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junio 2018


Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - estructuras, ingenier铆a civil, Puentes    

Imagen del “Silver Bridge” tras el colapso (1967). Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2500886

En general, las necesidades de los trabajos de mantenimiento y conservaci贸n han ido creciendo en todos los pa铆ses desarrollados con redes de infraestructuras importantes. En principio, estas labores estaban enfocadas desde el punto de vista de resolver problemas de la estructura ya deteriorada, mediante reparaciones y acciones puntuales, para pasar, actualmente, en los sistemas de gesti贸n m谩s desarrollados, a tratarse de labores preventivas que eviten llegar a la situaci贸n de degradaci贸n 煤ltima de la estructura, en la cual se disparan los costes de adecuaci贸n.

Mapa conceptual sobre sistemas de gesti贸n de puentes. Elaborado por V. Yepes

Os dejo a continuaci贸n la presentaci贸n de una clase sobre mantenimiento de puentes que impart铆 recientemente en la asignatura “Gesti贸n del mantenimiento de infraestructuras”, del Grado en Ingenier铆a Civil de la Escuela T茅cnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Valencia.

Descargar (PDF, 1.59MB)

19 junio, 2018
 
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Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - ciclo de vida, estructuras, hormig贸n, investigaci贸n, Puentes, sostenibilidad    

Acaban de publicarnos un art铆culo en la revista聽Environmental Impact Assessment Review聽(primer decil del JCR), de la editorial ELSEVIER, en el que se realiza una valoraci贸n de las medidas preventivas consideradas en el proyecto a lo largo del ciclo de vida de un puente de hormig贸n sometido a un ambiente costero, donde los clorh铆dricos suponen una agresi贸n que supone un mantenimiento de la infraestructura. En el art铆culo se analizan 15 dise帽os diferentes y se comprueba que no siempre realizar un mantenimiento m铆nimo supone menores impactos ambientales. Adem谩s, los tratamientos superficiales y la adici贸n de humo de s铆lice supone una reducci贸n del 70% en los impactos.

Adem谩s, la editorial ELSEVIER nos permite la聽distribuci贸n gratuita del art铆culo聽hasta el 6 de agosto de 2018. Por tanto, os paso el enlace para que os pod谩is descargar este art铆culo:聽https://authors.elsevier.com/a/1XERB3QCo9R2ye

Referencia:

NAVARRO, I.J.; YEPES, V.; MART脥, J.V.; GONZ脕LEZ-VIDOSA, F. (2018).聽Life cycle impact assessment of corrosion preventive designs applied to prestressed concrete bridge decks.Journal of Cleaner Production, 196:698-713.聽https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.06.110

Abstract:

Chloride corrosion of reinforcing steel in concrete structures is a major issue in the construction sector due to economic and environmental reasons. Assuming different prevention strategies in aggressive marine environments results in extending the service life of the exposed structures, reducing the maintenance actions required throughout their operation stage. The aim of the present study is to analyze the environmental implications of several prevention strategies through a life cycle assessment using a prestressed bridge deck as a case study.

The environmental impacts of 15 prevention alternatives have been evaluated when applied to a real case of study, namely a bridge deck exposed to a chloride laden surrounding. The Eco-indicator 99 methodology has been adopted for the evaluation of the impacts. As some of the alternatives involve the use of by-products such as fly ash and silica fume, economic allocation has been assumed to evaluate their environmental impacts.

Results from the life cycle analysis show that the environmental impacts of the chloride exposed structure can be reduced significantly by considering specific preventive designs, such as adding silica fume to concrete, reducing its water to cement ratio or applying hydrophobic or sealant treatments to its surface. In such scenarios, the damage caused to the environment mainly due to maintenance operations and material consumption can be reduced up to a 30鈥40% of the life cycle impacts associated to a conventional design. The study shows how the application of life cycle assessment methodologies can be of interest to reduce the environmental impacts derived from the maintenance operations required by bridge decks subjected to aggressive chloride laden environments.

