La innovación abierta (Open Innovation) es una nueva estrategia de innovación que rompe con el paradigma tradicional de gestión de la innovación, según el cual las ideas deben nacer en el seno de la empresa. El nuevo concepto que vamos a divulgar en este post busca romper fronteras, llevar a las empresas más allá de los límites internos de su organización y fomentar la colaboración con profesionales y organizaciones externas. Se trata también de emplear tanto los canales internos como los externos de la empresa para poner en el mercado productos y tecnologías innovadoras.
El término «Open Innovation» fue acuñado por el profesor Henry Chesbrough. Open Innovation implica combinar el conocimiento interno con el conocimiento externo para sacar adelante los proyectos de estrategia y de I+D. En este contexto, universidades y centros de investigación ofrecen nuevas perspectivas y soluciones a las compañías que utilizan este modelo. Este tipo de innovación responde a la posibilidad de que ocurra lo que se conoce como inteligencia colectiva.
Nada mejor que acercarse al concepto de Open Innovation a través del profesor Chesbrough a través de un vídeo explicativo donde nos explica sus ideas. El video está en inglés, pero con la opción de youtube podéis añadirle subtítulos en inglés y traducción al castellano.
Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH)
Creo que es interesante comentar en este post los resultados que estamos obteniendo de un proyecto de investigación financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, que nuestro grupo de investigación llama HORSOST. Su nombre completo describe el contenido del trabajo que estamos desarrollando: «Diseño eficiente de estructuras con hormigones no convencionales basados en criterios sostenibles multiobjetivo mediante el empleo de técnicas de minería de datos«.
Se trata de un proyecto que iniciamos en 2012 y cuya finalización está prevista para finales de 2014. Nuestro grupo de investigación está formado por seis profesores y varios becarios de investigación del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) de la Universidad Politécnica de Valencia. En dicho grupo me corresponde el papel de investigador principal. Espero que esta breve descripción os oriente sobre lo que estamos haciendo.
Este proyecto de investigación se encuentra relacionado con otros ya finalizados y otros en marcha, tanto de convocatorias competitivas como de convenios de transferencia tecnológica con empresas (constructoras, empresas de prefabricados, consultoras, etc.).
El objetivo fundamental del proyecto de investigación HORSOST consiste en establecer pautas de diseño eficiente de estructuras de hormigón no convencional, optimizadas heurísticamente mediante funciones multiobjetivo relacionadas con la sostenibilidad. Se pretende avanzar en el establecimiento de nuevos diseños que permitan extraer las ventajas que aportan los hormigones especiales, en particular hormigones de alta resistencia, hormigones con fibras, hormigones autocompactantes. Para ello, se utiliza el análisis del ciclo de vida de dichas estructuras (elaboración, transporte, procedimientos constructivos, mantenimiento, etc.), considerando aspectos energéticos, medioambientales, sociales y económicos. La optimización heurística permite evaluar los diseños más eficientes, comparar soluciones y generar bases de datos sobre las cuales aplicar herramientas procedentes de la minería de datos y del aprendizaje automático para extraer información no trivial que permita fórmulas de predimensionamiento. La posibilidad de análisis se debe a que las herramientas matemáticas empleadas son de carácter general. Se aplican técnicas como las redes neuronales o la teoría del valor extremo, además de otras herramientas más habituales, como la regresión lineal múltiple o el análisis por componentes principales.
INTRODUCCIÓN
Las evidencias del cambio climático actual, entre otras, han provocado una creciente preocupación por la sostenibilidad [1]. Ello ha impulsado la investigación en aspectos de sostenibilidad en el ámbito de la construcción. Así, se han desarrollado indicadores [2] y se han elaborado bases de datos que miden el impacto ambiental de los materiales [3,4], las cuales han servido en algunas investigaciones para reducir las emisiones de CO2 en estructuras [5,6]. Sin embargo, la sostenibilidad requiere considerar aspectos energéticos, medioambientales, sociales y económicos que deben abarcar todo el ciclo de vida de la estructura [7]. Un antecedente fue el Modelo Integrado de Cuantificación de Valor de un Proyecto Constructivo Sostenible: Aplicación a la Edificación Industrial y de Servicios (MIVES) y MIVES II, que abordaron la sostenibilidad mediante el análisis de valor aplicado a diversos ámbitos [8], y que fueron el punto de partida para el Anejo 13 de la actual EHE.
La disponibilidad de ordenadores de elevada potencia de cálculo, junto con el desarrollo de técnicas de análisis inteligente, ha permitido el avance en el diseño de estructuras óptimas [9-11]. Se ha insistido en la necesidad de optimizar estructuras reales, constatándose la escasez de optimización del hormigón estructural frente a las estructuras metálicas. La optimización [12] puede realizarse desde numerosos puntos de vista (geométricos, topológicos, seccionales, etc.). Además de los métodos basados en la programación matemática [13], el problema de optimización puede abordarse mediante técnicas metaheurísticas y bioinspiradas, tales como los algoritmos genéticos, el recocido simulado, las colonias de hormigas o las redes neuronales, entre otras [14,15]. Recientemente, el trabajo desarrollado por nuestro grupo ha reducido el coste de estructuras reales [16-28].
