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Valoraci贸n de las herramientas y metodolog铆as activas en el Grado en Ingenier铆a de Obras P煤blicas

Resumen:聽El cambio en la orientaci贸n del sistema de educaci贸n superior ha dado lugar a un modelo de ense帽anza centrada en el aprendizaje del estudiante y la adquisici贸n de habilidades. La comunicaci贸n presenta la valoraci贸n por parte de los alumnos de los recursos utilizados en la docencia de la 鈥渃lase inversa鈥. Se ha dise帽ado un cuestionario para evaluar la metodolog铆a activa y herramientas utilizadas. De los resultados se destaca que la herramienta mejor valorada es Lessons, seguida de Recursos de Poliformat y diapositivas en pdf. Los v铆deos de polimedia y los v铆deos de procedimientos constructivos presentan poca desviaci贸n, indicando que todos los alumnos est谩n de acuerdo con la utilidad de dichas tecnolog铆as. Tambi茅n es importante destacar que no hay ning煤n alumno en desacuerdo con la metodolog铆a activa. En concreto, la correcci贸n de entregables es la actividad m谩s valorada en el proceso del aprendizaje.

Palabras clave: recursos tecnol贸gicos, herramientas, metodolog铆a activa, clase inversa, cuestionario

Referencia:

GARC脥A-SEGURA, T.; MART脥, J.V.; YEPES, V. (2017).聽Valoraci贸n de las herramientas y metodolog铆as activas en el Grado en Ingenier铆a de Obras P煤blicas. Congreso Nacional de Innovaci贸n Educativa y de Docencia en Red IN-RED 2017, Valencia, 13 y 14 de julio de 2017, 9 pp.

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13 julio, 2017
 
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Apuntes sobre la ingenier铆a en el Renacimiento

Hombre de Vitruvio, dibujo de Leonardo da Vinci, expresi贸n del canon est茅tico renacentista.

Hombre de Vitruvio, dibujo de Leonardo da Vinci.

Resulta dif铆cil resumir en un peque帽o post todo lo relacionado con la ingenier铆a que tuvo lugar en un periodo tan apasionante como el Renacimiento. Tras la “oscura” Edad Media, el renacer del hombre como centro del conocimiento y la vuelta atr谩s en busca de los cl谩sicos supone un avance de gran trascendencia en todos los 贸rdenes del saber y del conocimiento. Vamos, pues, a realizar una peque帽a -y siempre imperfecta- incursi贸n en este periodo, a sabiendas de que nos vamos a dejar muchas cosas por el camino. Dejo, por tanto, algunos enlaces a otras p谩ginas para aquel interesado en ampliar la informaci贸n.

El Renacimiento (siglos XV y XVI) fue un periodo de reactivaci贸n cient铆fico y tecnol贸gico. Junto con la posterior Ilustraci贸n, supusieron un revulsivo ideol贸gico que tuvo su manifestaci贸n en el inter茅s por la t茅cnica y los procedimientos constructivos. Los ingenieros nuevamente fueron miembros de una profesi贸n respetada e incluso algunos de ellos recibieron buena paga. Su ingenier铆a se diferencia claramente de la medieval, al estar claramente influenciada por los cl谩sicos, y en especial por Vitrubio, cuyos textos fueron descubiertos en 1415 en el monasterio de San Gallo. Igual que en las restantes manifestaciones art铆sticas o cient铆ficas, el renacimiento de la t茅cnica tuvo su origen y alcanz贸 su m谩s alto nivel en Italia.

Nicol谩s Garc铆a Tapia (citado por S谩enz, 1993) se帽ala, entre las principales caracter铆sticas de la ingenier铆a renacentista, las siguientes: se instaura una visi贸n human铆stica de la t茅cnica; aparece la figura del ingeniero te贸rico, con creciente separaci贸n de la t茅cnica de las ciencias herm茅ticas; los ingenieros mejoran su condici贸n social respecto a los alarifes tradicionales y aumentan su movilidad y sus posibilidades de contrataci贸n por diversos pa铆ses; nace la t茅cnica experimental; se establece una nueva concepci贸n de los sistemas mec谩nicos y se generalizan las invenciones de toda 铆ndole. Un buen resumen de la ingenier铆a de esta 茅poca se encuentra en un reciente n煤mero monogr谩fico de la Revista del Ministerio de Fomento sobre 鈥Ingenier铆a, Cartograf铆a y Navegaci贸n en la Espa帽a del Siglo de Oro鈥 (Varios autores, 2005).

En la Espa帽a de los Reyes Cat贸licos y tras la Reconquista, la ingenier铆a estuvo muy cercana a las tropas combatientes. Espa帽a se dividi贸 administrativamente en regiones y por primera vez aparecen las Comandancias de Ingenieros, dependientes de Artiller铆a, que unifican sistemas y criterios para la ejecuci贸n de obras de defensa. Se procedi贸 a realizar una gran labor de restauraci贸n de castillos y de construcci贸n de puentes y caminos. En 1474, una c茅dula de los Reyes Cat贸licos proh铆be la construcci贸n de nuevos castillos en Espa帽a.

La especializaci贸n de numerosos Maestros Mayores de Obras o Alarifes, con fuerte tradici贸n medieval, en obras muy espec铆ficas de defensa de ciudades y la progresiva evoluci贸n de los sistemas de ataque b茅lico, propician que se vaya recuperando el t茅rmino romano de 鈥ingenium鈥 para denominar a las m谩quinas b茅licas, fruto del ingenio de la persona que las concibe. Poco a poco, sobre el a帽o 1540, va apareciendo la denominaci贸n de Ingeniero para el especialista en la construcci贸n de fortificaciones, que acompa帽a a los ej茅rcitos, facilitando los ataques a las ciudades o la defensa de las mismas, y cuyo arte se denomina poliorc茅tica.

En Europa aparecen grandes arquitectos como Leone Battista Alberti. La publicaci贸n en 1485 del primer libro de arquitectura indica la inquietud que sent铆a por la divulgaci贸n del conocimiento. En la d茅cada de 1550 se hizo tambi茅n famoso en Ferrara Giovanni Battista Aleotti. Las edificaciones del Renacimiento se caracterizan por construir un conjunto racional, cuyos elementos se hallan dispuestos seg煤n rigurosas normas de proporci贸n, donde los elementos formales caracter铆sticos son la construcci贸n circular coronada por una c煤pula y la divisi贸n arm贸nica de la superficie de los muros, entre otras. En la Espa帽a de Carlos I se conocen numerosos ingenieros italianos que trabajan a las 贸rdenes del emperador, as铆 en el a帽o 1552, encontramos a Gianbattista Calvi reforzando las fortificaciones de Roses, Barcelona y Tarragona. El mismo Carlos I cre贸 en 1543 la Escuela de Artiller铆a de Mil谩n, para formar profesionales con conocimientos de matem谩ticas, f铆sica y construcci贸n, siendo una de las primeras escuelas cuya vida se dilat贸 a lo largo del siglo XVII.

