Preguntas básicas sobre el control de las estructuras de hormigón

El Capítulo 14 de la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08 recoge las bases generales del control de las estructuras de hormigón. Estas bases se desarrollan con mayor profundidad en los siguientes capítulos relacionados con el control de calidad del proyecto, el control de la conformidad de los productos y el control de la ejecución. A continuación se responden a ciertas preguntas que suelen hacerse respecto a este tema. El post trata de aclarar ciertos conceptos y términos que, en numerosas ocasiones, resultan confusos o poco claros. Espero que os sean de interés.

CUESTIÓN 1. ¿Qué tipo de controles debe realizar la Dirección Facultativa durante la ejecución de una estructura de hormigón armado?

El artículo 78 de la EHE-08 indica la realización de los siguientes controles:

  • Control de la conformidad de los productos que se suministren a la obra, de acuerdo con el Capítulo XVI
  • Control de ejecución de la estructura, de acuerdo con el artículo 92
  • Control de la estructura terminada, de acuerdo con el artículo 100

 

CUESTIÓN 2. ¿Cómo se debe considerar dentro de un proyecto el coste del control de recepción?

El artículo 78 de la EHE-08 indica que, siempre que la legislación aplicable lo permita, el coste del control de recepción incluido en el proyecto deberá considerarse de forma independiente en el presupuesto de la obra. Esta consideración, tal y como se explica en los comentarios de la EHE-08, se realiza con el objeto de procurar la independencia necesaria para que el control sea eficaz, es decir, se aconseja especialmente que la Propiedad contrate y abone directamente cualquier actividad de control, evitando así que dicho abono se efectúe a través de la actividad controlada (Autor del Proyecto o Constructor).

CUESTIÓN 3. A los efectos de las actividades de control contempladas por la EHE-08, ¿Qué diferencias existe entre los siguientes conceptos: partida, remesa y acopio?

El artículo 78.1 define los conceptos de partida, remesa y acopio a los efectos de las actividades de control contempladas por la EHE-08:

Partida: cantidad de producto de la misma designación y procedencia contenido en una misma unidad de transporte (contenedor, cuba, camión, etc.) y que se recibe en la obra o en el lugar destinado para su recepción. En el caso del hormigón, las partidas suelen identificarse con las unidades de producto o amasadas.

Remesa: conjunto de productos de la misma procedencia, identificados individualmente, contenidos en una misma unidad de transporte (contenedor, camión, etc.) y que se reciben en el lugar donde se efectúa la recepción.

Acopio: cantidad de material o producto, procedente de una o varias partidas o remesas, que se almacena conjuntamente tras su entrada en la obra, hasta su utilización definitiva.

CUESTIÓN 4. A los efectos de las actividades de control contempladas por la EHE-08, ¿Qué diferencias existe entre los siguientes conceptos: lote de material o producto, lote de ejecución y unidad de inspección?

El artículo 78.1 define los conceptos de lote de material o producto, lote de ejecución y unidad de inspección a los efectos de las actividades de control contempladas por la EHE-08:

Lote de material o producto: cantidad de material o producto que se somete a recepción en su conjunto.

Lote de ejecución: parte de la obra, cuya ejecución se somete a aceptación en su conjunto.

Unidad de inspección: conjunto de las actividades, correspondientes a un mismo proceso de ejecución, que es sometido a control para la recepción de un lote de ejecución.

CUESTIÓN 5. ¿Qué obligaciones tiene la Dirección Facultativa respecto al control según la EHE-08?

El artículo 78.2.1 indica que la Dirección Facultativa, en uso de sus atribuciones y actuando en nombre de la Propiedad, tendrá las siguientes obligaciones respecto al control:

  1. Aprobar un programa de control de calidad para la obra, que desarrolle el plan de control incluido en el proyecto, y
  2. Velar por el desarrollo y validar las actividades de control en los siguientes casos:
    1. Control de recepción de los productos que se coloquen en la obra,
    2. Control de la ejecución, y

En su caso, control de recepción de otros productos que lleguen a la obra para ser transformados en las instalaciones propias de la misma.

