias a los logros de Pierre-Marie-Jérôme Trésaguet, Inspector General de Caminos, al que se atribuye el haber codificado por primera vez y de forma detallada la construcción de carreteras.

Impulsado por el deseo de reducir el espesor de las capas que conforman el firme, su método de construcción se diferenciaba de los utilizados en Inglaterra por McAdam y Telford en que, aunque también utilizaba capas de áridos cuya granulometría iba aumentando con la profundidad, diseñó cada capa ligeramente bombeada –de sección transversal con una ligera pendiente a dos aguas, siendo el eje del camino el punto más alto- para así conseguir una mejor evacuación de las aguas hacia los flancos del camino. Estas capas eran las siguientes:

• Un cimiento a base de piedras gruesas hincadas a mano.
• Una capa de regulación constituida por fragmentos de piedras ordenadas y apisonadas a mano, que aseguraba la transmisión y el reparto de las cargas a la base.
• Una capa de rodadura de unos 8 cm de espesor, con áridos del tamaño de una nuez, machacados con maceta y colocados mediante una paleta. Esta capa, compuesta de piedras muy duras, aseguraba el bombeo del 3% en el origen.

Además, en los laterales del camino existían unos encintados de piedra, cuya misión era la de impedir que las piedras pequeñas que conformaban la capa de rodadura se perdieran fuera del propio camino. También hizo un mayor uso de las capas del subsuelo para asentar correctamente el camino.

A principios del siglo XIX Francia avanza en la investigación de carreteras empleando pavimentos de mástic asfáltico en la construcción de las mismas. A mediados del siglo XX tanto en Francia como en Inglaterra se empleaba asfalto procedente de rocas comprimidas en la pavimentación calles urbanas. El rápido crecimiento del tráfico rodado en la tercera década del siglo XX acrecentó el uso del firme asfáltico al tener una superficie que no generaba polvo, aunque llegaba a ser resbaladizo y causante de accidentes sobre todo cuando se hallaba mojado. En 1929 se comenzó a añadir grava revestida de productos bituminosos –que facilitaban una mejor mezcla- al asfalto aún caliente y en estado líquido, lo que proporcionaba una mayor aspereza en la capa de rodadura, mejorando así el agarre de los vehículos.

Historia de la ingeniería de carreteras (Parte III) - Las mejoras estructurales de Thomas Telford

Las mejoras estructurales de Thomas Telford

Otro ingeniero de origen escocés fue Thomas Telford. Su método consistía en hacer las carreteras lo suficientemente resistentes como para poder soportar la máxima carga admisible; esto fue posible debido a que a diferencia de McAdam, Telford dedicó más atención al estudio de la cimentación. Su sistema implicaba la construcción de cimientos de material resistente, roca a ser posible; éstos se recrecían en el centro para que la carretera se inclinara hacia los bordes permitiendo su desagüe. La parte superior de la carreteras se componía de una capa de unos 15 cm. De piedra machacada y compactada. De esta forma se conseguía un mejor reparto de las tensiones transmitidas por los vehículos circulantes a lo largo de la estructura.

El sistema de McAdam, llamado macadamización, se adoptó en casi todas partes, sobre todo en Europa. Sin embargo, los cimientos de tierra de las carreteras macadamizadas no pudieron soportar los pesados camiones que se utilizaron en la I Guerra Mundial. Su principal consecuencia fue la adopción del sistema de Telford para construir carreteras sometidas a tráfico pesado, ya que proporcionaba una mejor distribución de las cargas de tráfico sobre el subsuelo subyacente.

Historia de la ingeniería de carreteras (Parte II) - La nueva concepción constructiva de McAdam

La nueva concepción constructiva de McAdam

John Loudon McAdam, ingeniero escocés, se dedicó a estudiar métodos de mejora de carreteras, consiguiendo construir caminos capaces de soportar tránsito rodado relativamente rápido. McAdam concebía la calzada como un colchón de reparto de las cargas de tráfico, y mantenía que un terreno bien drenado soportaría cualquier carga. En su sistema de construcción de carreteras, la capa de piedra machacada –sin ningún tipo de elemento aglomerante- se colocaba directamente sobre un cimiento de tierra que se elevaba del terreno circundante para asegurar un correcto desagüe.