Sin embargo, la optimización ha requerido un intenso trabajo de investigación para extraer conclusiones aplicables a la realidad de las obras. Una forma que tiene el ingeniero para avanzar en el diseño de estructuras óptimas es difundir fórmulas de predimensionamiento [26,28]. Pues bien, para mejorar los diseños de las estructuras, es posible extraer información no trivial de bases de datos de estructuras óptimas mediante la inteligencia artificial.
El descubrimiento de conocimiento en bases de datos (“Knowledge Discovery from Databases”, KDD) constituye un área en la que se realizan muchos esfuerzos, tanto en metodología como en investigación. En este contexto, la minería de datos constituye un conjunto de herramientas empleadas para extraer información no trivial que reside implícitamente en los datos [29]. Mediante este tipo de técnicas se pueden solucionar problemas de predicción, clasificación y segmentación [30]. Algunas de sus herramientas más representativas son las redes neuronales, las máquinas de soporte vectorial, los árboles de decisión, los modelos estadísticos avanzados multivariantes y los diseños de experimentos y el agrupamiento o “clustering”. Estas herramientas construyen modelos abstractos a partir de datos basándose en métodos de aprendizaje automático “machine learning”.
Por otra parte, la investigación sobre hormigones no convencionales constituye una de las líneas de investigación relevantes relacionadas con los nuevos materiales de construcción. Sus propiedades permiten mejorar las prestaciones y la durabilidad, lo cual se relaciona con la sostenibilidad de su uso. Así, el refuerzo con fibras (HRF) reduce la fisuración y mejora la durabilidad al impedir el acceso de agua y de contaminantes [31]. Sin embargo, razones económicas han llevado al empleo de fibras sólo en casos puntuales, cuando existen beneficios adicionales relativos a la mano de obra, la durabilidad o la congestión del refuerzo [32]. El hormigón autocompactante (HAC) ha mejorado significativamente la tecnología del hormigón al conseguir estructuras más duraderas, mejorar la producción y los procesos constructivos, y facilitar el diseño de elementos complejos y los acabados. Ello se consigue mediante dosificaciones que modifican las propiedades mecánicas respecto al hormigón convencional [33]. Todo ello abre horizontes inexplorados, donde una simple optimización económica de las estructuras haría inviable el empleo de muchos hormigones especiales, pero donde una visión más amplia que contemple criterios de sostenibilidad y análisis del ciclo de vida puede cambiar la perspectiva respecto de su empleo.
Hipótesis de partida y objetivos del proyecto
El objetivo fundamental de HORSOST consiste en establecer criterios de diseño eficientes basados en el análisis del ciclo de vida de estructuras de hormigón no convencional, aplicando, para ello, técnicas procedentes de la inteligencia artificial y la minería de datos a amplios conjuntos de estructuras optimizadas heurísticamente bajo objetivos múltiples de sostenibilidad (ahorro energético y de recursos naturales, aspectos ambientales, sociales y económicos).
Hipótesis de partida
a) Es posible mejorar los diseños de las estructuras de hormigón mediante pautas de predimensionamiento solo disponibles para algunos proyectistas de gran experiencia.
b) Existen criterios de diseño que permiten compatibilizar las exigencias derivadas de la sostenibilidad con reducciones de coste, con aumentos en seguridad y constructibilidad. Sin embargo, estos criterios no son triviales.
c) Los hormigones no convencionales presentan propiedades que contribuyen a la sostenibilidad de las estructuras al analizar el ciclo de vida.
d) La inteligencia artificial y la minería de datos permiten aflorar relaciones no triviales cuando existen bases de datos lo suficientemente amplias.
e) La optimización heurística permite elaborar bases masivas de datos de estructuras optimizadas con múltiples objetivos basados en la sostenibilidad (huella ecológica, reducción de CO2, etc.).
Objetivos del proyecto
1. Desarrollar una metodología capaz de extraer información no trivial de bases de datos masivas de estructuras de hormigón no convencionales optimizadas con múltiples objetivos basados en la sostenibilidad.
2. Obtener reglas de predimensionamiento optimizadas para cada tipología estructural. La novedad y la relevancia radican en el uso de herramientas procedentes del “data mining” y del “machine learning”.
3. Comparar las reglas de diseño obtenidas para hormigones convencionales y no convencionales, así como con los criterios obtenidos de la práctica habitual de diseño y de la bibliografía existente.
4. Divulgar el conocimiento adquirido para que los proyectistas puedan utilizar estos criterios de predimensionamiento, de forma que se obtengan mejoras en la sostenibilidad a lo largo del ciclo de vida de las estructuras de hormigón no convencional.
Descripción de la metodología empleada en el proyecto
La metodología empleada consta de una secuencia iterativa de fases (Figura 1):
Integración y recopilación de datos, en la que se determinan las fuentes de información que pueden ser útiles y dónde conseguirlas.
Selección, limpieza y transformación de datos, en las que se eliminan o corrigen los datos incorrectos y se decide la estrategia a seguir para los datos incompletos.
Minería de datos, en la que se decide la tarea a realizar, ya sea la clasificación, la regresión, el agrupamiento o las reglas de asociación.
