Ingeniería Civil – Sección 1: Ingeniería Matemática
Álgebra Lineal: Álgebra Matricial; Sistemas de ecuaciones lineales; Valores propios y vectores propios. Cálculo: Funciones de una sola variable; Límite, continuidad y diferenciabilidad; Teoremas del valor medio, máximos y mínimos locales, series de Taylor y Maclaurin; Evaluación de integrales definidas e indefinidas, aplicación de integrales definidas para obtener área y volumen; Derivadas parciales; Derivado total; Gradiente, divergencia y curvatura, identidades vectoriales, derivadas direccionales, integrales de línea, superficie y volumen, teoremas de Stokes, de Gauss y de Green. Ecuación diferencial ordinaria (EDO): ecuaciones de primer orden (lineales y no lineales); ecuaciones lineales de orden superior con coeficientes constantes; Ecuaciones de Euler-Cauchy; La transformada de Laplace y su aplicación en la resolución de EDO lineales; Problemas de valor inicial y límite. Ecuación diferencial parcial (PDE): series de Fourier; separación de variables; soluciones de ecuación de difusión unidimensional; Ecuación de onda unidimensional de primer y segundo orden y ecuación de Laplace bidimensional. Probabilidad y estadística: definiciones de probabilidad y teoremas de muestreo; La probabilidad condicional; Variables aleatorias discretas: distribuciones de Poisson y binomiales; Variables aleatorias continuas: distribuciones normales y exponenciales; Estadística descriptiva: media, mediana, moda y desviación estándar; Prueba de hipótesis. Métodos numéricos: exactitud y precisión; análisis de errores. Soluciones numéricas de ecuaciones algebraicas lineales y no lineales; Aproximación por mínimos cuadrados, polinomios de Newton y Lagrange, diferenciación numérica, integración por trapezoidal y regla de Simpson, métodos de pasos simples y múltiples para ecuaciones diferenciales de primer orden.
Sección 2: Ingeniería estructural Ingeniería mecánica: sistema de fuerzas, diagramas de cuerpo libre, ecuaciones de equilibrio; Fuerzas internas en las estructuras; Fricción y sus aplicaciones; Cinemática de masa puntual y cuerpo rígido; Centro de masa; Las ecuaciones de movimiento de Euler; Impulso-impulso Métodos de energía; Principios del trabajo virtual. Mecánica sólida: momento de flexión y fuerza de corte en vigas determinadas estáticamente; Relaciones simples de estrés y tensión; Teorías de los fracasos; Teoría de flexión simple, esfuerzos de flexión y corte, centro de corte; Torsión uniforme, pandeo de columna, tensiones de flexión combinadas y directas. Análisis estructural: estructuras estáticamente determinadas e indeterminadas por métodos de fuerza / energía; Método de superposición; Análisis de cerchas, arcos, vigas, cables y marcos; Métodos de desplazamiento: deflexión de la pendiente y métodos de distribución de momento; Líneas de influencia; Métodos de rigidez y flexibilidad del análisis estructural. Materiales de construcción y gestión: Materiales de construcción: acero estructural: composición, propiedades y comportamiento de los materiales; Concreto: constituyentes, diseño de mezcla, propiedades a corto y largo plazo; Ladrillos y mortero; Madera; Betún. Gestión de la construcción: Tipos de proyectos de construcción; Contratos de licitación y construcción; Análisis de tarifas y especificaciones estándar; Estimación de costos; Planificación de proyectos y análisis de redes – PERT y CPM.
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Estructuras de concreto: estrés laboral, estado límite y conceptos de diseño de carga final; Diseño de vigas, losas, columnas; Bond y longitud de desarrollo; Hormigón pretensado; Análisis de secciones de viga en cargas de transferencia y servicio. Estructuras de acero: conceptos de diseño de tensión de trabajo y estado límite; Diseño de elementos de tensión y compresión, vigas y columnas de vigas, bases de columnas; Conexiones: conexiones simples y excéntricas, viga-columna, vigas de placa y vigas; Análisis plástico de vigas y marcos.
Sección 3: Ingeniería geotécnica Mecánica de suelos: Origen de los suelos, estructura y tejido del suelo; Sistema trifásico y relaciones de fase, propiedades de índice; Sistema de clasificación de suelos estándar unificado e indio; Permeabilidad – flujo unidimensional, ley de Darcy; La filtración a través de los suelos: flujo bidimensional, redes de flujo, presión de levantamiento, tuberías; Principio de estrés efectivo, capilaridad, fuerza de filtración y condición de arenas movedizas; Compactación en laboratorio y condiciones de campo; Consolidación unidimensional, tasa de tiempo de consolidación; Círculo de Mohr, trayectorias de tensión, parámetros efectivos y de resistencia total al corte, características de las arcillas y arena. Ingeniería de cimentaciones: investigaciones subsuperficiales: alcance, taladrado, muestreo, prueba de carga de placa, penetración estándar y prueba de penetración de cono; Teorías de la presión de la tierra – Rankine y Coulomb; Estabilidad de las pendientes: pendientes finitas e infinitas, método de corte y método de Bishop; Distribución del estrés en los suelos: teorías de Boussinesq y Westergaard, bulbos de presión; Fundamentos poco profundos: teorías de la capacidad de carga de Terzaghi y Meyerhoff, efecto del nivel freático; Pies combinados y cimientos de balsa; Presión de contacto; Análisis de asentamientos en arenas y arcillas; Cimientos profundos: tipos de pilotes, fórmulas dinámicas y estáticas, capacidad de carga de pilotes en arenas y arcillas, prueba de carga de pilotes, fricción negativa de la piel.