Boceto de gr煤a ideada por Leonardo da Vinci

Boceto de gr煤a ideada por Leonardo da Vinci

Durante los siglos XV y XVI tienen tambi茅n lugar desarrollos importantes en la din谩mica moderna que permiten abandonar los postulados de Arist贸teles que se hab铆an estado utilizando pr谩cticamente hasta entonces y que quedaban obsoletos. Florencia tuvo el m谩s famoso ingeniero de todos los tiempos. Pocas veces ha sido bendecido el mundo con un genio como Leonardo da Vinci (1452-1519). Anticip贸 muchos adelantos del futuro; por nombrar algunos: la m谩quina de vapor, la ametralladora, c谩mara oscura, el submarino y el helic贸ptero. Pero, es probable que tuvieran poca influencia en el pensamiento de la ingenier铆a de su tiempo. Sus investigaciones eran una mezcolanza no publicada de pensamientos e ilustraciones. Era un investigador impulsivo, y jam谩s resum铆a su investigaci贸n para beneficio de otros a trav茅s de la publicaci贸n. En sus cuadernos hac铆a la anotaci贸n de sus investigaciones de derecha a izquierda, posiblemente por comodidad, debido a que era zurdo. Da Vinci fue, probablemente, el primero en describir y utilizar t茅cnicas experimentales que hoy d铆a son empleadas en los laboratorios m谩s avanzados. Tambi茅n se puede decir que fue Leonardo el creador del armamento tal como hoy se concibe. Invent贸, entre otras, una m谩quina para hincar pilotes.

Georgius Agr铆cola (1.494-1.555) y Galileo Galilei (1564-1642) establecieron las bases cient铆ficas de la ingenier铆a. El primero, en su obra p贸stuma De Re Metallica (1556) recopil贸 y organiz贸 de forma sistem谩tica todo el conocimiento existente sobre miner铆a y metalurgia, siendo la principal autoridad en la materia durante cerca de 200 a帽os. Galileo es conocido por sus observaciones astron贸micas y por su declaraci贸n de que objetos de diferentes masas se ven sometidos a la misma “tasa” de ca铆da. Sin embargo, Galileo fue un magn铆fico ingeniero, con sus proyectos sobre drenaje al pretender desecar las costas venecianas y dedicarlas al cultivo agr铆cola, o como ingeniero militar. Su contribuci贸n m谩s importante en la construcci贸n fue la 鈥teor铆a de vigas鈥 que tuvo su origen en el an谩lisis comparativo entre las estructuras de los grandes barcos de madera y la de los botes, aunque sus predicciones fueron err贸neas al no considerar la elasticidad de los materiales. Una de sus mayores contribuciones fue la formulaci贸n de un m茅todo cient铆fico, ampliamente aceptado. Uno de los descubrimientos m谩s importantes en la historia de la ingenier铆a mec谩nica lo realiz贸 Sim贸n Stevin en Holanda, a fines de la d茅cada de 1500. Mediante el 鈥渢ri谩ngulo de fuerzas”, permiti贸 a los ingenieros manejar fuerzas resultantes que actuaban en los miembros estructurales. Stevin escribi贸 un tratado sobre fracciones y tambi茅n realiz贸 trabajos que llevaron al desarrollo del sistema m茅trico.

Manuscrito de Galileo Galilei sobre la teor铆a de vigas.

Se pasa, de los siglos XIV y XV, caracterizados por el desarrollo de la construcci贸n, especialmente de castillos, alc谩zares, atalayas y torres vig铆as de defensa de la costa, al siglo XVI, centrado en la construcci贸n de palacios y edificios de gran calidad arquitect贸nica debido a arquitectos de la talla de Juan de Herrera, constructor de El Escorial, de la fachada de la Catedral de Valladolid, etc茅tera. Algunos ingenieros de aquella 茅poca proced铆an del extranjero como es el caso de Juan Bautista Antonelli, quien dirigi贸 varias obras de fortificaci贸n en Espa帽a e incluso en ultramar, siendo de destacar, entre otras, los castillos del Morro y de la Punta en La Habana, empezados a construir en 1581. A Antonelli se le debe el enlace fluvial Madrid-Lisboa por el Tajo, Jarama y Manzanares, que permit铆a, en 茅poca de Felipe II, navegar en chalupa desde Madrid hasta Lisboa.

En aquellos tiempos Espa帽a estaba considerada como el pa铆s europeo m谩s avanzado en cuanto a conocimientos de fortificaci贸n y empleo de armas de fuego, siendo el primero en conocer las reglas, principios y ense帽anzas del Arte del Ingeniero y Artillero que se ensa帽aba en su Academia de Ciencias de Madrid, ochenta a帽os antes de que hubiese sido creada la Real Sociedad de Londres y la Academia Real de Ciencias de Par铆s.

En el siglo XVI fue preciso impulsar la agricultura y crear nuevas zonas de regad铆o, lo que oblig贸 a la construcci贸n de redes de canales, acueductos y presas. En Espa帽a se construy贸 en 1594 el c茅lebre dique de Tibi que durante muchos a帽os, con sus 41 m de altura, fue el m谩s alto de Europa. Los veinti煤n libros de los ingenios y las m谩quinas de Juanelo Turriano, escrito en 1568, fue el mejor tratado de construcci贸n del siglo XVI. Era la 茅poca de Felipe II, que contin煤a la pol铆tica de fortificaciones con los Antonelli, as铆 como con Juan de Herrera y su disc铆pulo Crist贸bal de Rojas. 脡ste 煤ltimo escribi贸 en 1598 la Te贸rica y Pr谩ctica de la Fortificaci贸n, que fue el primer tratado de fortificaci贸n impreso en Espa帽a.

En el Renacimiento contin煤a la preocupaci贸n por las cimentaciones. Palladio plantea que los cimientos deber铆an ser el doble de gruesas que los muros soportados por ellas, una dimensi贸n que podr铆a modificarse seg煤n la calidad del suelo y la escala de la edificaci贸n. Seg煤n Alberti, la excavaci贸n de la cimentaci贸n deber铆a ser horizontal, para evitar cualquier deslizamiento o movimiento y los muros deber铆an ubicarse en el centro de la zapata, recomendando abrir algunos pozos o fosos para conocer las caracter铆sticas de los estratos presentes bajo la superficie. Existe en este momento una mayor preocupaci贸n sobre las cimentaciones y sus t茅cnicas constructivas, si bien no es posible realizar un desarrollo evolutivo del dise帽o de las cimentaciones, pues fueron tan variadas como los edificios que sustentaban.

Referencias

  • S脕ENZ, F. (1993). Los Ingenieros de Caminos. Colecci贸n de Ciencias, Humanidades e Ingenier铆a, n潞 47. Ed. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid, 305 pp.
  • VARIOS AUTORES (2005). Ingenier铆a, Cartograf铆a y Navegaci贸n en la Espa帽a del Siglo de Oro. Revista del Ministerio de Fomento, 542. 200 pp.
  • YEPES, V. (2009). Breve historia de la ingenier铆a civil y sus procedimientos. Departamento de Ingenier铆a de la Construcci贸n y Proyectos de Ingenier铆a Civil. Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia.