Esencialmente su método consistía en disponer tres de capas de piedra de unos 10 cm. de espesor cada una, compactadas primero manualmente y posteriormente apisonadas por rodillos arrastrados por caballos. Debido al efecto del apisonando y del peso del tráfico rodado los bordes de las piedras iban puliéndose, haciendo resbaladiza la superficie del firme. Estos caminos eran norma general en Gran Bretaña hasta la iniciación de la época de los vehículos a motor. Las llantas de goma de los automóviles más rápidos tendían a desconchar la superficie de piedra apareciendo baches y socavones, a lo que se añadía la gran cantidad de polvo levantado por los vehículos. Este problema condujo a la búsqueda de mejores superficies de rodadura, tales como el asfalto.

Historia de la ingeniería de carreteras (Parte I)

Entre el siglo XVII y XVIII, la prosperidad de los países, las necesidades comerciales y el incremento constante del tráfico de viajeros dieron lugar a un nuevo auge en la construcción de carreteras.

A finales del siglo XVIII y principios del XIX, la construcción de carreteras, se amplió extraordinariamente a causa de las necesidades militares de las campañas napoleónicas.

Durante todo el siglo XIX se prosiguió la construcción de carreteras, bajo el impulso del desarrollo cada vez mayor del intercambio comercial entre ciudades de un mismo país y entre distintas naciones.

La ingeniería de carreteras en Gran Bretaña

En Inglaterra el mantenimiento de las carreteras, recayó en las parroquias, que cada año elegían un encargado de carreteras, quien se encargaba de reclutar a los hombres más fuertes y sanos para realizar servicios a la comunidad, durante un número específico de horas al año, en concepto de labores de mantenimiento y reparación de caminos.

Con posterioridad llegó la era de los caminos de peaje, en ésta, grupos de personas se asociaban para obtener facultades parlamentarias bajo las cuales asumían la gestión de un tramo de camino durante 21 años, o construían uno nuevo y financiaban su mantenimiento mediante el cobro de peajes.

La Ingeniería de Carreteras era aún rudimentaria, y en muchas ocasiones no se supo conservar los caminos existentes.

Durante las tres primeras décadas del siglo XIX dos ingenieros británicos, Thomas Telford y John Loudon McAdam, así como un ingeniero de caminos francés, Pierre-Marie-Jérôme Trésaguet, perfeccionaron los métodos y técnicas de construcción de carreteras.

Historia de las carreteras y caminos (Parte VIII)

Los caminos en la edad media

Al ciclo de los imperios, caracterizado por la existencia de un poder organizado y centralizado, sucedió una etapa donde los efímeros mandatos y las continuas luchas por el poder impidieron no sólo el desarrollo, sino también el mantenimiento de la red de carreteras heredada de los romanos. Cabe destacar de este período las carreteras Brunehaut, construidas en el siglo VI en el norte de Francia para remozar las vías romanas, que habían sido totalmente destruidas.

Con la formación de las nuevas naciones en el viejo continente fueron necesarias rutas de mayor importancia para el tránsito de las cortes reales itinerantes. A principios siglo XI, el auge que obtuvo la peregrinación a los templos sagrados aceleró el desarrollo de comercio internacional e hizo que los caminos alcanzaran su más importante ocupación desde la caída del Imperio Romano.

El transporte interior llevado a cabo por los caminos era muy reducido debido a los continuos asaltos que llevaban a cabo los bandoleros contra las mercancías y los comerciantes. Esa inseguridad viaria produjo que experimentase un auge importante el comercio marítimo y fluvial en la Edad Media, al ser un medio más barato y más seguro para comunicar dos ciudades más o menos próximas.

Historia de las carreteras y caminos (Parte VII)

El ocaso del imperio romano

Tras el ataque de las tribus bárbaras al imperio romano desde el siglo III, en adelante, que no eran partidarias del poder centralizado y tampoco eran adeptos a la vida en las ciudades los caminos romanos fueron abandonados paulatinamente.

Aunque seguían empleándose los caminos romanos para abastecer las ciudades del interior, el escaso mantenimiento a que fueron sometidos provocó que fueran decayendo gradualmente.

Pasaron siglos antes de que se realizara cualquier intento por reconstruir el sistema de calzadas romano.

Tras la desaparición del Imperio Romano y durante la Edad Media desapareció la construcción de carreteras y se abandonó la conservación de las existentes, por lo que quedaron prácticamente intransitables.

Historia de las carreteras y caminos (Parte VI)

La técnica de construcción de calzadas en el imperio romano

En el imperio romano las calzadas por lo general se construían en línea recta, tomando la ruta más directa allá donde fuera posible. Cuando las montañas no lo permitían, los ingenieros de la época diseñaban y construían complicados sistemas de circunvalación. Los logros romanos en este campo son del todo meritorios, dado que los agrimensores –antiguos topógrafos- tenían que replantear la línea de un nuevo camino y hacerlo tan recto como fuera posible privados de los instrumentos modernos de los que hoy en día disponemos y frecuentemente en circunstancias topográficas y climáticas muy desfavorables.