Evaluación e interpretación, en la que se evalúan los patrones y se analizan por el equipo de investigación, volviéndose a fases anteriores para nuevas iteraciones si fuera necesario.
Difusión, donde se hace uso del nuevo conocimiento adquirido y se hace partícipes de él a todos los posibles usuarios.
Figura 1 Extracción y difusión del conocimiento por contraste de criterios de diseño sostenible
Uno de los aspectos clave es la disponibilidad de datos utilizables, en cantidad y calidad suficientes, para aplicar las técnicas de “data mining”. Se trata de aplicar un procedimiento convergente para la generación de bases de datos (CGD, por sus siglas en inglés). A continuación se describe el fundamento y la forma de proceder de CGD.
Una estructura de hormigón puede representarse mediante una serie de variables y parámetros. Pues bien, la complejidad de un problema aumenta drásticamente con el número variables involucradas [34], efecto denominado como la “maldición de la dimensión” [35]. Para extraer información, como regla práctica [36], se necesita una muestra cuyo tamaño sea, al menos, 10 veces el número de variables independientes, siendo deseable que ese ratio sea mayor a 20. En el caso de un puente pretensado [37], el número de factores que son combinación lineal de las variables originales y que, además, sean independientes entre sí es de 4, por lo que se precisarían en torno a 40-80 casos para poder realizar inferencias lineales, lo cual no contemplaría relaciones cruzadas entre variables (ello implicaría una muestra mayor). Otras técnicas como las redes neuronales o las máquinas de soporte vectorial, que son capaces de inferir modelos no lineales e incluso discontinuos o discretos, requieren un número mayor de individuos. Además, se aconseja la reserva de un grupo de validación, que puede oscilar entre 1/3 y 1/4 de la muestra necesaria, para comprobar que las inferencias presentan una calidad adecuada.
Metaheurísticas empleadas en el desarrollo del proyecto
Desde los primeros años de la década de los 80, la investigación sobre los problemas de optimización se centra en el diseño de métodos aproximados basados en conceptos derivados de la inteligencia artificial, la evolución biológica y la mecánica estadística. En la Figura 2 se recoge una clasificación propuesta por Yepes [39] que debería complementarse con metaheurísticas híbridas que emplean, en mayor o menor medida, estrategias de unos grupos y otros. A continuación se describen algunas técnicas empleadas en HORSOST.
Figura 2 Taxonomía de estrategias empleadas en la resolución aproximada de problemas de optimización combinatoria [39]
Recocido simulado
El recocido simulado “Simulated Annealing” (SA) [40,41] se basa en la analogía entre la energía de un sistema termodinámico y la función de coste de un problema de optimización. Conceptualmente, es un algoritmo de búsqueda por entornos, donde una solución sustituye a la anterior si mejora a la anterior (D<0); en caso contrario, será aceptada con una probabilidad (e(-D/T), donde T es un parámetro denominado temperatura) decreciente con el aumento de D, la diferencia entre los costes de la solución candidata y la actual. La selección aleatoria de soluciones degradadas permite eludir los óptimos locales.
Aceptación por umbrales
La aceptación por umbrales “Threshold Accepting” (TA) [42] emplea un enfoque similar al de SA para eludir los óptimos locales, pero con una toma de decisiones más sencilla. Se autoriza el menoscabo de la calidad de las soluciones, siempre y cuando no se exceda, en cierta magnitud, la aptitud de la solución actual.
Sistema de colonia de hormigas
El sistema de colonia de hormigas “Ant System Optimization” (ACO) [43] se basa en la analogía con el comportamiento de estos insectos al encontrar el camino más corto entre la comida y su hormiguero. Tan pronto como un individuo encuentra una fuente de comida, evalúa su cantidad y calidad y transporta un poco al hormiguero. Durante el regreso, la hormiga deja por el camino feromonas para que las demás hormigas puedan seguirla. Después de un tiempo, el camino hacia el alimento se indicará por un rastro oloroso que crece con el número de hormigas que pasan por él y desaparece en caso contrario. El resultado final es la optimización del trabajo de todo el hormiguero en su búsqueda de comida.
Búsqueda local iterada
La idea de la búsqueda local iterada “Iterated Local Search” (ILS) [44] consiste en rastrear la solución entre los óptimos locales del subespacio definido por ellos. Dado que un algoritmo de búsqueda es capaz de transformar una solución s en otra s* que es un óptimo local, para pasar a otro óptimo local cercano, s’, se aplica una pequeña perturbación. Aplicando el algoritmo de búsqueda a s’ se encuentra otra solución s*’. La metaheurística acepta el paso de s* a s*’ según algún criterio, como el de máximo gradiente (si s*’ es mejor que s*, se acepta) o no (se puede pensar en un mecanismo TA o SA para evitar estancamientos dentro del subespacio de los óptimos locales s*).
Búsqueda en entornos variables
La búsqueda en entornos variables, “Variable Neighborhood Search” (VNS) [45], consiste en cambiar de operador de búsqueda cuando el anterior ha alcanzado un óptimo local. De este modo, VNS oscilará entre dos o más operadores con la esperanza de que los cambios en la estructura del entorno permitan escapar de muchos óptimos locales. Para que este principio funcione bien, los operadores empleados deberán ser lo suficientemente distintos respecto de la estructura del vecindario que generan.
