Puente de Vidin-Calafat

Puente de Vidin-Calafat. Wikipedia

El puente de Vidin-Calafat, o puente II del Danubio, es un puente carretero y ferroviario abierto en junio de 2013 entre las poblaciones de Vidin (Bulgaria) y Calafat (Rumanía). El puente atraviesa el Danubio y constituye el segundo nexo entre ambos países. El puente ha sido diseñado por la ingeniería española Carlos Fernández Casado; Fomento de Construcciones y Contratas (FCC) se hizo cargo de levantar el puente y la vía ferroviaria a un coste aproximado de 225 millones de euros, mientras que el acceso a la plataforma corrió a cargo de la también empresa española Azvi. Consta de tres partes claramente diferenciadas: el viaducto de acceso para el ferrocarril y el viaducto de acceso en tierra. Las dos restantes suponen la construcción de un puente de dovelas prefabricadas, de 13 vanos, con luces entre 80 m en el canal no navegable y 180 m en el canal navegable.

La construcción comenzó oficialmente el 13 de mayo de 2007. Es el mayor proyecto de construcción búlgaro, el segundo puente sobre el Danubio; tiene una longitud total de 1.951 m.  Consiste en la construcción de un puente combinado para tráfico rodado y ferroviario, que consta de cuatro carriles, ferrocarril de vía sencilla, carril bici y dos aceras para peatones y servicio y adicionalmente la construcción de las infraestructuras necesarias para el tráfico rodado y ferroviario, que incluyen una nueva estación de mercancías, 17 nuevos kilómetros de ferrocarril, la rehabilitación de la estación de pasajeros existente y la ejecución de siete enlaces a distinto nivel.

Hasta ahora, las dos ciudades estaban comunicadas únicamente por un ferry que no partía hasta completarse el pasaje. El trayecto y los trámites aduaneros suponían hasta tres horas, que con el nuevo puente se reducirán a menos de quince minutos.

Os dejo varios vídeos explicativos sobre este puente. Espero que os gusten.

 

 

Construcción de un parque eólico

Parque eólico en Picu el Gallo, Tineo, Asturias. Wikipedia

El parque eólico es una central eléctrica en la que la energía eléctrica se produce a partir de la fuerza del viento, mediante aerogeneradores que aprovechan las corrientes de aire. Para producir electricidad en una central eólica, es necesario que el viento sople entre 3 y 25 m/s. Casi todos los aerogeneradores que producen electricidad constan de un rotor con palas o aspas que giran alrededor de un eje horizontal. Este está unido a un conjunto de transmisión mecánica o multiplicadora y, finalmente, a un generador eléctrico, ambos ubicados en la barquilla suspendida en lo alto de la torre.

La energía eólica es de las más limpias, renovables y abundantes, ya que los aerogeneradores eléctricos no producen emisiones contaminantes (atmosféricas, residuos, vertidos líquidos…) y no contribuyen, por lo tanto, al efecto invernadero ni a la acidificación. No obstante, también existen factores negativos, como el impacto visual, el impacto sobre las aves, la modificación de la fauna y la flora, el efecto sonoro, el impacto por erosión o las interferencias electromagnéticas.

Un proyecto de un parque eólico puede dividirse en fase de ejecución, fase de explotación y fase de clausura. La vida útil de un parque eólico es de unos 20 años y su desmantelamiento no conlleva grandes dificultades. En la fase de ejecución o construcción se pueden diferenciar los siguientes procesos: construcción de accesos, construcción de plataformas de montaje, construcción de edificaciones anejas, instalación eléctrica y montaje de los aerogeneradores. Os dejo varios vídeos en los que se describe cómo se construye un aerogenerador.

Endesa nos facilita un vídeo donde se puede ver el funcionamiento de un aerogenerador.

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¿Qué es una central hidroeléctrica?

Corte transversal de una represa hidroeléctrica

En una central hidroeléctrica se aprovecha la energía hidráulica para generar electricidad. Estas centrales aprovechan la energía potencial gravitatoria de la masa de agua de un cauce natural debido a un desnivel, también conocido como salto geodésico. El agua, en su caída entre dos niveles del cauce, pasa por una turbina hidráulica, que transmite la energía a un generador, donde se transforma en energía eléctrica.

 

Podemos clasificar las centrales hidroeléctricas en tres tipos: de embalse, de flujo o de pasada y de bombeo:

  • En las centrales de embalse, el esquema funcional incluye una presa que intercepta la corriente de agua y permite que se acumule hasta alcanzar una cota o altura determinada. El agua fluye del embalse por la gravedad y viaja a través de una tubería de descarga hasta las máquinas de la central, donde, mediante turbinas hidráulicas, se genera electricidad en los alternadores.
  • Las centrales fluyentes o de pasada. Estas funcionan igual que las centrales hidroeléctricas de embalse, pero no tienen capacidad de almacenamiento del agua.
  • Las centrales reversibles o de bombeo constan de dos embalses situados a distintas cotas y sus máquinas tienen la peculiaridad de poder funcionar indistintamente como turbinas y como bombas.  En los momentos en que el sistema eléctrico demanda más electricidad, el agua del embalse superior se dirige al embalse inferior, generando electricidad. Cuando la demanda de energía eléctrica es baja, el agua se bombea al embalse superior.