Keywords:

Life cycle assessment;聽Chloride corrosion;聽Preventive measures;聽Eco-indicator 99;聽Bridge deck;聽Sustainable design;聽Concrete

Highlights:

  • Life cycle assessment of different design strategies for bridge decks in marine environments.
  • 15 different design alternatives were studied and compared with the conventional design.
  • Less maintenance does not always result in lower environmental impacts.
  • Steel and maintenance are main contributors to environmental burdens.
  • Surface treatments and the addition of silica fume reduce impacts up to 70%.

 

 

 

Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - ciencia, ingenier铆a civil, redes sociales, universidad    

Uno est谩 acostumbrado a batallar como editor o revisor en revistas internacionales. Es una labor habitual para un profesor que se dedica a la investigaci贸n. Sin embargo, he recibido un encargo especial: ser editor invitado de @cienciaUPV, el perfil oficial en Instagram de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia dedicado exclusivamente a mostrar la actividad cient铆fica desarrollada por la instituci贸n.

La idea es muy sencilla y rompedora:聽cada semana, una persona distinta -siempre ligada a la actividad cient铆fica en la UPV- tomar谩 las riendas del perfil y podr谩 publicar aquellas im谩genes y textos que desee. Siempre, con libertad editorial para el autor y propietario de la cuenta durante esos d铆as, tratando de conferir ese enfoque personal y 煤nico al perfil. A m铆 me ha tocado la semana del 18 al 24 de junio de 2018.

De este modo, el personal docente e investigador (PDI) de la UPV mostrar谩 c贸mo es su d铆a a d铆a, sus temas y l铆neas de investigaci贸n, los resultados obtenidos… siempre con una perspectiva que permita a los ciudadanos acercarse y aproximarse para conocer la importancia y necesidad para la sociedad de la investigaci贸n en la universidad p煤blica. Por supuesto, y como no puede ser de otra forma en un medio social, tambi茅n tendr谩n cabida las reflexiones, las experiencias y cualquier publicaci贸n de corte m谩s personal.

Esta idea supone un aut茅ntico reto. Yo ya tengo una cuenta en Instagram @vyepesp, donde suelo subir im谩genes relacionadas con la ingenier铆a, la arquitectura, paisajes, etc. Pero ahora el tema es diferente, se trata de difundir la investigaci贸n y las tareas habituales.

驴Por qu茅 Instagram?聽El crecimiento exponencial de la plataforma Instagram en todo el mundo, con m谩s de 800 millones de usuarios activos cada mes en la actualidad, invita a diversificar la presencia de nuestra instituci贸n en este medio social para intentar conectar con grupos de inter茅s m谩s espec铆ficos o poder incrementar el n煤mero de contenidos compartidos.

@cienciaUPV聽es una actividad financiada por la Fundaci贸n Espa帽ola para la Ciencia y la Tecnolog铆a (FECYT) del Ministerio de Econom铆a, Industria y Competitividad. Se enmarca dentro del programa de actividades del proyecto ConCi茅nciate: UCC+i Universitat Polit猫cica de Val猫ncia que llevar谩 a cabo el 脕rea de Comunicaci贸n de la UPV, a trav茅s de su Unidad de Cultura Cient铆fica e Innovaci贸n (UCC+i), hasta marzo de 2019.

El proyecto incluye un gran n煤mero de actividades de comunicaci贸n y divulgaci贸n cient铆fica, como el taller聽Cocinando con ciencia el futuro, que tendr谩 lugar este viernes 25 de mayo; el programa聽El Laboratorio del running, que se emite todas las semanas en UPVRadio; la serie聽Mujeres cient铆ficas, que arrancar谩 el pr贸ximo mes de junio; o los talleres聽conCiencia Qu铆mica, que se llevar谩n a cabo durante el pr贸ximo curso acad茅mico.

Por tanto, os espero. Invitamos a toda la comunidad universitaria a聽seguir al perfil, interaccionar con la cuenta y, sobre todo, enviar contenidos interesantes para que puedan ser difundidos y compartidos con el mayor n煤mero de personas posibles.

Para saber m谩s:

http://www.upv.es/noticias-upv/noticia-10073–cienciaupv-en-es.html

 

15 junio, 2018
 

Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - carreteras, hormig贸n, maquinaria, procedimientos de construcci贸n    

http://www.imcyc.com/

Se define como pavimento de hormig贸n en masa al constituido por un conjunto de losas de hormig贸n en masa separadas por juntas transversales, eventualmente dotado de juntas longitudinales; en el que el hormig贸n se pone en obra con una consistencia tal que requiere el empleo de vibradores internos para su compactaci贸n y maquinaria espec铆fica para su extensi贸n y acabado superficial.