 

CUESTIÓN 6. ¿Qué implica que los laboratorios y entidades de control de calidad deban ser independientes respecto al resto de los agentes involucrados en la obra? ¿Cómo lo demuestran?

La independencia a la que se refiere el artículo 78.2.2 de la EHE-08 implica que los laboratorios y entidades de control deben poder demostrar que no existen relaciones empresariales con el resto de los agentes involucrados en la estructura de hormigón (Autor del Proyecto, Constructor, Suministrador de los productos, etc.). Esta independencia no es exigible en el caso de que estas entidades pertenezcan a la Propiedad. Para ello, previamente al inicio de las obras, estas entidades deberán entregar a la Propiedad una declaración, firmada por persona física, que avale la referida independencia y que deberá ser incorporada por la Dirección Facultativa a la documentación final de la obra.

CUESTIÓN 7. A efectos de la EHE-08, ¿qué diferencia existe entre un laboratorio de control y una entidad de control de la calidad?

Los laboratorios de control realizan los ensayos necesarios para comprobar la conformidad de los productos a su recepción en la obra. En cambio las entidades de control de la calidad realizan la asistencia técnica del control de recepción de los productos, el control de ejecución y, en su caso, el control de proyecto.

CUESTIÓN 8. ¿Qué es el “Plan de Control” necesario para cualquier proyecto de ejecución de una estructura de hormigón?

Según el artículo 79.1 de la EHE-08, el Plan de Control es un anejo de la memoria del proyecto donde se defina la estructura de hormigón que sirve para identificar cualquier comprobación que pudiera derivarse del mismo, así como la valoración del coste total del control, que se reflejará como un capítulo independiente en el presupuesto del proyecto.

CUESTIÓN 9. ¿Qué es el “Programa de Control” de una estructura de hormigón y qué tiene que contemplar?

El artículo 79.1 de la EHE-08 establece que, de forma previa al inicio de las actividades de control en la obra, la Dirección Facultativa debe aprobar un Programa de Control, que es un documento preparado de acuerdo con el Plan de Obra del Constructor y con el Plan de Control definido en el proyecto. Deberá contemplar, al menos, los siguientes aspectos:

  1. La identificación de productos y procesos objeto de control, definiendo los correspondientes lotes de control y unidades de inspección, describen para cada caso las comprobaciones a realizar y los criterios a seguir en el caso de no conformidad;
  2. La previsión de medios materiales y humanos destinados al control con identificación, en su caso, de las actividades a subcontratar;
  3. La programación del control, en función del procedimiento de autocontrol del Constructor y el plan de obra previsto para la ejecución por el mismo;
  4. La designación de la persona encargada de las tomas de muestras, en su caso; y
  5. El sistema de documentación del control que se empelará durante la obra.

CUESTIÓN 10. ¿Qué es el control del proyecto de una estructura de hormigón y quién lo puede realizar?

Según el artículo 79.2 de la EHE-08, el control del proyecto tiene como objeto comprobar su conformidad de acuerdo con dicha instrucción y con el resto de la reglamentación que le fuera aplicable. Según el artículo 82.1, el control del proyecto trata de comprobar:

  • Que las obras a las que se refiere el proyecto están suficientemente definidas para su ejecución; y
  • Que se cumplen las exigencias relativas a la seguridad, funcionalidad, durabilidad y protección del medio ambiente establecidas por la EHE-08, así como las establecidas por la reglamentación vigente que le sean aplicables.

La Propiedad puede decidir realizar un control de proyecto a cargo de una entidad de control de calidad. Se recomienda que se realice dicho control en todo tipo de obras, pero especialmente en aquellas de importancia especial por la incidencia económica o social que pudiese derivarse de un fallo estructural, de una prematura puesta fuera de servicio o de un grave impacto medioambiental. Sin embargo, el Autor del Proyecto no pierde sus atribuciones y responsabilidades por el hecho de que la propiedad realice el control de dicho proyecto.