Pero quizás sea mejor ver unos vídeos explicativos sobre el tema. Espero que os gusten.

http://externo.canalendesa.tv/index_acc.php?idioma=esp&MetaDataID=16506

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Montaje de grúas autodesplegables

Las grúas autodesplegables son máquinas de elevación capaces de desplegarse por sí mismas, sin necesidad de una grúa auxiliar. Este tipo de grúas es habitual en los modelos de grúas de torre de un solo vano. Son rápidas de montar (en aproximadamente media hora, según el modelo), aunque son algo más caras y tienen un alcance más limitado. El despliegue se facilita mediante articulaciones y mecanismos precisos. Este tipo de grúas plegables permite ser transportadas por carretera, sin desmontar ninguna pieza. Incluso si son transportadas en góndola, tampoco requieren otra grúa auxiliar para su descarga.

Como una imagen a veces vale más que mil palabras, os paso un pequeño vídeo de apenas 8 minutos donde se muestra cómo se pueden montar de forma autónoma varios modelos de grúa torre. En este caso, los modelos son Terex Comedil CBR-28, CBR-32 y CBR-40. Espero que os sea de utilidad.

Referencias:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.

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Algunos de los tuits favoritos y más retuiteados en ingeniería y construcción

¿Qué significa que un tuit sea favorito o que sea muy retuiteado? Probablemente, ha llamado la atención por algún motivo: es útil, interesante, ingenioso, presenta alguna fotografía espectacular o bien está tocando un tema candente. Pues bien, os dejo una muestra no exhaustiva de unos cuantos tuits que se han difundido por la red que tienen que ver con el mundo de la construcción, la ingeniería o la arquitectura. Seguro que seguirán aumentando sus retuits y más que seguro que se me olvidan muchos. He usado para ello la herramienta Favstar. Espero que os gusten. Por cierto, me podéis seguir en @vyepesp

 

https://twitter.com/Ing_Civ/status/495646215275839488

 

 

Tablestacas autoportantes

Las tablestacas autoportantes o pantalla de tablestacas en ménsula son un sistema de sostenimiento del terreno que utiliza tablestacas o pantallas y no requiere elementos adicionales. Trabajan estos elementos en ménsula, siendo una solución sencilla que trabaja por empotramiento en el terreno.

El procedimiento constructivo es sencillo y rápido, pues no resultan necesarios el arriostramiento ni los apuntalamientos intermedios. Una vez instaladas las tablestacas, el interior de la excavación queda totalmente libre de obstáculos para realizar el vaciado de tierras y demás trabajos necesarios (hormigonado, colocación de instalaciones, etc.). En principio, no existen limitaciones en cuanto a las dimensiones en planta del recinto a excavar, aunque sí que está limitada la profundidad de la excavación, dependiente del tipo de terreno.

La longitud de tablestaca incluye la profundidad de excavación, la longitud de empotramiento y un sobrante superior para que las pinzas de los equipos de vibración puedan coger la tablestaca durante la hinca y la extracción.

Referencia:

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

Cursos:

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

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¿Cómo nos enseñan las luciérnagas a diseñar puentes?

Lampyris noctiluca – hembra. Wikipedia

La naturaleza es más sabia de lo que sospechamos. ¿Quién diría a un ingeniero estructural que una simple luciérnaga sería capaz de sonrojarle e incluso de enseñarle trucos para diseñar puentes, no solo más baratos, sino también más respetuosos con el medio ambiente? Pues bien, no solo es cierto, sino que también podemos aprender del comportamiento social de las luciérnagas para optimizar las estructuras. Efectivamente, las luciérnagas se comportan como un colectivo de manera inteligente. Las luciérnagas basan su comportamiento social en la luminosidad que emiten (luciferina). La característica más distintiva de las luciérnagas es su cortejo nocturno. Los machos patrullan en busca de pareja con un vuelo característico, mientras emiten secuencias de destellos de luz propias de cada especie. Las hembras de la misma especie pueden responder con destellos específicos y así el apareamiento puede ocurrir. En la resolución de problemas, la luminosidad de una luciérnaga depende tanto de la calidad de la solución encontrada como de la distancia desde la que las demás compañeras buscan soluciones. Cada luciérnaga selecciona, mediante un mecanismo probabilístico, un vecino con un valor de luciferina mayor que el suyo y se mueve hacia él. De esta forma, se pueden optimizar los puentes.

Dentro del proyecto de investigación HORSOST, nos acaban de aceptar un artículo científico en la revista Automation in Construction, que es una revista de primer nivel en el ámbito de la tecnología de la construcción (Factor de impacto en 2013: 1,822, posición 9 de 58 en el ámbito de Construction & Building Technology, y posición 19 de 124 en el ámbito de Civil Engineering, en función del impacto de las revistas indexadas en el JCR).