Algoritmos genéticos
Los algoritmos genéticos, “Genetic Algorithms” (GA) [46], simulan el proceso de evolución de las especies que se reproducen sexualmente. Un nuevo individuo se genera a través del cruzamiento, que combina parte del patrimonio genético de cada progenitor para elaborar el del nuevo individuo, y de la mutación, que supone una modificación espontánea de esta información genética. Si los hijos heredan buenos atributos de sus padres, su probabilidad de supervivencia será mayor, reproduciéndose con mayor probabilidad.
Algoritmos meméticos
Los algoritmos meméticos “Memetic Algorithms” (MA) [47] derivan de GA, donde el uso de una población de soluciones se combina con heurísticas de búsqueda local. La idea consiste en recombinar la información de las soluciones provenientes del subespacio de óptimos locales. El éxito de estos métodos puede atribuirse a su equilibrio entre la búsqueda rápida y el mantenimiento de la diversidad, para evitar la convergencia prematura.
Otras técnicas empleadas en el proyecto
Regresión lineal múltiple
Los modelos de regresión lineal múltiple (RLM) se ajustan mediante mínimos cuadrados, de modo que la variable de respuesta esté explicada al máximo posible por las variables independientes. El proceso se inicia intentando explicar la respuesta en función de la variable con la que presenta la mayor correlación. El objetivo es aumentar el coeficiente de regresión agregando variables independientes explicativas, utilizando el método stepwise de pasos sucesivos [48].
Análisis por componentes principales
El análisis de componentes principales (ACP) examina la interdependencia entre variables para reducir su dimensión a un nuevo subconjunto de variables no observables. En síntesis, calcula unos factores que sean una combinación lineal de las variables originales y que, además, sean independientes entre sí. La primera componente principal se elige de modo que explique la mayor parte de la varianza posible, y así sucesivamente. Para facilitar la interpretación, se emplea una rotación ortogonal que minimiza el número de variables con saturaciones altas en cada factor [49].
Redes neuronales artificiales
Las redes neuronales artificiales “ArtificialNeural Networks” (ANN) simulan un sistema de procesamiento de la información altamente complejo, no lineal y en paralelo parecido al cerebro humano. McCulloch y Pitts [50] presentaron el primer modelo de neurona como un dispositivo no lineal multientrada con interconexiones “con peso”. La neurona suma las entradas ya ponderadas, les aplica una función no lineal y transmite una salida. La red puede ser preparada, utilizando ejemplos, para reconocer ciertas estructuras, como puede ser la clasificación de objetos por sus características o la inferencia a partir de los datos de entrada.
Teoría del valor extremo
Si se acepta que el óptimo local encontrado por un algoritmo de búsqueda estocástica puede considerarse una solución extrema de una muestra aleatoria simple formada por las soluciones visitadas, entonces se podría aplicar la teoría del valor extremo “Extreme Value Theory” (EVT) [51,52] para estimar el óptimo global del problema. Para ello se ha comprobado que los óptimos locales encontrados constituyen valores extremos que ajustan a una función Weibull de tres parámetros, siendo el de posición, γ, una estimación del óptimo global.
Tabla 1 Referencias del empleo de técnicas respecto a tipologías estructurales
SA
TA
ACO
ILS
VNS
GA
MA
EVT
ANN
ACP
RLM
Muros
[28]
[6]
[6]
Pórticos de edificación
[5,24]
[24]
Vigas de hormigón armado
[27]
[27]
[27]
Vigas pretensadas
[23]
Bóvedas de paso inferior
[16]
[16]
[17]
[17]
Marcos de paso inferior
[25]
[25,26]
Pilas de puente
[21]
[20,22]
[20]
Puentes de vigas artesa
[18]
[19]
Puentes losa postesados
[37]
[37]
Conclusiones
Como conclusiones generales del planteamiento del proyecto HORSOST se pueden citar las siguientes:
1) Existe una importante área de mejora en los diseños de estructuras de hormigón no convencional de forma que se obtenga un importante beneficio social si estos diseños maximizan la sostenibilidad en la construcción de estas estructuras considerando todo el ciclo de vida del producto.
2) Es posible emplear técnicas procedentes del descubrimiento de conocimiento en bases de datos (KDD) para extraer información no trivial de bases de datos de estructuras de hormigón generadas mediante optimización heurística multiobjetivo orientada a la sostenibilidad.
3) Los hormigones no convencionales presentan prestaciones que favorecen su durabilidad y, por ello, pueden contribuir a la sostenibilidad si se consideran aspectos medioambientales, sociales y económicos a lo largo de toda su vida útil. Por tanto, deben analizarse en detalle para comprobar su validez frente a los hormigones convencionales y ofrecer criterios de diseño aplicables para los proyectistas.
Agradecimientos
Los autores agradecen el aporte financiero realizado para este trabajo por el Ministerio de Ciencia e Innovación (Proyecto de Investigación BIA2011-23602) y por la Universitat Politècnica de València (Proyecto de Investigación PAID-06-12).