CUESTIÓN 11. ¿Qué es el control de recepción de los productos?, ¿qué ocurre cuando el producto dispone del marcado CE según la Directiva 89/106/CEE?, ¿qué control hay que hacer cuando no existe el marcado CE?

El control de recepción tiene como objeto, según el artículo 79.3 de la EHE-08, comprobar que las características técnicas de los productos cumplen lo exigido en el proyecto. Si los productos disponen del marcado CE, puede comprobarse su conformidad mediante la verificación de que los valores declarados en los documentos que acompañan al citado marcado CE permiten deducir el cumplimiento de las especificaciones indicadas en el proyecto, y en su defecto, en la EHE-08. En otros casos, el control de recepción de los productos comprenderá:

  1. El control de la documentación de los suministros que llegan a la obra,
  2. En su caso, el control mediante distintivos de calidad,
  3. En su caso, el control mediante ensayos.

CUESTIÓN 12. ¿Qué sistemas de seguimiento debe definir y desarrollar el Constructor para controlar la producción en la ejecución de una estructura de hormigón?

El Constructor, de acuerdo con el artículo 79.4.1 tiene la obligación de definir y desarrollar un plan de autocontrol y un sistema de gestión de los acopios (cuando el proyecto establezca un nivel de control ejecución intenso), que sea suficiente para conseguir la trazabilidad requerida de los productos y elementos que se colocan en la obra.

CUESTIÓN 13. ¿Qué debe incluir el Plan de Autocontrol del Constructor?, ¿qué se debe hacer con los resultados de las comprobaciones del autocontrol?

Según el artículo 79.4.1, el plan de autocontrol deberá incluir todas las actividades y procesos de la obra, así como incorporar el programa previsto para su ejecución, contemplando las particularidades de la misma. Los resultados de todas las comprobaciones realizadas en el autocontrol deberán registrarse en un soporte, físico o electrónico, que deberá estar a disposición de la Dirección Facultativa. Cada registro deberá estar firmado por la persona física que haya sido designada por el Constructor para el autocontrol de cada actividad. Para ello debe haber un registro actualizado de las personas responsables de efectuar en cada momento el autocontrol relativo a cada proceso de ejecución. Dicho registro se incorporará a la documentación final de la obra.

CUESTIÓN 14. ¿Cuándo se debe realizar una trazabilidad de los productos?, ¿cuándo se debe realizar la trazabilidad de los suministradores?, ¿cuándo debe el Constructor introducir un sistema de gestión de los acopios?

El artículo 80 de la EHE-08 indica que la trazabilidad entre los productos que se colocan en la obra con carácter permanente (hormigón, armaduras o elementos prefabricados) y cualquier otro producto que se haya empleado para la elaboración de la estructura se debe realizar siempre para garantizar la conformidad de la estructura. Cuando el proyecto establezca un control de ejecución intenso para la estructura, la conformidad debe ampliarse a la trazabilidad de los suministradores y de las partidas o remesas de los productos con cada elemento estructural ejecutado en la obra. En este caso, y a fin de lograr esta trazabilidad, el Constructor deberá introducir en el ámbito de su actividad un sistema de gestión de los acopios, preferiblemente mediante procedimientos electrónicos.

 

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Simulaciones de Monte Carlo en el Control de Calidad del hormigón

El método de Monte Carlo es un procedimiento numérico que permite aproximar la resolución de expresiones matemáticas complejas con las que resulta o bien difícil, o bien imposible (especialmente en el ámbito de la estadística) encontrar resultados exactos.  Con este método se puede, con la ayuda de una hoja de cálculo, llevar a cabo un ajuste del criterio de aceptación suficientemente preciso y fundado en los intereses de las partes interesadas expresados por los riesgos aceptados de común acuerdo.