La聽ejecuci贸n聽del聽pavimento聽de聽hormig贸n聽incluye聽las聽siguientes聽operaciones:

  • Estudio聽y聽obtenci贸n聽de聽la聽f贸rmula聽de聽trabajo.
  • Preparaci贸n聽de聽la聽superficie聽de聽asiento.
  • Fabricaci贸n聽del聽hormig贸n.
  • Transporte聽del聽hormig贸n.
  • Colocaci贸n聽 de聽 elementos聽 de聽 gu铆a聽 y聽 acondicionamiento聽 de聽 los聽 caminos聽 de聽rodadura聽para聽la聽pavimentadora聽y聽los聽equipos聽de聽acabado聽superficial.
  • Colocaci贸n聽de聽los聽elementos聽de聽las聽juntas.
  • Ejecuci贸n聽de聽juntas聽en聽fresco.
  • Terminaci贸n.
  • En聽su聽caso聽numeraci贸n聽y聽marcado聽de聽las聽losas.
  • Protecci贸n聽y聽curado聽del聽hormig贸n聽fresco.
  • Ejecuci贸n聽de聽juntas聽serradas.
  • Sellado聽de聽las聽juntas.

https://www.gomaco.com/

Para ampliar la informaci贸n os remito al Pliego de Prescripciones T茅cnicas para Pavimentos de Hormig贸n, de IECA y al siguiente enlace para visualizar v铆deos.

13 junio, 2018
 
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Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - estructuras, hormig贸n, investigaci贸n    

By MADe [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) or CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], from Wikimedia Commons

En posts anteriores ya hemos tratado el tema del di贸xido de carbono y el hormig贸n, en especial cuando cuantific谩bamos la cantidad de聽 CO2 que se emite a la atm贸sfera con la fabricaci贸n del hormig贸n o bien cuando trat谩bamos sobre la durabilidad del hormig贸n. En este post vamos a realizar un peque帽o an谩lisis de las investigaciones relacionadas con la carbonataci贸n del hormig贸n a lo largo del ciclo de vida de una estructura (Yepes, 2017).

Son pocos los estudios sobre el ciclo de vida de estructuras de hormig贸n que consideran la carbonataci贸n. Si se ignora la absorci贸n de CO2 se pueden sobrestimar las emisiones en un 13-48%, dependiendo del tipo de cemento y la aplicaci贸n del hormig贸n reciclado durante la vida secundaria (Collins, 2010). Este proceso de carbonataci贸n se denomina muchas veces recarbonataci贸n, puesto que el producto final es el carbonato c谩lcico, que es qu铆micamente el mismo componente que se utiliz贸 como ingrediente primario para la fabricaci贸n del cemento. La carbonataci贸n del hormig贸n se puede evaluar mediante modelos te贸ricos (Papadakis et al., 1991), modelos experimentales (Jiang et al., 2000) y modelos basados en la teor铆a de la difusi贸n y en pruebas reales (Houst y Wittmann, 2002).

El coeficiente de carbonataci贸n del hormig贸n depende de la porosidad y de la permeabilidad del recubrimiento de las armaduras, as铆 como de las condiciones ambientales a las que est茅 expuesto (Bertolini et al., 2004). Cuando reducimos la relaci贸n agua/cemento, dificultamos la difusi贸n de CO2 en el hormig贸n. El hecho de que la velocidad de carbonataci贸n sea mayor en hormigones protegidos de la intemperie se debe al bloqueo parcial de los poros por efecto de la lluvia en el exterior no protegido.