Artesa-Img6122En este trabajo se describe una metodología para minimizar las emisiones de CO2 y los costes de los puentes de carretera de vigas de hormigón pretensado prefabricadas con sección transversal en doble U. Para ello, se ha utilizado un algoritmo híbrido de optimización por enjambre de luciérnagas (glowworm swarm optimization, GSO) y el recocido simulado (simulated annealing, SA), denominado SAGSO. La estructura se define por 40 variables, que determinan la geometría, los tipos de materiales y las armaduras de la viga y de la losa. Se emplea hormigón de alta resistencia autocompactante para la fabricación de las vigas. Los resultados constituyen para los ingenieros proyectistas una guía útil para el predimensionamiento de puentes prefabricados de este tipo. Además, los resultados indican que, en promedio, una reducción de 1 euro en costes permite ahorrar hasta 1,75 kg de emisiones de CO₂. Además, el estudio paramétrico realizado muestra que las soluciones de menor coste presentan un resultado medioambiental satisfactorio, que difiere en muy poco respecto a las soluciones que provocan menores emisiones.

Resultados interesantes:

  • El coste C, en euros, y las emisiones de CO₂, en kg, varían de forma parabólica con la luz (L) del vano, en metros:

C=48.088L2+613.99L+31139

kgCO2=63.418L2+2392.3L+13328

  • Si se minimiza el coste, también se reducen las emisiones de CO₂, de forma que el ahorro en 1 euro equivale a ahorrar 1,75 kg de CO₂.
  • La esbeltez de los puentes de mínimo coste (L/18,08) y de emisiones mínimas (L/17,57) siempre es inferior a L/17.
  • El espaciamiento entre las vigas se sitúa en torno a 5,85 m, con un rango de 5,65 a 5,95 m.
  • Las estructuras de coste mínimo precisan 42,35  kg/m² de armadura pasiva, mientras que si se optimizan las emisiones, se necesitarían 37,04  kg/m².
  • Sorprende observar que, aunque el hormigón de alta resistencia parece ser el adecuado para el prefabricado de vigas, las estructuras óptimas se alejan de dicho supuesto. De hecho, el hormigón para el coste mínimo en las vigas prefabricadas oscila entre 40 y 50 MPa, alejado de los 100 MPa que permitía la optimización.
  • Por último, un análisis de sensibilidad de costes en los resultados optimizados indica que un aumento del 20% en los costes del acero haría que el coste total de la estructura aumentara un 10,27 %, lo que disminuiría el volumen de acero empleado. Sin embargo, si sube en un 20 % el precio del hormigón, el coste total solo subiría un 3,41 % y apenas variaría el volumen de hormigón consumido.

Referencia:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V.; GARCÍA-SEGURA, T. (2015). Cost and CO₂ emission optimization of precast-prestressed concrete U-beam road bridges by a hybrid glowworm swarm algorithm. Automation in Construction, 49:123-134. DOI: 10.1016/j.autcon.2014.10.013 (link)

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Fabricación de mezclas bituminosas en frío

Mezcla en frío

Las mezclas en frío pueden ser abiertas o densas. Las mezclas abiertas, las más difundidas en España por motivos económicos, presentan un contenido de huecos superior al 25%, un bajo contenido de finos y un escaso contenido de fíller inferior al 2%. Las mezclas densas utilizan áridos finos en su composición, emplean como ligante una emulsión de betún puro y, una vez compactada, tienen un contenido de huecos en mezcla menor del 10%. Según el contenido de ligante, las mezclas densas en frío pueden clasificarse en aglomerados densos en frío o en grava-emulsiones.

Se pueden elaborar las mezclas abiertas en frío mediante dos sistemas diferentes:

  • En plantas fijas muy simples, al no ser necesario el calentamiento de los áridos, y puesta en obra con extendedora convencional.
  • Con mezcladores móviles sobre camión que fabrican y extienden en un proceso continuo.

Las plantas fijas constan de los siguientes elementos:

  • Tolvas de dosificación volumétrica de áridos. Normalmente, son tres tolvas, con un mínimo de dos.
  • Sistema de cintas transportadoras hasta el mezclador.
  • Depósitos de ligante con dosificación mediante bomba de paletas o de engranajes y contador de vueltas o manómetro.
  • Mezcladora continua, que suele ser de doble eje horizontal. Con una cuba de capacidad fija, el tiempo de permanencia o ciclo de amasado se regula mediante la inclinación del mezclador respecto a la horizontal y la energía de amasado, determinada por la velocidad de giro de las paletas.

Resulta curioso que en España las técnicas de aglomerado en frío presenten una utilización menor de la que deberían. Una reflexión sobre el tema la podéis ver en el siguiente enlace del profesor Miguel Ángel del Val: http://nosolocarreteras.blogspot.com.es/2014/05/por-que-no-se-utilizan-mas-las-tecnicas.html.

A continuación, os dejo un vídeo explicativo del profesor Miguel Ángel del Val, de la Universidad Politécnica de Madrid, sobre el diseño y la ejecución de las lechadas bituminosas y de los microaglomerados en frío. Espero que os sea de utilidad.

Asimismo, dejo algunos vídeos al respecto. Espero que os gusten.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 749.