 

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12 julio, 2017
 
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Dise帽o 贸ptimo sostenible de muros de contrafuertes

Nos acaban de publicar en la revista de Elsevier del primer decil, Journal of Cleaner Production, un art铆culo donde se estudia el dise帽o de los muros de contrafuertes optimizados para reducir sus emisiones de CO2. Este art铆culo forma parte de nuestra l铆nea de investigaci贸n BRIDLIFE en la que se pretenden optimizar estructuras atendiendo no s贸lo a su coste, sino al impacto ambiental que generan a lo largo de su ciclo de vida. El art铆culo lo pod茅is descargar GRATUITAMENTE hasta el 27 de agosto de 2017 en el siguiente enlace:

https://authors.elsevier.com/a/1VLOP3QCo9NDzg

Abstract:

This paper shows the differences between the design of a reinforced concrete structure considering two objectives to minimize; economic cost and CO2 emissions. Both objectives depend on the amount of two high carbon intensive materials: cement in the concrete and steel; therefore, these objectives are related. As the balance between steel and cement per m3 of concrete depends on several factors such as the type of structure, this study focuses on buttressed earth-retaining walls. Another factor that determines the balance between steel and concrete is the height of the wall. Thus, the methodology considers a parametric study for optimal designs of buttressed earth-retaining walls, where one of the parameters is the wall height. One of the objectives is to show the variation in cost when CO2 is minimized, respectful of minimizing the economic cost. The findings show that wall elements under bending-compressive strains (i.e. the stem of the buttressed retaining wall) perform differently depending on the target function. On one hand, the study reveals an upward trend of steel per unit volume of concrete in emission-optimized earth-retaining buttressed walls, compared to the cost-optimized. On the other hand, it is checked that unlike the cost-optimized walls, emission-optimized walls opt for a higher concrete class than the minimum class available. These findings indicate that emission-optimized walls penalize not only concrete volume, but also the cement content, to the extent that a higher concrete class outperforms in reduced emissions. Additionally, the paper outlines how and to what extent the design of this typology varies for the two analyzed objectives in terms of geometry and amount of materials. Some relevant differences influencing the geometry of design strategies are found.

Keywords:

Cargon emission; CO2; earth-retaining wall; reinforced concrete; Harmony search; Threshold accepting

Reference:

MOLINA-MORENO, F.; MART脥, J.V.; YEPES, V. (2017).聽Carbon embodied optimization for buttressed earth-retaining walls: implications for low-carbon conceptual designs.Journal of Cleaner Production, 164:872-884.

10 julio, 2017
 
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驴Fueron los griegos grandes ingenieros?

El Parten贸n de Atenas

Parten贸n de Atenas (Imagen: Kallistos)

La cultura constructiva de聽Egipto y Mesopotamia聽tuvo su continuaci贸n tanto en la聽Grecia cl谩sica, como en Roma. La decadencia de la civilizaci贸n egipcia desplaz贸 el centro del conocimiento a la isla de Creta y despu茅s, alrededor de 1400 a. C., hacia la antigua ciudad de Micenas en Grecia. Sus sistemas de distribuci贸n de agua y riego fueron parecidos al de los egipcios, pero mejoraron los materiales y su manipulaci贸n. Los ingenieros de este periodo se conoc铆an mejor por el uso y desarrollo de ideas ajenas que por su creatividad e inventiva.

Tanto los constructores de Micenas, como los egipcios, manejaron en sus construcciones enormes bloques de piedra, de hasta de 120 toneladas. Adem谩s dominaron el arco falso, una t茅cnica con la que se ganaron un puesto en la ingenier铆a. Este principio lo usaron en las construcciones subterr谩neas, como tumbas y s贸tanos y en las superficiales, en puentes para v铆as y acueductos; estos 煤ltimos los construyeron con eficacia, as铆 como los sistemas de drenaje. Los griegos de Atenas y Esparta deben mucho a los ingenieros minoicos, pues fueron m谩s conocidos por el desarrollo intensivo de ideas prestadas que por su creatividad e inventiva.

Puerta de Los Leones (1885)

Puerta de Los Leones en Micenas (fotograf铆a de 1885)

La ciencia griega no fue muy propensa a la ingenier铆a; sin embargo, su mayor contribuci贸n fue descubrir que la naturaleza tiene leyes generales de comportamiento, las cuales se pueden describir con palabras. Adem谩s est谩 la ventaja de la geometr铆a euclidiana y su influjo en la t茅cnica. Los griegos, adem谩s, pudieron desarrollar una arquitectura muy esbelta, combinada con materiales muy pesados, gracias a la buena calidad del terreno sobre el que se asentaban, que permit铆an soportar cargas importantes.

Aunque a Arqu铆medes se le conoce mejor por lo que ahora se llama el 鈥principio de Arqu铆medes鈥, tambi茅n era un matem谩tico y h谩bil ingeniero. Realiz贸 descubrimientos importantes en geometr铆a plana y s贸lida, as铆 como una estimaci贸n m谩s exacta de las leyes para encontrar los centros de gravedad de las figuras planas. Tambi茅n determin贸 y demostr贸 matem谩ticamente la ley de las palancas. Mientras estuvo en Egipto, invent贸 鈥el tornillo de Arqu铆medes鈥, que consiste en una h茅lice encerrada dentro de un tubo y que se hace girar para levantar agua. Este dispositivo se us贸 siglos despu茅s en los sistemas hidr谩ulicos y en la miner铆a. Arqu铆medes tambi茅n fue constructor de barcos y astr贸nomo. T铆pica de su inventiva fue una gr煤a que instal贸 en uno de sus mayores barcos, con un gancho para levantar la proa de peque帽os barcos de ataque hasta vaciarlos de su contenido, para despu茅s echarlos al agua de popa. El tirano de Siracusa, Heron II, en el siglo III a.C. utiliz贸 sus conocimientos en defensa de la ciudad frente al ataque de los romanos. Su comportamiento fue semejante al de los ingenieros tal y como se concibieron en los siglos XV a XVIII, siendo una de las grandes mentes de todos los tiempos.

La primera obra de ingenier铆a cuya autor铆a est谩 bien documentada es el abastecimiento de aguas de la ciudad de Samos, que inclu铆a un t煤nel de 1036 m de longitud. Data del siglo VI a.C. y su autor fue, seg煤n Herodoto, el arquitecto Eupalinos de Megara. Conocemos los nombre de varios otros ingenieros griegos, como son los de Crates, que en el siglo IV a.C. realiz贸 el desag眉e del lago Copa茂s mediante una galer铆a de 2400 m de longitud, o Thophylactos, autor de una calzada cerca de Jalkis o el m铆tico S贸strato de Cnido, al que se le atribuye el faro de Alejandr铆a en el siglo III a.C. Otro ingeniero importante fue el macedonio Din贸crates, el planificador de la ciudad de Alejandr铆a. El propio Herodoto, apasionado admirador de los persas, nos habla de las obras de ingenier铆a realizadas por los oficiales de Dar铆o y Jerjes. Nos ha legado los nombres de algunos de ellos como Mandrocles de Samos, autor del puente sobre el B贸sforo. El mejor ejemplo de estructura de contenci贸n de la antig眉edad est谩 en el tempo de Demetrio en P茅rgamo (s.II a.C.). Para construir una terraza en el frente del muro se requer铆a un muro de 14 m de altura y 85 m de longitud con contrafuertes.