Os paso un vídeo destinado a que los alumnos adquieran una visión no determinista del control de calidad de materiales de construcción. El profesor Antonio Garrido, de la Universidad Politécnica de Cartagena, hace un recorrido por las diferentes funciones de distribución que se aplican hoy en día en la generación de las variables aleatorias, destacando su propuesta personal basada en la distribución gaussiana o normal. Además, propone el empleo de la hoja de cálculo de Excel para realizar la simulación de Monte Carlo, tanto por su sencillez de manejo como por su amplia disponibilidad. Espero que os guste.

Referencias:

Garrido, A.; Conesa, E.M. (2009). Simulación por el método de Monte Carlo para generar criterios de aceptación en el control de calidad de productos de construcción. Informes de la Construcción, 61(515): 77-85. (link)

El control del hormigón

Probetas de hormigón.

El control del hormigón y sus componentes se encuentra en el articulado de la instrucción EHE-08 de hormigón estructural. Entre otras, la instrucción actual tuvo que contemplar aspectos como la incorporación del marcado CE (Directiva Europea 89/106/CEE), la aprobación del Código Técnico de Edificación y la incorporación de nuevos hormigones (reciclados, autocompactantes, no estructurales, ligeros o con fibras). Todo ello se enmarca dentro de un entorno donde la sociedad demanda mayor calidad en los productos, aparecen nuevas exigencias como la durabilidad y la sostenibilidad y se extiende el control de calidad a todo el proceso constructivo.

En este sentido, es necesario diferenciar aquellos hormigones que posean el Distintivo de Calidad Oficialmente Reconocido (DCOR) de los hormigones que no los posean. La relación de distintivos reconocidos y de centrales se puede consultar en la página web de la Comisión Permanente del Hormigón (enlace).

A continuación os dejo un enlace a la “Guía para el control en obra del hormigón según la instrucción EHE-08 y metodología para actuaciones con resultados de control en obra desfavorables”, de ANEFHOP, y unos vídeos explicativos del profesor Antonio Garrido, que espero os sean de interés y utilidad. También os recomiendo el siguiente enlace sobre control de conformidad del hormigón: https://estonocumple.wordpress.com/2011/03/17/control-de-conformidad-de-un-hormigon/ 

 

 

¿Qué es la metodología de la superficie de respuesta?

La Metodología de la Superficie de Respuesta (RSM) es un conjunto de técnicas matemáticas y estadísticas utilizadas para modelar y analizar problemas en los que una variable de interés es influenciada por otras.  El propósito inicial de estas técnicas es diseñar un experimento que proporcione valores razonables de la variable respuesta y, a continuación, determinar el modelo matemático que mejor se ajusta a los datos obtenidos. El objetivo final es establecer los valores de los factores que optimizan el valor de la variable respuesta. Esto se logra al determinar las condiciones óptimas de operación del sistema.

La diferencia entre (RSM) y un diseño experimental corriente estriba en que un diseño experimental por si solo tiene como objetivo localizar el tratamiento “ganador” entre todos aquellos que se han probado. En cambio, RSM pretende localizar las condiciones óptimas de operación del proceso. Ello supone un reto para el investigador, requiere una estrategia más completa e incluye la posibilidad de efectuar varios experimentos secuenciales y el uso de técnicas matemáticas más avanzadas.

Os dejo a continuación un vídeo explicativo que espero os aclare la metodología.

