Electroósmosis como técnica de drenaje del terreno

Figura 1. Proceso de electroósmosis (Terrancorp.com, 2014)

Muchos problemas de ingeniería tienen que ver con la estabilidad de los terrenos. Para solucionar estos problemas se utilizan distintos métodos que permiten aumentar la resistencia del mismo mediante tratamientos de tipo granular, químico o térmico. Una forma de estabilizar los suelos finos saturados o parcialmente saturados es la electroósmosis, que no solo permite mejorarlos, sino también se utiliza con técnica de drenaje. Otro de los usos habituales de este técnica es para combatir la humedad por capilaridad, con lo que se combaten las eflorescencias. Sin embargo, en este artículo nos centraremos en el uso de la electroósmosis como técnica de mejora del terreno y como técnica de drenaje del nivel freático.

La electroósmosis es un fenómeno basado en la precipitación eléctrica de sustancias coloidales en suspensión, observado por el físico Reuss (1808) quien introdujo dos tubos verticales abiertos en sus extremos dentro de un bloque de arcilla húmeda llenándolos de agua hasta la mitad de su altura. Después de situar un par de electrodos en su interior, hizo pasar por ellos una corriente eléctrica comprobando que el nivel de agua subía en uno de los tubos mientras descendía en el otro. Esto demostraba la existencia de un flujo de agua de un tubo al otro a través de la arcilla.

Más tarde Casagrande (1.952) llevó a la práctica el sistema aplicándolo para consolidar un suelo arcilloso en la excavación de un talud. Para ello colocó como cátodos, dos series de tubos porosos de 10 cm de diámetro y 7 m de profundidad en tomo a los cuales situó un relleno de gravilla para facilitar la entrada del agua. Entre cada dos cátodos separados 9 m se intercalaron como ánodos, tubos de 12 mm de diámetro. El paso de una corriente de 90 voltios y una potencia de 1,5 kw provocó la acumulación del agua en los tubos porosos (cátodos) de los cuales se pudo extraer fácilmente por bombeo.

La electroósmosis constituye una técnica de drenaje del terreno que se emplea específicamente para la estabilización de arcillas blandas y limos, incrementando de este modo su resistencia por la reducción de su contenido de humedad, al ser terrenos que presentan problemas para aplicar las técnicas de pozos con sistema de vacío convencional. Este sistema de drenaje difiere de otros procedimientos en que el movimiento del agua no se produce por efecto de la gravedad sino por el efecto de un campo eléctrico. Con el proceso de electroósmosis se genera desaturación en el suelo, se aumenta la resistencia y se consolida el suelo, como un efecto principal, y en consecuencia, se mejoran las condiciones del terreno con su estabilización.

El agua fluye de los ánodos (+) a los cátodos (-) en un medio poroso saturado (Figuras 2 y 3). Dan buenos resultados colocando cátodos de f 12 cm cada 3.5-5 m y ánodos intercalados de f 10 cm. En el cátodo se coloca: well-point o pozo eyector. Los ánodos y cátodos son tubos abiertos por el fondo. Los gradientes de potencial varían entre 30 y 180 V. A mayor voltaje, mayor el volumen de agua drenada. Este proceso de movimiento del agua genera consolidación, con un aumento temporal de las tensiones efectivas.

La conductividad eléctrica del agua depende de su salinidad y ello influye en la eficiencia de la corriente y el voltaje aplicado. En un suelo con mayor salinidad, el volumen de agua drenada con la electroósmosis es mayor y la consolidación es más eficiente y rápida.

Figura 2. Disposición del equipo para el drenaje

 

Figura 3. Disposición del equipo para el drenaje

 

Las desventajas de este método radican en el alto costo de la energía necesaria y en los problemas que pueden derivarse en relación a la seguridad y salud por el hecho de trabajar con un circuito de corriente continua. Este tipo de tratamiento, debido a los elevados costes de ejecución y a la poca práctica en su uso, puede presentarse como alternativa en casos especiales siempre que el caudal a evacuar sea escaso. En la Figura 4 se muestra el principio de la electroósmosis empleado en el drenaje previo a la excavación de un túnel.

Figura 4. Tratamiento por electroósmosis previo a la excavación de un túnel

Referencias:

MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Mejora de terrenos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.844. Valencia

YEPES, V. (2016). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia. Editorial Universitat Politècnica de València, 202 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-457-9.