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[52] Golden, B.L.; Alt, F.B. (1979). Interval estimation of a global optimum for large combinatorial problems. Naval Research Logistics Quarterly, 26(1), 69-77. [doi: 10.1002/nav.3800260108]
La construcción se caracteriza por su alta siniestralidad, lo que genera una gran parte de los accidentes graves y mortales que se producen en el conjunto de los sectores económicos. La prevención de riesgos laborales en la construcción debe enfocarse desde dos ámbitos diferenciados, aunque íntima y obligatoriamente ligados entre sí: el de la empresa y el de todas y el de sus obras, con sus características singulares y cambiantes. En el primero se enmarcan los criterios generales de actuación aplicables a todas las obras adjudicadas a la empresa, sin olvidar la prevención aplicable a sus oficinas centrales, talleres, almacenes, etc. Por otra parte, las obras se construyen en un entorno socioeconómico sometido a normas legales que lo condicionan y a un procedimiento altamente reglamentado. Por último, cada constructora adopta métodos y procedimientos propios aplicables a cada una de sus obras.
Según la directiva CEE 92/57, las obligaciones y responsabilidades básicas de cada uno de los agentes implicados son las siguientes:
Promotor (generalmente actuando por medio de la dirección facultativa de obra):
o Nombrar al coordinador de seguridad y salud.
o Garantizar que, antes de la implantación y la organización de la obra, se redacte un plan de seguridad y salud.
o Informar mediante un aviso previo a las autoridades competentes antes del comienzo de la obra; éste aviso se expone en la obra y su contenido básico es el siguiente: fecha de envío, dirección de la obra, promotor, tipo de obra, director de la obra, coordinador de seguridad y salud durante la fase de preparación del proyecto y durante la fase de ejecución de la obra, empresa constructora, fecha prevista de comienzo, duración prevista, número máximo estimado de trabajadores, número previsto de contratistas y trabajadores autónomos y detalles de los contratistas ya escogidos.
Coordinador de seguridad y salud durante la fase de ejecución de la obra:
o Coordinar los principios generales de prevención y seguridad.
o Coordinar las disposiciones más relevantes para garantizar que las empresas apliquen los principios de la prevención.
o Supervisar el cumplimiento del plan de seguridad y salud.
o Proponer y supervisar cualquier ajuste preciso en el plan de seguridad y salud durante la ejecución de los trabajos.
o Supervisar que los procedimientos de trabajo se estén aplicando correctamente.
o Adoptar las medidas necesarias para garantizar que sólo el personal autorizado tenga permiso para acceder a la obra.
Empresa constructora contratista (y subsecuentemente las empresas subcontratistas), generalmente actuando por medio del jefe de obra, de los responsable de tajo y de los recursos preventivos designados:
o Garantizar la seguridad y salud de los trabajadores.
o Adoptar las medidas necesarias para la protección de la seguridad y salud de los trabajadores, incluyendo la prevención de los riesgos laborales y la disposición de información y formación, así como la organización y los medios necesarios.
o Evaluar los riesgos para la seguridad y salud en el trabajo, incluyendo aquellos a los que se enfrentan los grupos de trabajadores expuestos a riesgos particulares.
o Decidir acerca de las medidas protectoras que se deben tomar y, si es preciso, del equipo de protección que se debe usar.
o Disponer de una lista de los accidentes laborales que ocurren a trabajadores que no puedan trabajar durante más de tres días laborables.
o Redactar informes sobre los accidentes laborales sufridos por sus trabajadores para las autoridades.
o Tener en cuenta las indicaciones del coordinador de seguridad y salud.
o Adoptar los requisitos mínimos de seguridad y salud en las obras.
o Consultar a los trabajadores y/o sus representantes y permitirles formar parte de las discusiones sobre la seguridad y la salud en el trabajo.
o Garantizar que cada trabajador reciba la formación adecuada.
Trabajadores:
o Cuidar, en la medida de lo posible, de su propia seguridad y salud y de la de otras personas afectadas por sus actos, de acuerdo con su formación y las instrucciones que el empresario le haya dado.
o Utilizar correctamente la maquinaria, herramientas, sustancias peligrosas, equipo de transporte y equipos de protección personal y colectiva.
o Informar al empresario acerca de cualquier situación laboral que represente un serio e inmediato peligro para la seguridad y de cualquier defecto en los dispositivos de protección.
A continuación, os dejo un par de vídeos explicativos que espero os sean de interés.
Referencias:
PELLICER, E.; YEPES, V.; TEIXEIRA, J.C.; MOURA, H.P.; CATALÁ, J. (2014). Construction Management. Wiley Blackwell, 316 pp. ISBN: 978-1-118-53957-6.
La planificación y gestión de redes de distribución de baja demanda exigen contar con técnicas eficientes de optimización de rutas. El sistema de optimización de rutas disponible no solo afecta el desarrollo de operaciones, sino también las decisiones tácticas y estratégicas, como el tamaño óptimo de la flota, la estimación de costes, las políticas de publicidad y la rotura de servicio, etc. Por ejemplo, es habitual la venta de paquetes turísticos que incluyen el transporte; los precios se fijan mucho antes de que la demanda de transporte sea conocida, siendo frecuentes las cancelaciones de última hora y la llegada de nuevos clientes. Si el número de pasajeros que deben ser transportados es pequeño, en comparación con la máxima capacidad de carga del vehículo óptimo a la distancia correspondiente, los beneficios o pérdidas del transporte dependen críticamente de la eficiencia del sistema de optimización de rutas. La Figura muestra la influencia de la optimización de operaciones en la planificación y la gestión de redes de distribución de baja demanda.