Oxidaci贸n de las armaduras como limitante de la durabilidad del hormig贸n armado

Si se comparan ambas condiciones se obtienen grandes diferencias, mostr谩ndose la gran influencia que tiene la humedad en la carbonataci贸n (Gal谩n et al., 2010). La cantidad necesaria de CO2 para bajar el pH hasta rangos casi neutros, en los que las armaduras dejan de estar protegidas, variar谩 en funci贸n de la reserva alcalina que el cemento aporte al hormig贸n, la cual depende tanto del tipo como de la cantidad de cemento utilizado (Ho and Lewis, 1987; Kobayashi y Uno, 1989). Zornoza et al. (2009) se帽alaron que la capacidad del hormig贸n para fijar CO2 es proporcional a la alcalinidad de la pasta de cemento. Otro factor muy importante es el recubrimiento del acero, pues cuanto mayor sea, m谩s tiempo tardar谩 el CO2 en deteriorar la protecci贸n alcalina frente a la corrosi贸n del acero. La EHE-08 (Fomento, 2008) calcula el coeficiente de carbonataci贸n en funci贸n de la exposici贸n a la lluvia, el aire ocluido, la resistencia del hormig贸n y el uso de adiciones.

Leber y Blakey (1956) estimaron los efectos de la carbonataci贸n suponiendo que todo el CO2 absorbido reacciona con la cal para formar carbonato c谩lcico en morteros y en hormig贸n. La carbonataci贸n del hormig贸n capta CO2 y compensa las emisiones de otras etapas del ciclo de vida. El tipo de cemento y el uso de hormig贸n reciclado influyen significativamente en la captura de CO2 (Collins, 2010). Flower y Sanjayan (2007) encontraron que la escoria de alto horno y la ceniza volante podr铆an reducir, respectivamente, las emisiones de CO2 del hormig贸n en un 22% y entre un 13% y un 15% en mezclas de hormig贸n habituales.

Pade y Guimaraes (2007), Collins (2010) y Dodoo et al. (2009) consideraron los modelos predictivos de la primera ley de difusi贸n de Fick para estimar la captura de CO2. Esta captura depende del coeficiente de carbonataci贸n, del tiempo, de la cantidad de cemento Portland por metro c煤bico de hormig贸n, de la cantidad de contenido de CaO en el cemento Portland, de la proporci贸n de CaO que puede ser carbonatada y de la superficie expuesta. Pade y Guimaraes (2007) analizaron la cantidad de hormig贸n que se recicla para uso secundario seg煤n el pa铆s y concluyeron que la trituraci贸n del hormig贸n tras su vida 煤til incrementa significativamente la carbonataci贸n gracias a la mayor superficie expuesta. Aproximadamente dos tercios de las emisiones producidas en la calcinaci贸n para fabricar cemento se pueden capturar si se deja el hormig贸n triturado expuesto durante 30 a帽os tras la finalizaci贸n de su vida 煤til (Dodoo et al., 2009). De hecho, un 70% del CO2 liberado en la producci贸n de cemento se recapturar铆a por el hormig贸n endurecido en 100 a帽os (B枚rjesson y Gustavsson, 2000).

La durabilidad del hormig贸n armado puede disminuirse significativamente por los procesos de degradaci贸n de origen ambiental o funcional (Angst et al., 2009; Guzm谩n et al., 2011). En consecuencia, la reducci贸n de la vida 煤til provoca una mayor cantidad de emisiones anuales. Adem谩s, contemplar la durabilidad tambi茅n es fundamental en un buen dise帽o conceptual, en la gesti贸n de calidad en la construcci贸n y en un buen plan de mantenimiento. As铆, A茂tcin (2000) se帽al贸 la importancia de considerar no solo el coste de 1 m3 de hormig贸n, sino el coste de 1 MPa o 1 a帽o del ciclo de vida de una estructura. La carbonataci贸n puede ayudar a reducir las emisiones totales de CO2 asociadas a la producci贸n de hormig贸n. Sin embargo, este fen贸meno hace perder la capa protectora alcalina que protege de la corrosi贸n y, por tanto, determina la durabiliad de la estructura.

Garc铆a-Segura et al. (2014) estudiaron el ciclo de vida de las emisiones de gases de efecto invernadero del hormig贸n elaborado con cemento con adiciones. Se evalu贸 la carbonataci贸n durante la vida 煤til y tras la demolici贸n, considerando que el 贸xido de calcio que no carbonate durante la etapa de uso lo puede hacer despu茅s de la demolici贸n. Encontraron que la carbonataci贸n durante la etapa de uso disminuye las emisiones totales en un 22% respecto a los hormigones con cemento Portland. Adem谩s, y esto es muy importante, el hormig贸n reciclado triturado y expuesto a la atm贸sfera garantiza una carbonataci贸n completa y una enorme reducci贸n de las emisiones de CO2.