Referencias:

  • Box, G. E. P., Wilson, K. G. (1951), On the experimental attainment of optimum conditions,Journal of the Royal Statistical Society, B 13, 1-45
  • Cornell, John A. (1984), How to apply Response Surface Methodology, American Society for Quality Control, Milwaukee, WI.
  • Kuehl, Robert O. (2001) Diseño de Experimentos, 2a. Edición, Thomson Learning.
  • Melvin T. A. Response Surface Optimization using JMP Software, < http://www2.sas.com/proceedings/sugi22/STATS/PAPER265.PDF>
  • Montgomery, D. C. (2002), Diseño y Análisis de Experimentos, Editorial Limusa, Segunda Edición.
  • http://www.cicalidad.com/articulos/RSM.pdf
  • http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lii/peregrina_p_pm/capitulo2.pdf

Caracterización estadística y prueba de normalidad en muestras de hormigón


Una tarea básica en cualquier trabajo científico o tecnológico que requiera el análisis de una muestra de datos es su caracterización estadística y la comprobación de la normalidad de dicha muestra. Dado un conjunto de datos, por ejemplo 20 resultados de rotura a compresión simple de una probeta normalizada de hormigón a 28 días, deberíais ser capaces de calcular lo siguiente:

  1. Calcular la media aritmética muestral, la desviación típica muestral, la varianza muestral , el coeficiente de variación muestral, la mediana y la moda
  2. Determinar el intervalo de confianza para la media muestral y para la desviación típica muestral para un nivel de confianza del 95%.
  3. Determinar las medidas de forma –coeficientes de asimetría y curtosis-.
  4. Determinar el recorrido o rango de la muestra. También el recorrido relativo de la muestra.
  5. Representar el histograma con un número de barras que sea la raíz cuadrada del número de datos
  6. Calcular la desviación media respecto al valor mínimo.
  7. Determinar el primer, segundo y tercer cuartil, así como el rango intercuartílico.
  8. Determinar el cuantil del 5%, del 50% y del 95%.
  9. Dibujar el diagrama de caja y bigotes y determinar los valores atípicos potenciales.
  10. Establecer con un nivel de confianza del 95% si la muestra procede de una población normal mediante la prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov.

Para ello podéis utilizar cualquier programa estadístico. Para facilitar vuestro aprendizaje, os dejo un vídeo tutorial sobre cómo extraer datos estadísticos básicos con el programa SPSS. Espero que os sea útil

La capacidad de un proceso y su aplicación a la construcción

Los procesos constructivos están sujetos a variabilidad. Las causas que justifican los distintos resultados a veces dependen de factores comunes y otras veces de factores aleatorios. Sin embargo, en las obras normalmente se aborda el control de la calidad una vez está el producto o la unidad de obra terminada. Es lo que se conoce como control de producto terminado. Mejor sería abordar el control de calidad del proceso. Herramientas no nos faltan, pero no son habituales en las obras. Abordamos en este post el concepto de “capacidad de un proceso” para entender mejor la necesidad del control estadístico antes de tener un producto terminado.

No siempre una máquina o un proceso es capaz de alcanzar la calidad exigida por un cliente o por otro proceso. Hay que tener esta idea muy clara pues existe cierta variabilidad debida a causas comunes que sólo se podrá solucionar si se cambia la máquina o el proceso, lo cual implica una decisión por parte de la alta dirección. Este aspecto lo hemos explicado en un post anterior.

Después de comprobar que el proceso está bajo control, el siguiente paso es saber si es un proceso capaz, es decir, si cumple con las especificaciones técnicas deseadas, o lo que es lo mismo, comprobar si el proceso cumple el objetivo funcional. Se espera que el resultado de un proceso cumpla con los requerimientos o las tolerancias que ha establecido el cliente. El departamento de ingeniería puede llevar a cabo un estudio sobre la capacidad del proceso para determinar en que medida el proceso cumple con las expectativas.

La habilidad de un proceso para cumplir con la especificación puede expresarse con un solo número, el índice de capacidad del proceso o puede calcularse a partir de los gráficos de control. En cualquier caso es necesario tomar las mediciones necesarias para que el departamento de ingeniera tenga la certeza de que el proceso es estable, y que la media y variabilidad de este se pueden calcular con seguridad. El control de proceso estadístico define técnicas para diferenciar de manera adecuada entre procesos estables, procesos cuyo promedio se desvía poco a poco y procesos con una variabilidad cada vez mayor. Los índices de capacidad del proceso son solo significativos en caso de que el proceso sea estable (sometidos a un control estadístico).