Aproximadamente en 440 a. de J.C., Pendes contrat贸 arquitectos para construir templos en la Acr贸polis, en Atenas. Un sendero por la ladera occidental llevaba a trav茅s de un inmenso portal conocido como Los Prop贸leos, hasta la cima. Las vigas de m谩rmol del cielo raso de esta estructura estaban reforzadas con hierro forjado, lo que constituye el primer uso conocido del metal como componente en el dise帽o de un edificio. Las escalinatas de acceso al Parten贸n, otro de los edificios cl谩sicos de la antigua Grecia, no son horizontales. Los escalones se curvan hacia arriba, al centro, para dar la ilusi贸n 贸ptica de estar nivelados. En la construcci贸n actual de puentes se toma en cuenta generalmente el hecho de que los que se curvan hacia arriba dan impresi贸n de seguridad, en tanto que los horizontales parecen pandearse por el centro.

Isla de Pharos

Faro de Alejandr铆a, Atlas de Jansson Jansonius (1630)

Probablemente, las obras portuarias de mayor sofisticaci贸n en la antig眉edad fueron las del primer puerto de Alejandr铆a (Egipto), construido al oeste de la Isla de Pharos alrededor del 1800 a.C. por los minoicos. La d谩rsena principal, dise帽ada para albergar 400 embarcaciones de unos 35 m de eslora, ten铆a 2300 m de longitud, 300 m de ancho y entre 6 y 10 m de calado. Se utilizaron grandes bloques de piedra en los numerosos diques y muelles del puerto. Alejandro el Grande y sus sucesores griegos reconstruyeron el puerto dot谩ndole de apariencia monumental (300-100 a.C.). Se prolong贸 el dique hasta una longitud de 1.5 km, conectando con la Isla de Pharos. El dique se interrump铆a en dos aberturas que, a su vez, configuraban dos d谩rsenas con un 谩rea de 368 Ha y 15 km de l铆nea de atraque. Alejandr铆a, es probablemente la m谩s conocida por su torre de 130 m de altura, construida con sillares unidos con mortero hidr谩ulico y revestidos con bloques de piedra blanca, en la que se alojaba el faro que era avistado por las embarcaciones desde 50 km mar adentro. Fue considerado una de las maravillas de la antig眉edad, finalmente destruido por sendos terremotos en 1326 y 1349.

En 305 a.C., Demetrio hab铆a producido la m谩quina de guerra m谩s temible de la 茅poca: el castillete, dise帽ado por el ingeniero Eplmaco, de nueve pisos, con una base cuadrada que med铆a entre 15 y 22.5 m por lado y una altura total entre los 30 y los 45 m. Todo el equipo pesaba cerca de 82 toneladas, ten铆a ocho inmensas ruedas con aros de hierro y lo empujaban y jalaban 3 400 soldados (acarreadores del castillete). Cada uno de los nueve pisos conten铆a un tanque de agua y cubetas para apagar los fuegos que lo incendiaran. Una de las defensas en contra de esa torre parece ahora haber sido bastante perspicaz, consistente en prever la trayectoria que seguir铆a la m谩quina y reunir aguas negras y de lavar, e incluso la escasa agua de beber si era necesario, para vaciarla durante la noche frente al camino. Estos castilletes eran monstruos muy poco maniobrables, de tal manera que si se arrojaba suficiente l铆quido a la tierra y se daba tiempo para que penetrara el agua, la torre se atascaba inevitablemente. Este es un ejemplo antiguo de la creencia com煤n en los c铆rculos militares contempor谩neos de que para cada arma ofensiva hay al menos un arma defensiva potencialmente efectiva. El castillete fue un arma ofensiva muy usada durante a帽os, hasta que la invenci贸n del ca帽贸n hizo que las murallas perdieran su efectividad como una l铆nea de defensa.

Pero ning煤n ingeniero antiguo adquiere tanto relieve en la memoria de Herodoto como Artaqueas, el oficial que, para que cruzara la escuadra de Jerjes, cort贸 con un canal la pen铆nsula de Athos. En aquella obra descomunal, hecha para ser usada una 煤nica vez y, sobre todo, para hacer ostentaci贸n de la grandeza de Jerjes, se emplearon decenas de聽 miles de soldados, agrupados en batallones de las m谩s diversas etnias.

La ingenier铆a tiene un gran desarrollo y perfecci贸n en Roma como lo demuestra la construcci贸n de abastecimientos de agua o poblaciones con toda la infraestructura de canales y acueductos que ello conlleva, el saneamiento de las ciudades, las defensas y las v铆as de comunicaci贸n (calzadas y puentes) que tanta importancia tuvieron en el Imperio. Puede decirse que mientras Grecia fue Arquitectura, Roma fue Ingenier铆a. Pero eso ya es otra historia y es objeto de otro post.

 

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7 julio, 2017
 
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BIM, declaraciones ambientales de producto e inercia t茅rmica: tres v铆as para la consolidaci贸n de las soluciones en prefabricado de hormig贸n

BIM: Digitalizaci贸n productos/sistemas constructivos

Resumen:聽En un contexto social y reglamentario cada vez m谩s exigente, coexisten tres tendencias que se presentan como una inmejorable oportunidad para la consolidaci贸n definitiva de las soluciones prefabricadas de hormig贸n como la variante industrializada de la construcci贸n de edificios e infraestructuras, con todas las ventajas que ello proporciona en t茅rminos de rapidez de ejecuci贸n, control m谩s exhaustivo en proyecto y obra, calidad, precisi贸n dimensional, eficiencia y rentabilidad econ贸mica. Tanto BIM, como las declaraciones ambientales de producto y la inercia t茅rmica, son tres aspectos que guardan una correlaci贸n.

Palabras clave: prefabricado, hormig贸n, BIM, DAP’s, inercia t茅rmica, sostenibilidad

Referencia:

L脫PEZ-VIDAL, A.; YEPES, V. (2017).聽BIM, declaraciones ambientales de producto e inercia t茅rmica: tres v铆as para la consolidaci贸n de las soluciones en prefabricado de hormig贸n. VII Congreso de ACHE, A Coru帽a, junio de 2017, 9 pp.

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6 julio, 2017
 
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Environmental impact shares of a reinforced concrete earth-retaining wall with buttresses

http://blog.360gradosenconcreto.com/tipos-muros-contencion-prefabricados-concreto/

Abstract: Structural engineers focus on the reduction of carbon emissions in reinforced concrete structures, while other impacts affecting ecosystems and human health become secondary or are left behind. The featured life cycle assessment shows the impacts corresponding to each construction stage of an earth-retaining wall with buttresses. In this study the contribution ratio of each input flow is analyzed. Accordingly, concrete, landfill, machinery, formwork, steel, and transport are considered. Results show that despite the concrete almost always accounts for the largest contribution to each impact, the impact shares of steel present noticeable sensitivity to the steel-manufacturing route. The parameter of study is the recycling rate, usually 75% reached in Spain. Noticeable variation is found when the recycling content increases. The relationship between the impacts of each material with the amount of material used discloses research interest.

 

Keywords: Life cycle assessment, Functional unit, Steel recycling rate, Concrete ratio, Photochemical oxidation, Ozone depletion, Global warming.