Planificación y Gestión de Redes de Distribución de Baja Demanda
Así pues, la planificación y gestión de redes de distribución de baja demanda generan una variedad de problemas de decisión que dependen críticamente de la optimización de operaciones, con espacios de solución muy amplios y, además, crecientes exponencialmente con el número de destinos y el tamaño de la flota. Esta explosión combinatoria de soluciones y la complejidad de las variables a optimizar impiden que la optimización pueda abordarse con técnicas de optimización exactas; por el contrario, las técnicas metaheurísticas y probabilísticas son alternativas siempre viables que, aunque no garantizan alcanzar la solución óptima absoluta, sí pueden proporcionar buenas soluciones a problemas reales complejos (ver Díaz et al., 1996). En este contexto, los sistemas inteligentes son métodos apropiados para resolver problemas complejos de optimización combinatoria como el planteado (ver Goonatilake and Treleaven, 1996, Fayyard et al., 1996 y Medina, 1998). En este artículo, se ha utilizado un algoritmo genético originalmente diseñado para resolver el TSP para abordar problemas más complejos como el CVRP y el SCVRP, utilizando funciones de coste y restricciones muy variadas.
Por otro lado, el problema de optimización de las operaciones de transporte es crucial para la propia existencia de un cierto nicho de mercado de baja demanda. Si se consigue una distribución muy eficiente, es posible aflorar una demanda latente y satisfacerla con una flota pequeña y un costo razonable. Esta situación se produce en el mercado turístico con destinos poco masificados. En un ejemplo de aplicación presentado por Medina y Yepes (2003), se utiliza un aeropuerto hub, donde tanto para fijar precios como para definir la mejor estrategia comercial resulta imprescindible disponer de un sistema flexible para optimizar la distribución de pasajeros y de modelos estocásticos de simulación de escenarios.
Salida típica del programa de optimización de rutas
Referencias:
DÍAZ, A., GLOVER, F., GHAZIRI, H.M., GONZÁLEZ, J.L., LAGUNA, M., MOSCATO, P. y TSENG, F.T.(1996). Optimización Heurística y Redes Neuronales en Dirección de Operaciones e Ingeniería. Editorial Paraninfo S.A., Madrid (España).
FAYYARD, U.M., PIATETSKI-SHAPIRO, G., SMYTH, P., and UTHURUSAMI, R.(1996).Advances in Knowledge Discovery and Data Mining. MIT Press.
GOONATILAKE, S. and TRELEAVEN, P. (1996). Intelligent Systems for Finance and Business. John Wiley.
MEDINA, J.R.(1998). Algoritmos genéticos para la optimización de redes de distribución. Actas del X Congreso Panamericano de Ingeniería de Tránsito y Transporte. Santander 1998, Ministerio de Fomento (España), pp. 339-347.
MEDINA, J.R.; YEPES, V. (2003). Optimization of touristic distribution networks using genetic algorithms. Statistics and Operations Research Transactions, 27(1): 95-112. ISSN: 1696-2281. (pdf)
Los trituradores de cono pueden considerarse una modificación de la trituradora giratoria; presentan un esquema de funcionamiento similar, si bien se utilizan solo para la trituración secundaria o terciaria.
Los conos secundarios dan unas granulometrías entre 150 y 40 mm, empleándose como primarios en graveras y como secundarios en canteras. Los conos terciarios dan granulometrías entre 40 y 10-12 mm, siendo los gravilladores por excelencia y dando productos con coeficientes de forma excelentes. Los trituradores de cono ultrafinos se usan cuando se necesitan grandes cantidades de arena o finos y sus granulometrías suelen estar entre 5 y 20 mm. Estas máquinas permiten unas buenas relaciones de reducción, de 6 a 8 en la trituración secundaria clásica y de 2 a 3 en las moliendas gruesas, con una forma de grano adecuada, muchas veces en cuanto a su forma no lajosa.
Con el fin de asegurar el control del tamaño del producto producido, estos trituradores se caracterizan por presentar una sección paralela entre los revestimientos de trituración a la salida de la descarga. Los revestimientos de las partes internas están fabricados en acero al manganeso, de gran resistencia al desgaste y alta tenacidad.
Dependiendo de cómo se encuentre el eje con el cono, estas trituradoras pueden ser suspendidas o apoyadas:
Las que presentan el cono suspendido precisan de un crucero para apoyar al eje, de forma similar a las trituradoras giratorias. En este caso, los esfuerzos de trituración son prácticamente horizontales, lo que permite una pendiente pronunciada que disminuye la fricción con las piezas de trituración y favorece el paso de los materiales.
En los trituradores de cono apoyado, también denominados trituradores Symons, el eje reposa sobre cojinetes semiesféricos a través del cuerpo tronco-cónico móvil. El ensanchamiento del tazón permitirá un ángulo del cono más abierto (90º-125º), proporcionando una mayor capacidad de trituración que un giratorio de dimensiones similares.