Exposición fotográfica: “Museu Campus Escultòric UPV: 50 anys recreant espais”

He tenido la oportunidad de participar como autor de tres fotografías en una exposición colectiva de obra fotográfica denominada “Museu Campus Escultòric UPV: 50 anys recreant espais“. La exposición recoge una selección de fotografías de los participantes de la tercera edición del taller “Fotografía y patrimonio escultórico de la UPV”, que tuvo lugar de enero a abril de 2019. A través de 42 fotografías, la muestra pretende reflejar como la continuada instalación de esculturas en la zona ajardinada del campus universitario ha ido configurando su paisaje, dinamizándolo y brindándole el aspecto visual que hoy lo caracteriza e identifica. Esta exposición es también una gran oportunidad para dar a conocer el Museu Campus Escultòric a través de las percepciones de los participantes del taller que, por medio de la fotografía, muestran particularidades de las piezas que no son percibidas por el visitante, de manera artística y creativa, que dan lugar al mismo tiempo en otras obras de arte.

Pues aprovecho mi blog personal para presentar y comentar las tres fotografías que me seleccionaron para la exposición. El comisariado de la exposición corrió a cargo de Ignacio Yusim y Susana Martín, y la obra colectiva, formada por 42 fotografías, corresponde a 22 autores. La selección se realizó de más de 600 fotografías. Según nos comentan, se piensa editar próximamente un catálogo que recoja no solo esta edición, sino las exposiciones de años anteriores.

A continuación os comento mis tres fotografías seleccionadas. Aporto datos del autor de la escultura y de la propia fotografía. Usé una cámara Fujifilm X-T20 con una óptica Fujinon XF 18-55 mm F2.8-4.0 R LM OIS. Tanto la cámara como la óptica, desde mi punto de vista, dieron muy buenos resultados. En las tres fotografías, se busca, de forma deliberada, una interacción entre la escultura y el espectador, en este caso, otros compañeros que tratan de buscar la esencia de la obra a través de sus propias imágenes.

La primera de las fotografías “A ras de campus”, se centra en el trabajo de Francisco Tropa (1968, Lisboa, Portugal). La escultura se denomina Museum, 2009, de mármol y acero corten, 230 x 283 x 212 cm. Tal y como se puede leer en el catálogo del Museu:

Observem un espai cúbic i petri, de dimensions i proporcions perfectes, una arquitectura que tracta de conservar en suspensió l’espai i el temps. Serveix como a pretext per a reflexionar sobre el museu i les relacions que estableix. Com a contenidor cultural acull les claus associatives que es generen entre l’espai expositiu, l’objecte exhibit i l’espectador

“A ras de campus”, Universitat Politècnica de València. (c) Víctor Yepes, 2019. 

La fotografía se obtuvo con f/19 (f/28 equivalente 35 mm), con diafragma a f/10 y a 1/200 de segundo con ISO-800. Se utilizó un filtro polarizador para acentuar el azul del cielo. Se realizó una medición matricial de exposición, sin compensación. Sin retoque posterior.

En esta imagen quería obtener un punto de vista diferente al habitual, por lo que apoyé la cámara sobre el césped. Me gusta la escultura como centro de atención de las tres chicas que están a su izquierda buscando la mejor fotografía. El angular provoca cierta caída de las líneas geométricas de la escultura, pero el efecto no es malo. Quizá la superficie iluminada se encuentra algo sobreexpuesta, pero cerrar más el diafragma hubiera oscurecido demasiado el resto de la composición. Se observa que el foco de la imagen sigue la regla de los tercios. Interesante la horizontalidad del césped, que sigue la “proporción cordobesa“, que surge como la relación entre el radio de la circunferencia circunscrita al octógono regular y el lado de éste.

La segunda de las fotografías se denomina “La curiosité est rouge“. Se trata de una interpretación de la escultura Estructura permutacional, 2000, de Francisco Sobrino (1932, Guadalajara, España – 2014, Bernay, Francia). Se trata de una escultura de 250 x 150 x 150 cm, de acero inoxidable y acero corten. En el catálogo se puede leer:

La superficie metàl·lica intenta mimetitzar-se en l’espai. Adopta les textures i colors que l’envolen i canvia d’aparença mitjançant el reflex dels plans especulars, que varien segons el moment i el punt de vista. Ens monstra collages del seu entorn en moviment, que l’espectador percep descompost segons una multiplicació simètrica, quasi calidoscòpica“.