Referencias:

A茂tcin, P.C. (2000). Cements of yesterday and today. Cement and Concrete Research, 30(9), 1349鈥1359.

Angst, U.; Elsener, B.; Larsen, C.K.; Vennesland, 脴. (2009). Critical chloride content in reinforced concrete 鈥 A review. Cement and Concrete Research, 39(12), 1122鈥1138.

Bertolini, L.; Elsener, B.; Pedeferri, P.; Polder, R.B. (2004). Corrosion of Steel in Concrete: Prevention, Diagnosis, Repair. Weinheim: Wiley-VCH.

B枚rjesson, P.; Gustavsson, L. (2000). Greenhouse gas balances in building construction: wood versus concrete from life-cycle and forest land-use perspectives. Energy Policy, 28(9), 575鈥588.

Collins, F. (2010). Inclusion of carbonation during the life cycle of built and recycled concrete: influence on their carbon footprint. The International Journal of Life Cycle Assessment, 15(6), 549鈥556.

Dodoo, A.; Gustavsson, L.; Sathre, R. (2009). Carbon implications of end-of-life management of building materials. Resources, Conservation and Recycling, 53(5), 276鈥286.

Flower, D.J.M.; Sanjayan, J.G. (2007). Green house gas emissions due to concrete manufacture. The International Journal of Life Cycle Assessment, 12(5), 282鈥288.

Fomento, M. (2008). EHE-08: Code on structural concrete. Madrid, Spain: Ministerio de Fomento.

Gal谩n, I.; Andrade, C.; Mora, P.; Sanjuan, M.A. (2010). Sequestration of CO2 by concrete carbonation. Environmental Science & Technology, 44(8), 3181鈥6.

Garc铆a-Segura, T.; Yepes, V.; Alcal谩, J. (2014). Life cycle greenhouse gas emissions of blended cement concrete including carbonation and durability. The International Journal of Life Cycle Assessment, 19(1), 3鈥12.

Guzm谩n, S.; G谩lvez, J.C.; Sancho, J.M. (2011). Cover cracking of reinforced concrete due to rebar corrosion induced by chloride penetration. Cement and Concrete Research, 41(8), 893鈥902.

Ho, D.; Lewis, R. (1987). Carbonation of concrete and its prediction. Cement and Concrete Research, 17(3), 489-504.

Houst, Y.F.; Wittmann, F. H. (2002). Depth profiles of carbonates formed during natural carbonation. Cement and Concrete Research, 32(12), 1923鈥1930.

Jiang, L.; Lin, B.; Cai, Y. (2000). A model for predicting carbonation of high-volume fly ash concrete. Cement and Concrete Research, 30(5), 699鈥702.

Kobayashi, K.; Uno, Y. (1989). Influence of alkali on carbonation of concrete, part I. Preliminary tests with mortar specimens. Cement and Concrete Research, 19(5), 821-826.

Leber, I.; Blakely, F.A. (1956). Some effects of carbon dioxide on mortars and concrete. Journal of American Concrete Institute, 53(9), 295鈥308.

Pade, C.; Guimaraes, M. (2007). The CO2 uptake of concrete in a 100聽year perspective. Cement and Concrete Research, 37(9), 1348鈥1356.

Papadakis, V.G.; Vayenas, C.G.; Fardis, M.N. (1991). Fundamental Modeling and Experimental Investigation of Concrete Carbonation. ACI Materials Journal, 88(4), 363鈥373.

Yepes, V. (2017). Trabajo de investigaci贸n.聽Concurso de Acceso al Cuerpo de Catedr谩ticos de Universidad.聽Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, 110 pp.

Zornoza, E.; Pay谩, J.; Monz贸, J.; Borrachero, M.V.; Garc茅s, P. (2009). The carbonation of OPC mortars partially substituted with spent fluid catalytic catalyst (FC3R) and its influence on their mechanical properties. Construction and Building Materials, 23(3),聽 1323鈥1328.

 

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5 junio, 2018
 

Universidad Politécnica de Valencia