Una razón importante de por qué las calzadas romanas eran tan duraderas es el esmero que pusieron en el diseño y ejecución de un sistema de drenaje adecuado, que básicamente consistía en la excavación de zanjas en los extremos del camino y paralelas al mismo. La tierra procedente de aquéllas se utilizaba para la formación un banco asentado sobre una cimentación formada por fragmentos de piedra y cerámica cementados con limo.

Los grandes bloques poligonales de piedra dura o de lava solidificada –en zonas donde ésta existía– se encajaban cuidadosamente para formar la capa de terminación del camino. El término latino para esta superficie era pavimentum, que hoy en día se conoce como pavimento.

Así, la sección-tipo de una calzada romana se hallaba integrada por las siguientes capas, en orden decreciente de profundidad:

Un cimiento de piedras planas o statumen.

Una capa formada por ripios y detritus de cantera, llamada rudus.

Una capa intermedia de hormigón a base de piedra machacada y cal grasa, llamada nucleus.

Una capa de terminación, formada por un enlosado de piedra sellado con mortero de cal, denominada summum dorsum.

También son los romanos quienes adoptan medidas normativas encaminadas a la construcción, conservación, reparación y tránsito por los caminos y calzadas, estableciendo la protección interdictal para el uso, mantenimiento del tránsito y no deterioro de los caminos públicos. El llamado Itinerario de Antonino es el documento antiguo más completo para el estudio de las vías romanas, y data de finales del siglo III de nuestra era.

Historia de las carreteras y caminos (Parte V)

Orígenes de la red de calzadas romana (continuación)

La construcción de los primeros grandes caminos era llevada a cabo por los censores y curatores especiales, quienes concedían los contratos y supervisaban su ejecución. Como los caminos pronto se extendieron al ámbito de las provincias, esta responsabilidad pasó a los gobernadores, quienes confiaban en encontrar fondos para su construcción y reparación. Con frecuencia era el propio emperador quien se encargaba de subvencionar la construcción, aunque destinaba la mayor parte de crédito a las inscripciones existentes en los hitos provincianos. Para el emperador, la construcción de calzadas era un medio de anunciar su benevolencia y autoridad.

La mayor parte de los usuarios de estas calzadas viajaban sobre el lomo del caballo o a pie; los altos funcionarios y los potentados, sin embargo, usaban carros de dos y cuatro ruedas. Se idearon también estaciones donde caballos y conductores podrían ser relevados o asistidos, emplazándose cada 16 km. a lo largo de los caminos, aunque eran para el uso exclusivo del gobierno; las posadas se ubicaban también a intervalos razonablemente frecuentes para proveer al resto de viajeros. Aprovechando la creación de todas estas vías y servicios, se organizó un servicio postal para transmitir los mensajes de gobierno.

Orígenes de la red de calzadas romana

Hasta finales del siglo IV a.n.e. las calzadas romanas eran poco más que senderos que conducían a Roma desde las distintas ciudades del Lacio. Desde ese momento comenzaron a construirse según un plan establecido, diseñado conjuntamente con el programa táctico de expansión. Al tener un significado militar considerable, se desarrollaron sistemas más complejos de construcción de calzadas con vistas a hacerlas más permanentes y mejores para soportar diferentes tipos de tráfico. Ya en el 340 a.n.e. y una vez conquistado Latium, se construyó la Vía Latina para conectar Roma con Capua, que acababa de ser devastada en la Guerra Samnita.

A iniciativa de Appius Claudius Crassus, quien financió parte del proyecto de su propio bolsillo, se construyó la más famosa de las calzadas romanos, la Vía Apia, que pretendía ser una ruta alternativa a Capua. Su construcción comenzó en al año 312 a.n.e. y ya en el 244 a.n.e. el camino había alcanzado Brundisium, situada en el extremo sur de Italia. El aspecto más revolucionario de la Vía Apia fue su pavimentación, realizada parcialmente con piedra y parcialmente con lava solidificada.