“La curiosité est rouge”, Universitat Politècnica de València. (c) Víctor Yepes, 2019. 

La imagen se tomó a una focal f/53 (f/79 equivalente 35 mm), con diafragma a f/4 y a 1/170 de segundo con ISO-200. Se realizó una medición matricial de exposición, con una compensación de -0,7 pasos, para oscurecer el primer plano y dar protagonismo al segundo. Se utilizó la función de la cámara de fotografiar en blanco y negro, dejando solo la sensibilidad al rojo. No hay retoque posterior.

En este imagen quería llamar la atención sobre la chica de chaqueta roja. Se trata de recrear la escena de la niña del abrigo rojo de “La lista de Schindler”. El primer plano se encuentra enfocado, subexpuesto, con la chica de rojo desenfocada, pero con su mirada hacia la escultura. Se trataba de resaltar la búsqueda de la esencia de la escultura en un diálogo entre los dos personajes centrales de la imagen. Destaco la geometría y el blanco y negro del primer plano y el foco de atención de color. Se consigue que todas las miradas se dirijan hacia la escultura.

He dejado en último lugar la fotografía llamada “Espectres del temps“. Es la imagen más relacionada con el paso del tiempo, un homenaje a los 50 años de la UPV de la que trataba la exposición. Se trata de la escultura Cimall, 1992, de Miquel Navarro (1945, Mislata, Valencia). Es una escultura elaborada en acero corten de 500 x 70 x 70 cm. Tal y como se puede leer en el catálogo:

Com a element icònic extret de l’ampli repertori dels muntatges escultòrics en els quals Navarro representa ciutats, l’obra s’estructura en sentit ascenxional per mitjà d’elements poligonals. Amb un aire metafisic iatemporal, es presenta com a emblema del desenvolupament urbanístic on conflueixen persones d’origen divers, i converteix l’espectador en habitant cosmopolita“.

“Espectres del temps”, Universitat Politècnica de València. (c) Víctor Yepes, 2019. 

La imagen se obtuvo por composición de tres fotografías, con una diferencia de 1 paso de diafragma. Posteriormente se fundieron con Photoshop, usando la técnica de Alto Rango Dinámico. Se tomaron las imágenes con trípode, a una velocidad de 1/6 segundos y un diafragma f/14, con ISO 200. La distancia focal de 18 mm (27 mm en 35 mm). Se usó la medición promedio central ponderado. Se usó un filtro gris degradado en la parte media superior, para compensar ligeramente el exceso de luz superior. En esta imagen se buscó una interpretación el paso del tiempo. Mis compañeros del curso aparecen y desaparecen como fantasmas, dejando la escultura central como algo inamovible al paso del tiempo. La fotografía la encontré al azar, experimentando con la múltiple exposición y con el uso de filtro degradado. Se nota cierto desplome debido al gran angular, pero la imagen central queda perfectamente aplomada.

Me han quedado muchas más imágenes en el tintero, algunas más interesantes que estas tres seleccionadas. Para mi ha supuesto una experiencia apasionante que creo que repetiré más adelante. Muchas gracias a todos, especialmente a Ignacio Yusim por sus consejos a lo largo de este taller.

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Con el solsticio de verano, vienen los impactos de las revistas JCR

Hoy viernes 21 de junio, a las 17:54 horas (zona horaria Hora de Verano de Europa Central) es el momento en el que el Sol alcanza su mayor o menor altura aparente en el cielo, y la duración del día o de la noche son las máximas del año. Pues es justo ahora cuando se pueden consultar los factores de impacto de las revistas científicas indexadas en el Journal of Citation Reports (JCR). Los índices de impacto son un instrumento para comparar y evaluar la importancia relativa de una revista determinada dentro de un mismo campo científico en función del promedio de citas que reciben los artículos por ella publicados durante un periodo determinado. Estos indicadores son de especial importancia en el ámbito científico, pues aunque tiene sus detractores (leer, por ejemplo: ¿A quién no interesa que se use el índice h para evaluar la calidad de los investigadores científicos?), permite evaluar con un indicador objetivo cierto aspecto de la calidad científica de la revista donde un investigador publica sus artículos.