Reference:

MOLINA-MORENO, F.; MART脥, J.V.; YEPES, V.; CIROTH, A. (2017).聽Environmental impact shares of a reinforced concrete earth-retaining wall with buttresses.The Ninth International Structural Engineering and Construction Conference, Resilient Structures and Sustainable Construction ISEC-9, Valencia, Spain July 24-July 29.

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La ingenier铆a en los siglos XVII y XVIII, la revoluci贸n cient铆fica y tecnol贸gica

Sello conmemorativo ruso dedicado a Agust铆n de Bethencourt

Las monarqu铆as absolutas europeas de los siglos XVII y XVIII emprendieron una gran reforma de las comunicaciones y de lo que hoy en d铆as se llamar铆an obras p煤blicas. Las carreteras, los canales de navegaci贸n, los puertos, las presas y canales de regad铆o se fomentaron como medio de mejorar el comercio. Aparece una organizaci贸n estatal de car谩cter cuasi-militar en la medida en que se precisa de una estructura con capacidad de control, jerarqu铆a y disciplina, potenci谩ndose la figura del funcionario al servicio del Estado (ver Celma, 2003).

Antes de mediados del siglo XVIII los trabajos de construcci贸n a gran escala se pon铆an en manos de los ingenieros militares. La aparici贸n de la artiller铆a y el auge alcanzado por la creaci贸n de plazas fuertes, en lo que se llam贸 guerra de plazas, hizo que se creara en los ej茅rcitos un arma aut贸noma, denominada Cuerpo de Ingenieros. La ingenier铆a militar englobaba tareas tales como la preparaci贸n de mapas topogr谩ficos, la ubicaci贸n, dise帽o y construcci贸n de carreteras y puentes, y la construcci贸n de fuertes y muelles. Sin embargo, en el siglo XVIII se empez贸 a utilizar el t茅rmino de ingenier铆a civil o de caminos para designar a los trabajos de ingenier铆a efectuados con prop贸sitos no militares.

En el siglo XVI, Enrique IV cre贸 la oficina del 鈥淕rand Voyer de France鈥 para supervisar y dise帽ar la red de caminos de Francia. En el a帽o 1691 Luis XIV propici贸 el impulso de un cuerpo t茅cnico, con formaci贸n espec铆fica, especialmente dirigido a la construcci贸n de fortificaciones: 鈥渓es officiers du G茅nie鈥. A la postre se emplear铆an en diversas aplicaciones civiles. Pronto se evidencia la necesidad de una formaci贸n espec铆fica para estos funcionarios y para el cuerpo de ingenieros militares. En 1672 se crea una escuela para constructores de barcos en Nantes. Existe, adem谩s, una tradici贸n de formaci贸n de artesanos con escuelas religiosas como los jesuitas (Maison d鈥檃rts et m茅tiers de Thonon, 1599; o la escuela de Rouen de 1706).

Paralela a la decadencia espa帽ola discurre la progresi贸n francesa bajo los reinados de Lu铆s XIII y Lu铆s XIV. El ingeniero m谩s relevante fue el mariscal Sebasti谩n Le Prestre de Vauban (1633-1707), que construye m谩s de 300 fortificaciones en las fronteras. Las ense帽anzas de este mariscal, aunque no escribi贸 un libro espec铆fico, se publicaron despu茅s de su muerte en el libro Verdadero m茅todo para fortificar, que fue el m谩s difundido durante el siglo XVIII.

Ciudadela de Besan莽on en el Franco Condado.

Un hecho importante fue la creaci贸n, en el a帽o 1712, de un Cuerpo de Ingenieros Civiles para la inspecci贸n de puentes y caminos, lo cual supuso la separaci贸n en Francia de los ingenieros civiles de los militares. En 1741 los ingenieros civiles se encargaron tambi茅n de los puertos de comercio y, en 1747, por fin, se fund贸 la escuela encargada de formar a dichos ingenieros, la 鈥脡cole de Ponts et Chauss茅es鈥. Los profesores de esta Escuela, en parte provenientes de las ramas de la ingenier铆a militar, escribieron tratados y libros sobre la mec谩nica de los materiales, sobre m谩quinas, sobre hidr谩ulica o sistematizaron los conocimientos t茅cnicos de la 茅poca. Esta Escuela la dirigi贸 durante 40 a帽os Jean R. Perronet (1708-1794).

Con la llegada de los Borbones a Espa帽a, Felipe V pretendi贸 crear un Cuerpo, tal como hab铆a hecho en Francia Vauban. Para ello encarg贸 en 1709 al teniente general Jorge Pr贸spero de Verboom la organizaci贸n de un cuerpo de ingenieros. Esta 茅poca marca cierto resurgimiento que llega a su m谩ximo nivel bajo la pol铆tica absolutista de Carlos III (1759-1788). Durante el siglo XVIII se acomete en Espa帽a de forma m谩s o menos sistem谩tica la conservaci贸n de la red de caminos e incluso se inician nuevos trazados. Es en esta 茅poca cuando se establecen las bases de la estructura de comunicaci贸n con seis radios que tienen como origen Madrid. A finales del siglo XVIII se produce la segregaci贸n del Cuerpo de Ingenieros Militares del grupo de ingenieros que estaban ya dedicados a las obras civiles. En el a帽o 1799 se cre贸 la Inspecci贸n General de Correos, Postas, Caminos y Posadas y, con ella, se crea el Cuerpo de Ingenieros de Caminos y Canales del Reino. El segundo Inspector General fue Agust铆n de Bethencourt y Molina (1758-1824). El resto de la historia de la creaci贸n de la Escuela de Ingenieros de Caminos y su desarrollo, ya se puede consultar en un post anterior, donde desarrollamos brevemente los antecedentes de la profesi贸n.

Durante el siglo XVIII los gobiernos europeos est谩n dominados por el absolutismo. El encuentro de estos despotismos ilustrados con la filosof铆a social y pol铆tica de la Ilustraci贸n, propici贸 el triunfo de la raz贸n, que, como hechos m谩s notables, cuestion贸 el orden establecido y propici贸 la independencia de los Estados Unidos (1776) y la Revoluci贸n Francesa (1789). En un post anterior hicimos una referencia a este tema cuando hablamos de los juicios que soportan la ciencia, comparando los pensamientos de Kant y Hume.

Durante los siglos XVII y XVIII el problema geot茅cnico fundamental es el dise帽o de muros de contenci贸n suscitado por la construcci贸n de las plazas fuertes. Los ingenieros militares escriben tratados con reglas emp铆ricas en funci贸n de la tipolog铆a del terreno. Gautier (1717) y Belidor (1729) esbozan el an谩lisis de equilibrio l铆mite para explicar el empuje sobre un muro, aunque con un concepto equivocado: la l铆nea de deslizamiento es la correspondiente al talud natural (ver Celma, 2003). Ambos ingenieros escribieron tratados de pr谩ctica constructiva usados en las escuelas.