El triturador Symons es el más habitual, fabricándose en dos modelos: el estándar, utilizado en la trituración secundaria normal, y el de cabeza corta, empleado en la trituración o molienda terciaria o fina. La diferencia entre ambos radica en la forma de las cámaras de trituración. En estas máquinas, la relación de reducción es de una media de 8/1, pero se puede llegar a 10/1. Su velocidad de rotación alcanza los 250 r.p.m. y su amplitud es unas 5 veces superior a la de las trituradoras de eje suspendido. El problema es que es muy sensible a los materiales húmedos y cargados de finos.
Os dejo algunos vídeos en los que se puede ver claramente cómo funcionan estas trituradoras. Espero que os gusten.
FUEYO, L. (1999). Equipos de trituración, molienda y clasificación: tecnología, diseño y aplicación. Editorial Rocas y Minerales. 1ª edición. Fueyo Editores. Madrid, 371 pp. ISBN: 84-923128-2-3.
LÓPEZ JIMENO, C. (1998). Manual de áridos. 3ª edición. Ed. Carlos López Jimeno. Madrid, 607 pp. ISBN: 84-605-1266-5.
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2005). Temas de procedimientos de construcción. Extracción y tratamiento de áridos.Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2005.165. Valencia.
TIKTIN, J. (1994). Procesamiento de áridos: instalaciones y puesta en obra de hormigón. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid, 360 pp. ISBN: 84-7493-205-X.
El Puente de La Pepa,diseñado por el ingeniero Javier Manterola, será uno de los puentes europeos de mayor altura , con un gálibo de 69 m y una longitud total de 3,15 km.Será un puente atirantado con torres de 180 m de altura. Será también el segundo puente marítimo de mayor gálibo vertical del mundo, después del de Verrazzano-Narrows de Nueva York y por delante del Puente Golden Gate de San Francisco. Dará acceso a la ciudad de Cádiz desde el continente, en el término de Puerto Real, convirtiéndose en el tercer acceso a la ciudad, junto con el istmo a San Fernando y el Puente Carranza. Será un puente de gran capacidad de comunicación, con tres carriles de autovía por sentido y dos vías férreas, por las que transitará el Tranvía Metropolitano de la Bahía de Cádiz.
Su construcción ha sido contratada a la Unión Temporal de Empresas (UTE), integrada por Dragados y DRACE (Construcciones Especiales y Dragados). El proyecto tiene un presupuesto de 273 millones de euros y, en su momento, su plazo de ejecución se estimó en 42 meses. Sin embargo, diversos problemas económicos están retrasando la obra.
Debido a la singularidad de la obra, os dejo un vídeo explicativo que espero que os guste.
El izado del tramo de puente desmontable, de 150 m de luz entre ejes de apoyo, requirió procedimientos de elevación extraordinarios, desde el tablero hasta una pontona de transporte marítimo para dejar libre el paso de megaestructuras navales. Os dejo el vídeo del montaje de este vano.
También os paso algún vídeo informativo que creo interesante.
Además, un timelapse sobre cómo han ido las obras.
Por último, os subo un documento de la oficina Fernández Casado S.L. donde los autores describen el puente.
La barbaridad de un aparcamiento sobre la arena de una playa
Vamos a seguir con la serie de posts sobre la planificación de las playas, con el objetivo último de alcanzar la excelencia en su gestión turística. Como siempre, hay que volver a indicar que estas recomendaciones NO SON APLICABLES a las playas naturales o protegidas, sino sólo a aquellas destinadas al uso turístico, ya antropizadas. No hay que olvidar la importancia que tiene, en nuestro país, una correcta gestión de estos activos estratégicos.
Uno de los aspectos más importantes es el diseño adecuado de sus accesos, tanto para el tráfico rodado como para los peatones. El proyecto de este tipo de infraestructuras incide fuertemente, junto con las dotaciones de servicio de las playas y los paseos marítimos (Pié i Ninot, 1985; Serra y Yepes, 2002; Braceli, 2002), en el grado de satisfacción de los usuarios de las playas. En todo caso, el momento crítico en el funcionamiento de estas infraestructuras lo constituyen las horas y días “punta”, con la máxima afluencia de visitantes.
El problema del aparcamiento es de difícil solución en la mayoría de los municipios con playas de España, debido a una deficiente planificación urbanística. En la mayoría de los casos se requieren grandes superficies para este servicio. En cualquier caso, la superficie destinada al estacionamiento de los vehículos no debería ocupar la arena de las playas. Sólo en casos muy contados, cuando la afluencia sea escasa, debería permitirse el uso no organizado del estacionamiento.
1 Dimensionamiento de la superficie total destinada a los aparcamientos
En la Tabla 1 se presentan las hipótesis de partida para el dimensionamiento y el cálculo de la superficie.