Tal y como pongo en la figura, Forrest Gump definía con claridad la sorpresa que más de un investigador, editor o lector se lleva todos los años cuando ve que su querida revista del alma sube o baja del primer cuartil al segundo cuartil, o viceversa. Es muy desagradable publicar en una revista que normalmente tiene un impacto alto y que, al año siguiente, te lleves una sorpresa mayúscula y baje de cuartil. Pero bueno, estas son las reglas de juego.

Por mi parte, os voy a poner algunas de las revistas en la que he publicado y que están en los dos primeros cuartiles. Más aún, alguna de las que están en el primer decil. No están todas las que son, pero son todas las que están. Os paso la lista de mis revistas favoritas de mayor impacto.

REVISTAS. DATOS 2018 Impacto %

 Percentil

JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION 6.395 0.07 D1
COMPUTER-AIDED CIVIL AND INFRASTRUCTURE ENGINEERING 6.208 0.01 D1
INTERNATIONAL JOURNAL OF LIFE CYCLE ASSESSMENT 4.868 0.14 Q1
AUTOMATION IN CONSTRUCTION 4.313 0.05 D1
ADVANCES IN ENGINEERING SOFTWARE 4.194 0.08 D1
STRUCTURAL AND MULTIDISCIPLINARY OPTIMIZATION 3.925 0.11 Q1
ENVIRONMENTAL IMPACT ASSESSMENT REVIEW 3.749 0.21 Q1
COMPUTERS & STRUCTURES 3.354 0.15 Q1
ENGINEERING STRUCTURES 3.084 0.17 Q1
ARCHIVES OF CIVIL AND MECHANICAL ENGINEERING 2.846 0.21 Q1
STRUCTURAL ENGINEERING AND MECHANICS 2.804 0.22 Q1
JOURNAL OF CONSTRUCTION ENGINEERING AND MANAGEMENT 2.734 0.23 Q1
SUSTAINABILITY 2.592 0.38 Q2
JOURNAL OF COMPUTING IN CIVIL ENGINEERING 2.554 0.30 Q2
JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING 2.528 0.32 Q2
STRUCTURE AND INFRASTRUCTURE ENGINEERING 2.430 0.33 Q2
MECCANICA 2.316 0.37 Q2
JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING AND MANAGEMENT 2.029 0.39 Q2
COMPUTERS AND CONCRETE 1.889 0.39 Q2

Además, las revistas donde soy editor asociado o bien pertenezco al Comité Editorial, también van mejorando sus factores de impacto:

Structural Engineering and Mechanics (Q1-SCI Journal)

Mathematics (Q1-SCI Journal)

Structure & Infrastructure Engineering (Q2-SCI Journal)

Sustainability (Q2-SCI Journal)

Advances in Concrete Construction (Q2-SCI Journal)

Advances in Civil Engineering (Q3-SCI Journal)

Revista de la Construcción (Q4-SCI Journal)

 

Optimización de puentes pretensados mediante la metodología de la superficie de respuesta

Nos acaban de publicar en la Revista CIATEC-UPF (Revista de Ciências Exatas Aplicadas e Tecnológicas da Universidade de Passo Fundo, CIATEC-UPF – ISSN 2176-4565) , un artículo relacionado con la optimización de pórticos de hormigón armado con sistemas de agrupación de columnas. Se trata de una colaboración con el profesor Moacir Kripka y está dentro del proyecto de investigación DIMALIFE.

Os paso a continuación el resumen y una copia descargable del artículo, pues está publicado en abierto. Espero que os sea de interés.

RESUMEN:

Los puentes son infraestructuras esenciales para mejorar la comunicación dentro de un territorio. La optimización constituye un proceso que permite obtener puentes de menor coste bajo ciertas restricciones. Debido a la complejidad de los problemas estructurales, la optimización matemática no es útil y se recurre a la optimización heurística debido a su mayor eficacia. En este trabajo se presenta una alternativa a la optimización heurística basada en los metamodelos. El procedimiento consiste en una reducción de los factores iniciales mediante el diseño de experimentos, reduciendo significativamente la complejidad del problema sin perder información. Posteriormente, se aplica la metodología de la superficie de respuesta para obtener el óptimo del problema. Este procedimiento se aplica a un tablero de un puente de losa maciza que cumpla todas las restricciones de las normativas.