La actividad constructiva apenas progresa en su forma de desarrollarse hasta la revoluci贸n industrial: se conocen los fundamentos de la t茅cnica de la construcci贸n, pero, al carecer de los medios auxiliares para su realizaci贸n, las obras se realizan a costa de un derroche de esfuerzo humano. Hasta finales del siglo XVI no existen m谩s medios auxiliares de construcci贸n que poleas, rodillos, polipastos, etc. El siglo XVII fue excepcional para el desarrollo posterior de la ingenier铆a. Hacia su final, ocurri贸 un hecho crucial, puesto que el hombre aprendi贸 a convertir energ铆a calor铆fica en trabajo mec谩nico, algo inconcebible hasta entonces. Para llegar a este descubrimiento, tuvieron que realizarse antes otros muchos: hubo que “descubrir” la atm贸sfera (Galileo, Torricelli y Viviani) y la presi贸n atmosf茅rica (Pascal). En 1672, Otto Von Guericke invent贸 la primera bomba de aire: el desarrollo de un cilindro con un pist贸n m贸vil ser铆a crucial para el posterior desarrollo del “motor de fuego”, como entonces se le dio en llamar. S贸lo faltaba mover el pist贸n con energ铆a calor铆fica.

M谩quina de Newcomen

En 1690, el franc茅s Denis Papin present贸 el proyecto de una m谩quina de vapor que se compon铆a de un cilindro vertical de chapa delgada con un 茅mbolo m贸vil en su interior. Pero la primera m谩quina de vapor utilizable se construy贸 en 1711, en Inglaterra, por Thomas Newcomen, que sigui贸, en rasgos generales el principio de Papin. La m谩quina de Newcomen la perfeccion贸 James Watt en 1763, que fue quien dot贸 a la humanidad de la m谩quina alternativa, que ha sido durante mucho tiempo el 煤nico motor t茅rmino importante hasta la aparici贸n de los motores de explosi贸n. Con frecuencia se le atribuye parcialmente a Watt la invenci贸n inicial, junto con Savery y Newcomen. Durante un experimento en 1782, encontr贸 que un 鈥渃aballo de cervecer铆a鈥 desarrollaba 33 000 pies libra (unos 44 700 joules) por minuto, iguales a 1 caballo de fuerza. A la fecha todav铆a se usa esta equivalencia.

Aunque se suele fechar la Revoluci贸n Industrialentre 1750 y 1850, fue en la parte central de este periodo cuando se vivieron los mayores cambios. Fue la m谩quina de vapor junto con el m茅todo, descubierto por Henry Cort, para refinar el hierro, los inventos que proporcionaron una fuente de hierro para la maquinaria y plantas de fuerza motriz para operar la maquinaria. Los motores de Watt empezaron a usarse de modo general hacia 1750 y para 1825, aparecieron las primeras locomotoras dotadas de motores m谩s evolucionados, ligeros y potentes, que usaban vapor a alta presi贸n en vez de vapor a presi贸n atmosf茅rica. En 1804, Richard Trevithick fue el primero en lograr que una locomotora de vapor corriera sobre rieles. M谩s tarde demostr贸 que las ruedas lisas pod铆an correr sobre rieles lisos si las pendientes no eran demasiado excesivas. Una de las locomotoras de Trevithick se exhibi贸 en una v铆a circular en Londres en 1808, pero descarril贸 y volc贸. Se hab铆an pagado tan pocos chelines por verla, que no se volvi贸 a colocar sobre la v铆a.

George Stephenson, despu茅s de ser empleado como vaquero, sirvi贸 como fogonero de una m谩quina de vapor y luego como cuidador de una m谩quina de bomba. A los treinta y dos a帽os, construy贸 su primera locomotora de vapor, y luego abog贸 insistentemente por la enmienda a un acta, aprobada en 1821, para que se empleara la locomoci贸n a vapor en vez de caballos en un ferrocarril que correr铆a desde Stockton hasta la mina de carb贸n de Willow Park. Utiliz贸 el riel de 1.42 m que se hab铆a usado anteriormente para vagones tirados por caballos. Todav铆a, este calibre de v铆a es el de uso m谩s com煤n en todo el mundo. Como sabemos, despu茅s del desarrollo de los sistemas ferroviarios en Europa y Am茅rica, los adelantos ingenier铆a se sucedieron a una tasa cada vez m谩s creciente. La primera mitad del siglo XX produjo un n煤mero casi incre铆ble de avances en ingenier铆a, al grado de que queda poca duda sobre que las dos guerras mundiales fueron catalizadores de gran parte de ese progreso.

El barco de vapor y los ferrocarriles, la uni贸n entre la ciencia y la t茅cnica, la ense帽anza de la ingenier铆a y el desarrollo industrial generaron todas las consecuencias de la Revoluci贸n Industrial. De este modo, podemos situar el origen de las primeras construcciones industriales en la segunda mitad del siglo XIX, cuando arranca el proceso industrializador asociado a la miner铆a, la siderurgia, el ferrocarril y el surgimiento del capitalismo financiero.

El motor de vapor cambi贸 radicalmente las factor铆as existentes hasta entonces, basadas en molinos de agua o de viento. A partir de ese momento, las f谩bricas pod铆an situarse pr谩cticamente en cualquier lugar. El desarrollo de f谩bricas trajo consigo la necesidad de combustible en grandes cantidades que, adem谩s, proporcionara suficiente poder calor铆fico para fundir hierro. La soluci贸n la proporcion贸 el carb贸n. Se empezaron a desarrollar m谩quinas que revolucionaron los m茅todos constructivos y el transporte. La m谩quina de vapor supuso un cambio important铆simo en el mundo de la construcci贸n, pues permiti贸 el dise帽o posterior de m谩quinas auxiliares que se emplearon r谩pidamente como los martillos de hinca en pilotes, dragas, ferrocarriles, etc茅tera.

Faro de Eddystone, de John Smeaton

Es en Inglaterra donde John Smeaton (1718-1785) se distingui贸 como ingeniero constructor dise帽ando puentes, puertos, canales y obras de desecaci贸n. En 1754 se dedic贸 fundamentalmente a la ingenier铆a de la construcci贸n creando escuela en Inglaterra entre sus ayudantes sobre lo que ser铆a la ingenier铆a racionalizada. A Smeaton se debe la invenci贸n del primer cemento hidr谩ulico que utiliz贸 en 1759 en la construcci贸n del faro de Eddystone. Este ingeniero fue el que acu帽贸 por primera vez, en 1750, el t茅rmino de 鈥渋ngeniero civil鈥 para su profesi贸n, para se帽alar que su incumbencia no era militar. En 1771 un peque帽o grupo de ingenieros, a los que se llamaba frecuentemente para dar su testimonio sobre proyectos de puertos y canales, form贸 la 鈥淪ociety of Civil Engineers鈥 con el objeto de reunir y transmitir las experiencias de ingenieros, constructores, empresarios y abogados en la promoci贸n de las obras p煤blicas. Esta sociedad se constituy贸 en la 鈥淚nstitution of Civil Engineering鈥 en 1818, iniciando con ello una especializaci贸n dentro de la ingenier铆a.

En este siglo XVIII la ingenier铆a en general y la aplicada se ve reflejada en la obra de Jacobo Benson. En ella se rese帽an las distintas tipolog铆as de medios auxiliares de construcci贸n, m谩quinas de pilotaje, tornos de arrastre de piedras, m谩quinas y bombas hidr谩ulicas. En este siglo se emple贸 por primera vez el m茅todo de la precarga (Sowers et al, 1972): el emplazamiento de la futura construcci贸n se cargaba con anterioridad para provocar una parte de los asientos antes de construir la obra. Sin embargo, parece ser que se desconoc铆a el fundamento de este procedimiento.