Otra de las calzadas importantes, la Via Flaminia, unía Roma con la colonia Latina de Ariminum, sita en territorio Celta. Estos caminos pavimentados y otros –normalmente construidos a base de piedras, ripios y morteros de diversa composición- eran de gran importancia estratégica, facilitando la administración y el control de las tierras conquistadas. Hacia el final de la República (fines del siglo I a.n.e.) se habían construido caminos en algunas de las provincias –tales como Galia meridional e Iliria-, aunque el gran periodo de construcción fuera de Italia se produjo en el siglo I y II, coincidiendo con la época de máximo esplendor del Imperio Romano. En Bretaña y el norte de África, así como en Italia, el progreso de expansión imperial puede ser trazado siguiendo el desarrollo de la red de calzadas romanas.

Las calzadas romanas

Es de conocimiento general, que los más grandes constructores de caminos del mundo antiguo fueron los del imperio romano, que construyeron una red de vías de comunicación muy eficiente y sin igual hasta los tiempos actuales. El desarrollo de la red de calzadas, que llegó a tener más de 80,000 km. de longitud, se produjo al mismo tiempo que su expansión territorial; su imperio se desarrolló partiendo de una ciudad-estado que fue invadiendo otros pequeños estados limítrofes, construyendo caminos que enlazaban las regiones ocupadas para ayudar consolidar sus conquistas. Así pues, es lógico deducir que la construcción de una sólida red de calzadas fue uno de los pilares de la colonización romana.

En un principio dicho sistema de vías fue diseñado con fines militares y políticos: mantener un control efectivo de las zonas incorporadas al Imperio era el principal objetivo de su construcción; posteriormente, las calzadas adquirieron una importancia económica añadida, pues al unir distintas regiones facilitaban el comercio y las comunicaciones.

HISTORIA DE LA CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS Y CAMINOS (Parte II)

Primeras civilizaciones en la construcción de carreteras

Siglos después, tras la aparición de la rueda y a medida que se desarrollaban las grandes naciones, las necesidades militares primero y las comerciales después impulsaron la construcción de los caminos carreteros. En el tercer milenio a.n.e., las civilizaciones de Egipto, Mesopotamia y del Valle del Indo desarrollaron caminos, primero para el uso de sus animales de carga y más tarde para el tránsito de vehículos rodados. Algunos eran de importancia similar a las actuales carreteras, como el construido en el Valle del Nilo por los egipcios, una carretera con firme artificial de 18 metros de anchura, utilizada para el transporte de grandes bloques de piedra.

En tanto que las carreteras egipcias tenían probablemente un carácter funerario, las de Mesopotamia tenían un marcado carácter comercial. Desde el siglo VI a.C. los

Persas comenzaron a unir caminos existentes para formar el "Camino Real" desde Éfeso

a Susa, que contaba con más de 2.500 km. de longitud. A su turno, en China se construyó la Ruta de la Seda y se desarrolló un sistema de sendas y caminos en torno al siglo XI a.n.e.. Ya en el siglo III a.n.e. en la dinastía Ch'in se construyó una amplia red de caminos por todo el país.

HISTORIA DE LA CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS Y CAMINOS (Parte I)

Primeras civilizaciones en la construcción de carreteras

Desde hace cientos de años y dada las crecientes necesidades de la humanidad, la construcción de vías de comunicación ha sido uno de los primeros signos de civilización avanzada. A medida que las ciudades de las primeras civilizaciones incrementaron de tamaño y densidad de población, la necesidad de comunicación con otras regiones se tornó cada vez más necesaria. Las necesidades de hacer llegar suministros alimenticios o transportarlos a otros consumidores impulsaron sin duda al desarrollo de la construcción de caminos y carreteras.

Entre las civilizaciones pioneras en la construcción de carreteras se encuentra Mesopotamia.

La rueda fue uno de los inventos que sin duda revolucionó el mundo del transporte en la antigüedad, inventada probablemente por los pueblos de la Mesopotamia, aproximadamente en el tercer milenio a.n.e.. Estos pueblos se vieron en la necesidad de comerciar gran cantidad de productos y de transportar los mismos. Para su transporte surgió el carro con ruedas. Nació de tal manera el concepto de giro sobre un eje. Las primeras ruedas estaban talladas en una única pieza de madera, fabricándose las más grandes mediante la unión de planchas de madera formando crucetas. En algunos países como China y Turquía, las grandes ruedas se fabricaban a partir de un bloque macizo de piedra.

La ingeniería civil contemporánea en España nace con Agustín de Bethancourt. Agustín de Bethancourt, de origen canario, viaja a París, donde estudia ingeniería civil en la École de Pont et Chausses. A su regreso a España funda la Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Madrid en 1802. El objetivo es crear un cuerpo de ingenieros con una elevada formación que pudiera acometer una gran ampliación de la infraestructura civil en la España del siglo XIX