PALABRAS CLAVE:

Hormigón estructural. Optimización. Puente pretensado. Metamodelo. Superficie de respuesta

REFERENCIA:

PENADÉS-PLÀ, V.; YEPES, V.; KRIPKA, M. (2019). Optimización de puentes pretensados mediante la metodología de la superficie de respuesta. Revista CIATEC-UPF, 11(2):22-35. https://doi.org/10.5335/ciatec.v11i2.9159

 

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Revisión de las técnicas de valoración multicriterio aplicadas al diseño sostenible de infraestructuras

Acaban de publicarnos un artículo en la revista Advances in Civil Engineering (revista indexada en el JCR) sobre la revisión de las técnicas de valoración multicriterio aplicadas al diseño sostenible de infraestructuras. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación DIMALIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

Dados los grandes impactos asociados a la construcción y mantenimiento de infraestructuras, tanto en la dimensión ambiental como en la económica y social, un enfoque sostenible de su diseño parece esencial para facilitar el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible fijados por las Naciones Unidas. Un repaso a la bibliografía existente indica, por lo general, que se aplican métodos de toma de decisiones multicriterio para abordar los criterios complejos y a menudo contradictorios que caracterizan la sostenibilidad. El presente estudio revisa el estado actual de la técnica en la aplicación de dichas técnicas en la evaluación de la sostenibilidad de las infraestructuras, analizando también los impactos y criterios de sostenibilidad incluidos en las evaluaciones.

El artículo se encuentra publicado en abierto, y por tanto se puede descargar gratuitamente en el siguiente enlace: https://www.hindawi.com/journals/ace/2019/6134803/

ABSTRACT:

Given the great impacts associated with the construction and maintenance of infrastructures in both the environmental, the economic and the social dimensions, a sustainable approach to their design appears essential to ease the fulfilment of the Sustainable Development Goals set by the United Nations. Multicriteria decision-making methods are usually applied to address the complex and often conflicting criteria that characterise sustainability. The present study aims to review the current state of the art regarding the application of such techniques in the sustainability assessment of infrastructures, analysing as well the sustainability impacts and criteria included in the assessments. The Analytic Hierarchy Process is the most frequently used weighting technique. Simple Additive Weighting has turned out to be the most applied decision-making method to assess the weighted criteria. Although a life cycle assessment approach is recurrently used to evaluate sustainability, standardised concepts, such as cost discounting, or presentation of the assumed functional unit or system boundaries, as required by ISO 14040, are still only marginally used. Additionally, a need for further research in the inclusion of fuzziness in the handling of linguistic variables is identified.

REFERENCIA:

NAVARRO, I.J.; YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2019). A review of multi-criteria assessment techniques applied to sustainable infrastructures design. Advances in Civil Engineering, 2019: 6134803. DOI:10.1155/2019/6134803

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Columnas de gravas

Figura 1. Tratamiento del terreno con columnas de grava en función de la altura del terraplén. Fuente: Carlos Oteo

Las columnas de grava constituyen un método de mejora de terrenos cohesivos blandos mediante la rigidización que produce la introducción de columnas de grava en los orificios creados por el vibrador o equipo de pilotaje convencional, según sea el método de ejecución escogido. Aumenta la capacidad portante del terreno, la estabilidad al deslizamiento en terraplenes, acelera el proceso de consolidación del terreno (constituyen drenes verticales) y provoca una reducción de los asientos en servicio. Se aplica sobre arenas limosas, limos, limos arcillosos, arcillas y rellenos heterogéneos.

En casos en los que además de una preconsolidación es necesario un refuerzo del terreno, como en el caso de terraplenes elevados, que precisan de terrenos portantes de mayor resistencia, la inclusión de columnas de grava permite solucionar el problema.

La columna de grava puede realizarse mediante un pilotaje convencional o mediante el uso de vibradores especiales que aplican la vibrosustitución. La técnica mediante pilotaje convencional puede ser por sustitución o por desplazamiento, y la vibrosustitución puede realizarse en vía seca  o en vía húmeda. No hay que confundir este método con el de vibrocompactación (vibroflotación).

Figura 2. Ámbito de aplicación de las técnicas

Como limitación de esta técnica, en suelos blandos originales que tengan baja capacidad portante para soportar la resistencia lateral que le pueden exigir las columnas cargadas, con resistencias a corte sin drenaje cu ≤ 0.015 MPa.