Sección 4: Ingeniería de recursos hídricos Mecánica de fluidos: propiedades de los fluidos, estática de fluidos; Continuidad, impulso, energía y ecuaciones correspondientes; Flujo potencial, aplicaciones de momento y ecuaciones de energía; Flujo laminar y turbulento; Flujo en tuberías, redes de tuberías; Concepto de capa límite y su crecimiento. Hidráulica: Fuerzas sobre cuerpos sumergidos; Medición de caudal en canales y tuberías; Análisis dimensional y similitud hidráulica; Cinemática del flujo, triángulos de velocidad; Fundamentos de máquinas hidráulicas, velocidad específica de bombas y turbinas; Hidráulica del canal: relaciones de profundidad de la energía, energía específica, flujo crítico, perfil de pendiente, salto hidráulico, flujo uniforme y flujo gradualmente variado Hidrología: ciclo hidrológico, precipitación, evaporación, evapo-transpiración, cuenca, infiltración, hidrogramas unitarios, análisis de hidrografía, inundación estimación y enrutamiento, capacidad de reservorio, enrutamiento de reservorios y canales, modelos de escorrentía de superficie, hidrología de aguas subterráneas: sistemas hidráulicos de pozos de estado estable y acuíferos; Aplicación de la ley de Darcy. Riego: Deber, delta, estimación de evapo-transpiración; Necesidades de agua de cultivo; Diseño de canales revestidos y sin forro, obras principales, presas de gravedad y vertederos; Diseño de presas sobre cimientos permeables; Tipos de sistemas de riego, métodos de riego; Registro de agua y drenaje; Obras de regulación del canal, estructuras de drenaje transversal, salidas y fugas.
Sección 5: Ingeniería ambiental Aguas y aguas residuales: estándares de calidad, procesos básicos de las unidades y operaciones para el tratamiento del agua. Estándares de agua potable, requisitos de agua, operaciones unitarias básicas y procesos unitarios para el tratamiento de aguas superficiales, distribución de agua. Tratamiento de aguas residuales y alcantarillado, cantidad y características de las aguas residuales. Tratamiento primario, secundario y terciario de aguas residuales, estándares de descarga de efluentes. Tratamiento de aguas residuales domésticas, cantidad de características de aguas residuales domésticas, tratamiento primario y secundario. Operaciones unitarias y procesos unitarios de aguas residuales domésticas, eliminación de lodos. Contaminación del aire: tipos de contaminantes, sus fuentes e impactos, meteorología de la contaminación del aire, control de la contaminación del aire, estándares y límites de calidad del aire. Residuos sólidos municipales: características, generación, recolección y transporte de residuos sólidos, sistemas diseñados para la gestión de residuos sólidos (reutilización / reciclaje, recuperación de energía, tratamiento y eliminación). Contaminación acústica: Impactos del ruido, límites permisibles de la contaminación acústica, medición del ruido y control de la contaminación acústica.
Sección 6: Ingeniería de transporte Infraestructura de transporte: alineación de carreteras y estudios de ingeniería; Diseño geométrico de carreteras: elementos de sección transversal, distancias de visión, alineaciones horizontales y verticales; Diseño geométrico de vías férreas; Longitud de pista de aeropuerto, calle de rodaje y salida de rodaje. Pavimentos de carreteras: materiales de carreteras: propiedades deseables y pruebas de control de calidad; Diseño de mezclas asfaltadas bituminosas; Factores de diseño para pavimentos flexibles y rígidos; Diseño de pavimento flexible utilizando IRC: 37-2012; Diseño de pavimentos rígidos utilizando IRC: 58-2011; Angustias en pavimentos de hormigón. Ingeniería de tráfico: estudios de tráfico sobre flujo, velocidad, tiempo de viaje, retraso y estudio de OD, PCU, factor de hora pico, estudio de estacionamiento, estudio y análisis de accidentes, análisis estadístico de datos de tráfico; Parámetros microscópicos y macroscópicos del flujo de tráfico, relaciones fundamentales; Dispositivos de control, diseño de señal mediante el método de Webster; Tipos de intersecciones y canalizaciones; Capacidad de la autopista y nivel de servicio de carreteras rurales y vías urbanas.
Sección 7: Principios de Ingeniería Geomática de topografía; Errores y su ajuste; Mapas – escala, sistema de coordenadas; Medición de la distancia y el ángulo: nivelación y nivelación trigonométrica; Encuesta de travesía y triangulación; Estacion total; Curvas horizontales y verticales. Fotogrametría – escala, altura de vuelo; Teledetección: conceptos básicos, plataforma y sensores, interpretación de imágenes visuales; Conceptos básicos del sistema de información geográfica (GIS) y del sistema de posicionamiento geográfico (GPS).