TABLA 1. DIMENSIONAMIENTO DEL ÁREA DE APARCAMIENTOS
FUENTE
DIMENSIONAMIENTO
MOPU (1970)
HIPÓTESIS INICIALES
Usuarios de la playa que acceden en automóvil
70% de los usuarios totales de la playa
Personas por vehículo
4
Dimensión en planta de 1 plaza (m²)
m2
Superficie por vehículo, contando espacios muertos (m²)
CÁLCULO DEL ÁREA DE APARCAMIENTO
m2 por persona (*)
Colegio de Ingenieros de Caminos (1973)
Mínimo una plaza por 100 m² (considerando solo zona de reposo más zona activa)
Pié i Ninot (1985)
Estándar de aparcamiento por superficie de playa a 1 – 1,5 veces la superficie de reposo.
Fuente: MOPU (1970), Colegio de Ingenieros de Caminos (1973) y Pié i Ninot (1985).
(*)4 m² por persona es la misma superficie que la de una zona de reposo con un límite de saturación puntual aceptable (Yepes, 2002).
Existen determinados factores que reducen el área de aparcamiento calculada teóricamente (MOPU, 1970), como el uso de medios de transporte colectivos y la proximidad de la playa al núcleo urbano.
2 Condiciones de los aparcamientos
Algunas de las condiciones que mejoran el diseño de las zonas de aparcamiento de los vehículos que acceden a las playas son las siguientes:
Es conveniente ocultar la vista de los vehículos desde la playa mediante cortinas vegetales o árboles, o bien sirviéndose de la topografía del terreno o de las instalaciones de otros servicios (Colegio de Ingenieros de Caminos, 1973).
Gran parte de las plazas de aparcamiento debe diseñarse de forma cubierta (MOPU, 1970).
El aparcamiento requiere una gran superficie disponible, por lo que está justificada la expropiación para disponer de los terrenos necesarios (MOPU, 1970).
En la servidumbre de acceso al mar, se declararán de utilidad pública, a efectos de expropiación o de la imposición de la servidumbre de paso por la Administración del Estado, los terrenos necesarios para la realización o modificación de accesos públicos al mar y de aparcamientos que no estén ya previstos en un plan de ordenación (artículos 53.1 y 2 del Reglamento de Costas de 1989). Su tramitación será de la siguiente manera:
– El proyecto lo formula el Servicio Periférico de Costas.
– 30 días a la información pública.
– Informe del Ayuntamiento y de la Comunidad Autónoma.
– Si se aprueba, supone utilidad pública.
Dentro de la servidumbre de influencia, en los tramos con playa y con acceso al tráfico rodado, se preverán reservas de suelo para aparcamientos de vehículos en cuantía suficiente para evitar el estacionamiento en la servidumbre de tránsito (artículo 58.1 del Reglamento de Costas de 1989).
El recorrido máximo a pie desde el vehículo aparcado hasta la zona de reposo de la playa se indica en la Tabla 2.
TABLA 2. RECORRIDO DESDE APARCAMIENTO HASTA ZONA DE REPOSO
FUENTE
RECORRIDO MÁXIMO
MOPU, 1970
300 metros
Pié i Ninot (1985) (*)
250 metros (*)
Fuente: MOPU, 1970 y Pié i Ninot (1985).
(*) El acceso inmediato a la playa debe ser siempre peatonal.
Referencias
COLEGIO DE INGENIEROS DE CAMINOS (1973). Ordenación de zonas litorales. Primer curso de análisis, planeamiento y gestión del medio Litoral. Madrid.
CONSEJERÍA DE TURISMO Y DEPORTE DE ANDALUCÍA (1997). Definición y evaluación de estándares de equipamiento en las playas andaluzas, así como de modelos de aprovechamiento y planes de actuación. Dirección General de Planificación Turística.
MOPU (1970). Playas. Modelos, tipos y sugerencias para su ordenación. Dirección General de Puertos y Costas. Madrid.
PIÉ i NINOT, R. (1985). De las cartas de concesiones de usos de playa a los planes de ordenación del litoral. La costa catalana. Estudios Territoriales, 18:109-138.
SÁNCHEZ, I. (2002). Guía municipal de gestión de playas turísticas. Ejercicio Final de Carrera. Universidad Politécnica de Valencia. 515 pp.
SERRA, J.; YEPES, V. (2002). Criterios para el diseño de paseos marítimos. Actas de las VI Jornadas Españolas de Ingeniería de Costas y Puertos. 9 pp. Palma de Mallorca, 17 y 18 de mayo de 2001.
TRAPERO, J.J. (1990). El paseo marítimo. Experiencias recientes e ideas sobre su trazado y diseño. Centro de Publicaciones de la Secretaría General Técnica. MOPU. Madrid.
YEPES, V. (2002). Ordenación y gestión del territorio turístico. Las playas, en Blanquer, D. (dir.): Ordenación y gestión del territorio turístico. Ed. Tirant lo Blanch. Valencia, pp. 549-579.
YEPES, V.; SÁNCHEZ, I.; CARDONA, A. (2004). Criterios de diseño de aparcamientos y accesos a las playas. Equipamiento y servicios municipales, 112: 40-44. Marzo-abril. Depósito Legal: M-3244-1985. ISSN: 1131-6381. Edita: Publiteca, S.A. Madrid. (pdf)
YEPES, V.; CARDONA, A.; VALLÉS, A. (2000). Diseño y gestión de playas turísticas accesibles. Equipamiento y servicios municipales, 88: 9-14.