Figura 3. Relaciones asiento-tiempo en terraplenes con diferentes tratamientos. Fuente: Carlos Oteo

A continuación os dejo un catálogo de Terratest sobre columnas de grava que creo os puede ampliar la información al respecto.

Descargar (PDF, 3.14MB)

Os pasos varios vídeos de esta técnica de mejora de terrenos. Espero que os sean útiles.

Referencias:

MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Mejora de terrenos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.844.

MONTEJANO, J.C. (2017). Ejecución de columnas de grava como refuerzo de la cimentación de un parque eólico en Nouakchott, Mauritania. Interempresas.net

YEPES, V. (2016). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia. Editorial Universitat Politècnica de València, 202 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-457-9.

¿Penalizaciones económicas por una mala compactación?

En un artículo anterior tuvimos ocasión de hablar en detalle de los aspectos básicos del control de calidad en la compactación de un suelo. Pero, ¿qué pasa si existe una desviación entre los resultados que esperábamos y los realmente obtenidos? Es un tema que levanta fuertes discusiones, sobre todo por la repercusión económica y de funcionalidad de la unidad de obra. Mi opinión es que hay que ser muy cauteloso con la aceptación de unidades de obra con mermas de calidad, pero a veces se admiten excepciones que deben estar documentadas y razonadas. Una posibilidad es imponer una penalización económica lo suficientemente fuerte que desaconseje al contratista entrar en esa zona cercana a la aceptación, pero que se encuentre ligeramente por debajo de las especificaciones.

A veces el incumplimiento de las especificaciones que afecten a una determinada parte de la obra de terraplén, y siempre que a criterio del Director Facultativo estos defectos no impliquen una pérdida significativa en la funcionalidad y seguridad de la obra o parte de la obra y no sea posible subsanarlos posteriormente, pueden aplicarse penalizaciones en forma de deducción en la relación valorada. Esta posibilidad no debe nunca implicar una aceptación sin más de la merma de calidad, sino que sólo es aplicable en casos excepcionales.

A modo de ejemplo, y sin que ello suponga que esta penalización sea la más adecuada para todos los casos, el artículo 32.31 del Pliego de Condiciones Técnicas Generales 1988, del Ayuntamiento de Madrid propone las siguientes fórmulas, que podrán ser modificadas o complementadas en el Pliego de Condiciones Técnicas Particulares:

 

P1  = 0,04 ·ΔC · P        (por defecto de compactación)

P2  = 0,20 · N · P        (por cambio de calidad en el material)

siendo:

P1 y P2             deducción unitaria por penalización €/m3

P                     precio unitario del terraplén €/m3

ΔC                  defecto en % del grado de compactación en relación con el especificado.

N                     coeficiente por cambio de calidad.

– de seleccionado a adecuado, N=1

– de seleccionado a tolerable, N=4

– de adecuado a tolerable, N=2.

 

Referencias:

YEPES, V. (2014). Equipos de compactación superficial. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 187. Valencia, 113 pp.

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Medición del trabajo a través del procedimiento de observaciones instantáneas

Junto con el cronometraje, las observaciones instantáneas constituye un procedimiento de medición del trabajo que permite determinar los tiempos improductivos y sus causas, eliminándolas mediante su análisis. Igualmente se emplea como auxiliar del estudio de métodos para eliminar o disminuir el tiempo de trabajo. Sin embargo, si bien el cronometraje es más apropiado para trabajos muy sistematizados y repetitivos, efectuados por una o pocas unidades de recurso, las observaciones instantáneas cubre el resto de los escenarios posibles como trabajos poco sistematizados, con ciclos largos o realizados por numerosos recursos.

Las observaciones instantáneas se basan en comprobar si, en un momento dado, un recurso se encuentra trabajando o parado. Se puede estimar el tiempo de trabajo y el de parada, así como su error estadístico basando se en la distribución binomial de probabilidad. Se puede realizar una pasada si observamos a un conjunto de recursos y anotamos para cada uno de ellos su situación de trabajo o parada. Para planificar correctamente las observaciones, se debería garantizar que todas las actividades sean observadas un número de veces proporcional a su duración.