En 1783 un arquitecto ingl茅s, Wyatt, emple贸 por primera vez, al parecer sin intencionalidad clara, una cimentaci贸n parcialmente flotante, el peso de las tierras excavadas era al menos un 50% del peso del edificio mediante la construcci贸n de s贸tanos. Este m茅todo, usado a comienzos del siglo XIX, fue pronto olvidado, y no reapareci贸 hasta final de la d茅cada de 1920.

La cimentaci贸n de cajones presenta como caracter铆stica principal el ser construido sobre el terreno o el nivel del agua y a continuaci贸n son hundidos hasta la profundidad requerida. El primer caso registrado de empleo de cajones es un trabajo de este tipo para los cimientos del puente Tuileries, construido en 1685 . Primeramente se prepar贸 y drag贸 el lecho del r铆o; a continuaci贸n, el caj贸n, que consist铆a simplemente en una barcaza llena de piedras, fue hundido en donde hab铆a de situarse uno de los pilares. La obra de alba帽iler铆a que constitu铆a los pilares fue entonces descendida a trav茅s del agua hasta colocarla sobre estos primitivos cajones cerrados. En 1738, Labelye emple贸 cajones de compartimentos, de madera, para los cimientos del puente Westminster.

El primer Puente de Westminster. 脫leo de Canaletto (1746)

El primer puente del mundo de hierro fundido fue construido en Inglaterra en 1779 por Abraham Darby sobre el r铆o Severn en Coalbrookdale, Shorpshire, y se encuentra todav铆a en buen estado. Tiene una luz de 30 m y pesa 378 t; cada arco semicircular fue moldeado en dos piezas. El uso de este material estructural tambi茅n ocurri贸 en edificios industriales como la Hilander铆a de Salford (Boulton & Watt, 1801) y el Cristal Palace de la Gran Exposici贸n Londinense (Joseph Paxton, 1851).

Puente de Coalbrookdale (1777-1779)

El primer empleo masivo de los explosivos en t煤neles tuvo lugar hacia 1680 con ocasi贸n de las obras del canal del Languedoc, para un tramo de tobas de 150 m de longitud y una secci贸n de 6.60 x 8.70 m2. El siglo XVIII conoci贸 importantes t煤neles mineros en Inglaterra, como los de Harecastle, de m谩s de 2500 m de longitud.

Estamos a punto de iniciar el聽 siglo XIX. Pero eso ya es objeto de otro post.

Referencias:

CELMA, J.J. (2003). Geotecnia e Ingenier铆a Civil. Una aproximaci贸n (reflexi贸n) hist贸rica. Inter T茅cnica Ediciones, Valencia.

SOWERS, G.B.; SOWERS, G.F. (1972). Introducci贸n a la mec谩nica de suelos y cimentaciones. Limusa-Wiley, M茅xico.

YEPES, V. (2009). Breve historia de la ingenier铆a civil y sus procedimientos. Departamento de Ingenier铆a de la Construcci贸n y Proyectos de Ingenier铆a Civil. Universidad Polit茅cnica de Valencia.

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驴Fueron los romanos m谩s ingenieros que arquitectos?

Reconstruci贸n de un Polyspastos romano en Bonn, Alemania.

En un post anterior tuvimos la ocasi贸n de repasar brevemente algunos aspectos de la ingenier铆a romana, como fue la construcci贸n de calzadas o puentes. Como podr茅is comprobar, el tema da para varias enciclopedias y el objetivo aqu铆 es simplemente dar un par de pinceladas para despertar la curiosidad sobre aspectos hist贸ricos de la ingenier铆a. Adem谩s, en internet existen multitud de enlaces que permiten ampliar el tema considerablemente.

Podr铆amos empezar por la ingenier铆a municipal. Las ciudades del imperio romano dispon铆an de sistemas de drenaje y suministro de agua, calefacci贸n, ba帽os p煤blicos, calles pavimentadas, mercados de carne y pescado y otras infraestructuras municipales comparables a las actuales. La aplicaci贸n de la ingenier铆a en las artes militares y en los problemas de navegaci贸n, adecuaci贸n de puertos y bah铆as implic贸, como en los otros casos, el uso de m谩quinas, materiales y procesos, que hablan del grado de desarrollo de la ingenier铆a romana, de la cual qued贸 constancia escrita en muchos tratados escritos en aquel tiempo y entre los cuales descuellan los trabajos de Marco Vitruvio. Su libro De Arch铆tectura, lo escribi贸 durante primer siglo d.C., donde incluy贸 el concocimiento del momento sobre materiales y m茅todos de construcci贸n, hidr谩ulica, mediciones, dise帽o y planificaci贸n urbana. Otra innovaci贸n en el 谩mbito urbano fue la invenci贸n del alumbrado p煤blico en la ciudad de Antioqu铆a, aproximadamente hacia el a帽o 3~0 d.C. Una innovaci贸n interesante de esa 茅poca fue la reinvenci贸n de la calefacci贸n dom茅stica central indirecta, que se hab铆a usado cerca de 1200 a.C., en Beycesultan, Turqu铆a. Lo extra帽o es que, tras la ca铆da del Imperio Romano, este tipo de calefacci贸n no se volviera a utilizar. (m谩s…)

3 julio, 2017
 
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El arco, ese invento diab贸lico

Puente de Cangas de On铆s, sobre el Sella (Asturias). Imagen: V. Yepes

El arco es una estructura que, gracias a su forma, trabaja fundamentalmente a compresi贸n, siendo la estructura resistente por excelencia (Fern谩ndez Troyano, 2004). El arco construido por dovelas que se van apoyando unas con otras hasta alcanzar la clave en una cimbra provisional, no es una idea intuitiva. Como indica Fern谩ndez Casado (2005), se trata de un invento genial capaz de salvar de manera perdurable un vano mediante elementos de tama帽o muy inferior a la luz que pretend铆an salvar.

De hecho, civilizaciones como la maya o la inca construyeron en f谩brica durante siglos sin llegar a utilizar la idea del arco (Huerta, 2004). Tampoco conocieron estos pueblos prehisp谩nicos la maquinaria necesaria para levantar pesos (cabrias, gr煤as o polipastos) o los martinetes empleados en la hinca de pilotes. A este respecto, resulta de gran inter茅s el fragmento de los 鈥Comentarios Reales鈥 del Inca Garcilaso de la Vega[1] recogido por Gonz谩lez Tasc贸n (1992) refiri茅ndose a la admiraci贸n que los indios tuvieron por los conquistadores espa帽oles pues 鈥溾los tuvieron por hijos del Sol y se rindieron con tan poca resistencia como hicieron, y despu茅s ac谩 tambi茅n han mostrado y muestran la misma admiraci贸n y reconocimiento cada vez que los espa帽oles sacan alguna cosa nueva que ellos no han visto, como ver molinos para moler trigo y arar bueyes, hacer arcos de b贸veda de canter铆a en las puentes que han hecho en los r铆os, que les parece que todo aquel gran peso est谩 en el aire; por las cuales cosas y otras que cada d铆a ven, dicen que merecen los espa帽oles que los indios los sirvan鈥.