Para aclarar estas ideas, o paso un Polimedia explicativo que espero os guste.

Diseño de experimentos en cuadrado latino

En el diseño en cuadrado latino se tienen cuatro fuentes de variabilidad que pueden afectar a la respuesta observada: los tratamientos, el factor de bloque I (columnas), el factor de bloque II (filas) y el error aleatorio. Se llama cuadrado latino porque se trata de un cuadrado que tiene la restricción adicional de que los tres factores involucrados se prueban en la misma cantidad de niveles, y es latino porque se utilizan letras latinas para denotar a los tratamientos o niveles de factor de interés.

Veamos un ejemplo práctico: se trata de averiguar si la resistencia característica del hormigón a compresión (MPa) varía con cuatro dosificaciones diferentes (D1, D2, D3, D4). Para ello se han preparado amasadas en 4 amasadoras diferentes y los ensayos se han realizado en 4 laboratorios diferentes. Los resultados obtenidos se han representado en la tabla que sigue.

TIPO DE AMASADORA
1 2 3 4
Laboratorio 1 26,7 (D3) 19,7 (D1) 28,0 (D2) 29,4 (D4)
Laboratorio 2 23,1 (D1) 20,7 (D2) 24,9 (D4) 29,0 (D3)
Laboratorio 3 28,3 (D2) 20,1 (D4) 29,0 (D3) 27,3 (D1)
Laboratorio 4 25,1 (D4) 17,4 (D3) 28,7 (D1) 34,1 (D2)

 

En este caso, la variable de respuesta es la resistencia característica del hormigón a compresión (MPa), el factor es la dosificación, y los bloques son las amasadoras y los laboratorios. Se supone que no existe interacción entre el factor y los bloques entre sí. El ANOVA trata de comprobar los efectos de los tratamientos (las dosificaciones).

Referencias:

  • Gutiérrez, H.; de la Vara, R. (2004). Análisis y Diseño de Experimentos. McGraw Hill, México.
  • Vicente, MªL.; Girón, P.; Nieto, C.; Pérez, T. (2005). Diseño de Experimentos. Soluciones con SAS y SPSS. Pearson, Prentice Hall, Madrid.
  • Pérez, C. (2013). Diseño de Experimentos. Técnicas y Herramientas. Garceta Grupo Editorial, Madrid.

 

Evolución de la gestión de la calidad

Piramide calidad
Evolución de la gestión de la calidad

Vamos a seguir en este post la línea empezada en otros anteriores relacionados con el concepto de calidad o con el cliente. Se trata de divulgar, de forma sencilla y directa, aquellos conceptos e ideas que consideramos de gran interés y que hemos relacionado, con enlaces, a otras páginas en la web para aquellos lectores que quieran ampliar la información. Espero que os guste.

Inspección de la calidad

La inspección es el acto de medir, examinar o verificar una o varias características respecto a las especificaciones. Constituye el primer paso dado en la gestión de la calidad, donde el objetivo es que al cliente le lleguen los productos o servicios en condiciones de ser utilizados. Es una primera fase de gestión de calidad, siempre que se analicen y valoren las desviaciones, para corregirlas.

Es un planteamiento de calidad técnico, no basado en las expectativas cambiantes de los usuarios. Se pretenden subsanar errores respecto a las características de calidad especificadas. Es poco eficaz la implantación de rígidos sistemas de control (estándares, parámetros, índices) y actividades de mejora sin dirigir los esfuerzos a la satisfacción del usuario y sin verificar que el valor del servicio prestado es superior al de la competencia directa. Continue reading “Evolución de la gestión de la calidad”