Detengámonos un momento en el fundamento estadístico del método. Supongamos que p es la fracción del tiempo en el que un recurso presenta una característica. Por ejemplo, si p=15% puede significar que, del tiempo total de permanencia de una máquina en una obra, el 15% del tiempo se encuentra la máquina parada. Si extraemos n elementos de la población infinita de posibilidades en las que una máquina puede estar parada en una proporción p en una obra, la probabilidad de que x máquinas se encuentren paradas se encuentre parada sería la siguiente:

Si en la distribución binomial se cumple que n·p>15, entonces la distribución binomial -que es discontinua- se puede aproximar a la distribución normal -que es continua-.

Ahora lo que nos interesa es conocer el tamaño de la muestra n para proporciones necesario para una población infinita. Para calcular este tamaño de muestra, antes debemos especificar el nivel de confianza con el que se desea realizar la estimación y el margen de error máximo tolerable D. De esta forma, se espera trabajar con una muestra que sea representativa y que las estimaciones sean consistentes. La expresión que utilizaremos será la siguiente:

Aquí os dejo una tabla que relaciona el nivel de confianza con los las variables utilizada en la fórmula anterior:

Nivel de confianza α Z α/2 (Z α/2)2
99% 0,01 2,576 6,636
95% 0,05 1,960 3,842
90% 0,10 1,645 2,706
80% 0,20 1,280 1,638
50% 0,50 0,674 0,454

 

También os dejo un vídeo explicativo y un problema resuelto.

Descargar (PDF, 100KB)

Referencia:

YEPES, V. (2015). Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. Editorial Universitat Politècnica de València, 155 pp. ISBN: 978-84-9048-301-5.

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Vídeo informativo del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón

A continuación os mando un vídeo que se ha elaborado para difundir el Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón. Se trata de un máster acreditado por EUR-ACE, que constituye un posgrado de 90 créditos impartido en la Universitat Politècnica de València, siendo responsabilidad del Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil.

Pero lo más interesante es que, si estás interesado, puedes solicitar la preinscripción en el siguiente enlace: http://www.masterenhormigon.com/matricula/preinscripcion/solicitud

También os paso un pequeño vídeo que elaboré en su día, cuando era el Director Académico del Máster, explicando brevemente el contenido y objetivos de este máster:

Esto me suena… Puente de Rande

Puente de Rande. Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Puente_de_Rande_Pontevedra_Espa%C3%B1a.JPG

Os dejo en esta presentación una nueva entrevista que me ha realizado el periodista David Sierra Pereira, sobre temas de ingeniería, en el programa Esto me suena, de Radio Nacional de España. Como ya he comentado en alguna entrada anterior, la labor de divulgación de las ciencias, y en particular de la ingeniería, resulta una tarea agradable y enriquecedora.

La entrevista, en este caso, se ha centrado en comentar el premio que ha recibido la remodelación del puente de Rande por parte de la Asociación Internacional de Puentes e Ingeniería Estructural (IABSE). Esta asociación, formada por más de 100 países, destaca en la presentación su premio que “teniendo en cuenta los aspectos técnicos, estéticos y económicos, la solución más favorable encontrada y desarrollada fue un proyecto de ampliación que consiste en dos cubiertas externas nuevas ubicadas a lo largo de ambos lados de la cubierta existente junto a los muelles principales”. La reforma aumentó la capacidad de la carretera y se mejoró la resistencia estructural del puente existente, pero se aprovechó para mejorar el comportamiento dinámico. Este sistema ha permitido el trabajo de ampliación del sin interrumpir el tráfico en el puente existente y afectar el estuario de Vigo, una zona muy valiosa desde una perspectiva ambiental y paisajística natural. En el caso del puente de Rande, el propietario es el Ministerio de Fomento, que ha trabajado en colaboración con AUDASA, MC2 Estudio de Ingeniería, Manuel Juliá Vilardell, UTE Dragados y Grupo Puentes.

Tener la oportunidad de comunicar aspectos de nuestra profesión a más de 300.000 oyentes supone todo un reto, más si lo que se busca es transmitir de forma sencilla y para todo el mundo, aspectos técnicos que, a veces, solo somos capaces de hacerlo con colegas o estudiantes. Insisto, todo un reto y una oportunidad que se agradece.

Pues de todo ello hablamos el pasado lunes 10 de junio de 2019. Os dejo la entrevista, realizada en directo. Espero que os guste.