La f谩brica, como construcci贸n realizada con materiales p茅treos, no resiste las tracciones, lo cual es un gran inconveniente para este tipo de material natural empleado por el hombre desde tiempos inmemoriales. Sin embargo, la invenci贸n del arco, que permite el trabajo del material a compresi贸n, supuso un avance de primera magnitud en la construcci贸n, una aut茅ntica revoluci贸n tecnol贸gica. Parece ser que el arco no es tan antiguo como la f谩brica propiamente dicha. La construcci贸n de b贸vedas con obra de f谩brica para cubrir huecos tuvo su origen cuando alguien empez贸 desplazando sucesivamente hiladas sucesivas de piedra, cada una en voladizo respecto a la anterior, para acabar cerrando el hueco en una disposici贸n denominada como 鈥渇alsa b贸veda鈥. Esta construcci贸n se emple贸 en las civilizaciones antiguas, por ejemplo en la arquitectura maya. Quiz谩 el ejemplo paradigm谩tico sea la falsa b贸veda de la Puerta de los Leones de Micenas, ya en el siglo XIII a.C.

Puerta de los Leones de Micenas

Puerta de los Leones de Micenas, s. XIII a.C. (ejemplo de “falso arco”). Imagen: V. Yepes

El paso a la construcci贸n de verdaderos arcos, es decir, aquellos que basan su resistencia en su propia forma y funcionan con esfuerzos internos de compresi贸n en todas sus juntas, no fue un paso evidente o sencillo. Es dif铆cil entender c贸mo unas simples piedras talladas, adosadas unas contra otras y adecuadamente orientadas, son capaces de soportar su propio peso y el de otras cargas verticales (Arenas, 2002). Tal y como indican Steinman y Watson (2001), 鈥la belleza y la magnificencia del arco son sorprendentes; su descubrimiento fue uno de los m谩s grandes logros del pensamiento humano鈥. En palabras de Eduardo Torroja (1957) 鈥el arco es el mayor invento tensional del arte cl谩sico. 脡l sigue impresionando al vulgo, y la Humanidad ha tardado mucho en acostumbrarse a su fen贸meno resistente; prueba de ello es la frecuencia con que la leyenda achaca al diablo su construcci贸n鈥.

Un arco de f谩brica no es m谩s que una viga curvada formada por piezas, capaz de sostenerse al transmitir cada dovela su empuje a la siguiente, desde la clave hasta los arranques, y de ellos, a los estribos. Tal y como refiere Dur谩n (2007), para Heyman el arco constituye un conjunto de piedras a hueso, unas encima de otras, formando una estructura estable bajo la simple acci贸n de la gravedad. Es como si las fuerzas internas describieran un viaje a trav茅s del propio arco hasta alcanzar un soporte lo suficientemente s贸lido. Este lugar geom茅trico de los puntos de paso de la resultante de las presiones es lo que se denomina como l铆nea de presiones.

G茅nesis del arco por piezas de tama帽os cada vez menores

G茅nesis del arco por piezas. Imagen: V. Yepes

Por tanto, para que este artificio funcione, los apoyos deben tener su movimiento horizontal impedido con los contrarrestos o tirantes adecuados. Como dice un antiguo proverbio 谩rabe citado por Fern谩ndez Casado (1933) 鈥el arco nunca duerme鈥 en alusi贸n a su constante estado comprimido y equilibrado. Este aspecto es fundamental en la construcci贸n de puentes de piedra: una deficiencia en la estabilidad de los apoyos o de los estribos puede provocar la ruina de la estructura. Se comprende as铆 que, cuanto m谩s grande sea el arco, mayor tendr谩 que ser la base del estribo. Nadie mejor que el autor de la inscripci贸n situada en el puente romano de Alc谩ntara para definir el modo de trabajar del arco: 鈥Ars ubi materia vincitur ipsa sua鈥, que Fern谩ndez Casado (2005) traduce como 鈥Arte mediante el cual la materia se vence a s铆 misma鈥. No puede expresarse mejor el arte de las estructuras que resisten por forma.

Referencias

ARENAS, J.J. (2002). Caminos en el aire: los puentes. Colecci贸n ciencias, humanidades e ingenier铆a. Ed. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid.

DUR脕N, M. (2007). La utilidad de antiguos conocimientos constructivos en las obras de restauraci贸n de puentes hist贸ricos, en Arenillas, M.; Segura, C.; Bueno, F.; Huerta, S. (eds.): Actas del Quinto Congreso Nacional de Historia de la Construcci贸n. Instituto Juan de Herrera/CEHOPU, Madrid, pp. 261-273.

FERN脕NDEZ CASADO, C. (1933). Teor铆a del arco. Revista de Obras P煤blicas, 81(2615): 77-86.

FERN脕NDEZ CASADO, C. (2005). La arquitectura del ingeniero. Ed. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. 2陋 edici贸n, Madrid.

FERN脕NDEZ TROYANO, L. (2004). Tierra sobre el Agua. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. 2陋 edici贸n, Madrid.

GONZ脕LEZ TASC脫N, I. (1992). Ingenier铆a espa帽ola en ultramar (siglos XVI-XIX). CEHOPU, Madrid.

HUERTA, S. (2004). Arcos, b贸vedas y c煤pulas. Geometr铆a y equilibrio en el c谩lculo tradicional de estructuras de f谩brica. Instituto Juan de Herrera, Madrid.

STEINMAN, B.D.; WATSON, S.R. (2001). Puentes y sus constructores. Ed. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, 350 pp. Madrid.

TORROJA, E. [1957] (2007). Raz贸n y ser de los tipos estructurales. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid.


[1] Su verdadero nombre fue G贸mez Su谩rez de Figueroa (1539-1616), fue un escritor e historiador hipanoperuano, siendo su obra cumbre los Comentarios Reales de los Incas, cuya primera parte fue publicada en 1609 y la segunda parte en 1616.

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30 junio, 2017
 
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驴Qui茅n invent贸 el nombre de ingeniero civil?

John Smeaton, con el faro de Eddystone en el fondo

La ingenier铆a era ya milenaria cuando se intent贸 definirla, naci贸 antes que la ciencia y la tecnolog铆a y puede decirse que es casi tan antigua como el hombre mismo. Obviamente esta noci贸n de lo que es un ingeniero se sale de los estrechos marcos de las concepciones actuales. No se pretender谩 que los ingenieros primigenios fueran cient铆ficos y mucho menos que conocieran la tecnolog铆a, eran simplemente ingenieros. Por ello ingeniero no es quien tiene el t铆tulo, es quien ejerce la ingenier铆a, la profesi贸n que concreta los sue帽os y construye los ingenios de todo tipo, tan sencillos como la rueda, entendiendo como ingenio ya sea una m谩quina o artificio de guerra o bien un artilugio que se fabrica con entendimiento y facilita la labor humana, que de otra manera demandar铆a grandes esfuerzos. En realidad, la palabra ingeniero apareci贸 en la Edad Media para designar a los constructores de ingenios, aunque junto con el sacerdocio y la milicia, la ingenier铆a fue una de las primeras profesiones en aparecer. Es decir, la profesi贸n de ingeniero existi贸 muchos siglos antes de que se le diera ese nombre. (m谩s…)

28 junio, 2017
 
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