Febrero 2025 – El blog de Víctor Yepes

Optimización del hormigón con nanocristalización catalizada: impermeabilización, protección y durabilidad

Figura 1. Plataformas petrolíferas en el Mar del Norte. Ambiente muy agresivo para el hormigón.

El hormigón es un material esencial en la construcción, pero su durabilidad se ve comprometida por factores como la carbonatación, la corrosión de las armaduras y la infiltración de agua y agentes agresivos. Las soluciones tradicionales de protección, basadas en recubrimientos superficiales, tienen limitaciones, ya que dependen de la adherencia al sustrato y pueden deteriorarse con el tiempo.

La nanocristalización catalizada surge como una alternativa innovadora que actúa desde el interior del hormigón, modificando su estructura capilar para mejorar sus propiedades mecánicas, aumentar su resistencia química y proporcionar una impermeabilización permanente sin alterar su aspecto.

Nanocristalización catalizada: una transformación desde el interior

El proceso de nanocristalización catalizada se basa en la interacción química entre nanosilicatos y el calcio libre presente en la matriz del hormigón. Para lograr una penetración efectiva, se emplea un procedimiento de nanofiltración que reduce el tamaño de las partículas de silicato a un rango comprendido entre 0,1 y 0,7 nanómetros. Así, el producto penetra profundamente en la red capilar y en los poros más finos del hormigón, donde reacciona con la cal libre para formar una estructura de nanocristales de cuarzo.

Figura 2. Recreación de la red nanocristalina generada en poros y capilares

Este proceso se desarrolla en varias etapas:

Penetración por succión capilar: El nanosilicato, al estar en base acuosa, es absorbido por capilaridad. La magnitud de esta absorción depende del diámetro de los poros y la porosidad del hormigón.
Gelidificación controlada: Se emplea un catalizador mineral que evita la reacción prematura con el calcio libre superficial, lo que permite una distribución homogénea del nanosilicato en el interior del hormigón.
Cristalización interna: Durante un periodo de entre 12 y 15 días, los nanosilicatos reaccionan con la cal presente en el hormigón, formando una malla cristalina que sella los capilares y microfisuras.
Efecto estructural: Al finalizar el proceso, la red de nanocristales aporta características similares a una armadura interna, aumentando la cohesión del material sin afectar su transpirabilidad.

Propiedades y beneficios en la construcción

El tratamiento mediante nanocristalización catalizada modifica significativamente las propiedades del hormigón, mejorando su comportamiento frente a diversas condiciones ambientales y químicas.

Impermeabilización profunda: A diferencia de los recubrimientos superficiales, este sistema genera una barrera cristalina en el interior del hormigón que impide la entrada de agua, pero no la sella por completo, lo que permite la salida de vapor y evita problemas de presión interna.
Incremento de la resistencia mecánica: La conversión de la cal libre en cuarzo aumenta la densidad y compactación del hormigón, y aumenta su resistencia a la compresión en un 32 % según ensayos de laboratorio.
Protección anticorrosiva: La restauración del pH por encima de 11,4 previene la oxidación de las armaduras y detiene la progresión de la carbonatación.
Durabilidad ampliada: Ensayos han demostrado que la vida útil del hormigón tratado puede multiplicarse entre 2,6 y 3 veces, reduciendo la necesidad de intervenciones y mantenimiento.
Sostenibilidad y compatibilidad con normativas: Al ser un tratamiento 100 % mineral, sin compuestos orgánicos volátiles ni disolventes, cumple con las normativas ambientales y de durabilidad estructural.

Aplicaciones en estructuras y proyectos reales

La tecnología de nanocristalización catalizada se ha implementado con éxito en diversos sectores de la construcción, tanto en estructuras nuevas como en rehabilitación de infraestructuras existentes:

Edificación: Se ha utilizado en cimentaciones, sótanos y elementos estructurales para prevenir filtraciones y mejorar la cohesión del hormigón. Los ensayos de penetración realizados en hormigón de 50 años han demostrado una reducción significativa de la permeabilidad al agua.
Puentes y viaductos: Se ha aplicado en tableros y cimentaciones para mitigar los efectos de la carbonatación y proteger las armaduras contra la acción de cloruros y sales de deshielo.
Túneles y muros pantalla: Su capacidad de sellado interno ha permitido eliminar filtraciones sin necesidad de aplicar recubrimientos superficiales.
Infraestructura portuaria: La alta resistencia a los cloruros y ambientes marinos agresivos ha reducido la erosión y el deterioro de los hormigones de muelles y diques, lo que ha minimizado los costes de mantenimiento.

Un cambio de paradigma en la protección del hormigón

El uso de la nanocristalización catalizada supone una evolución en la protección del hormigón, ya que aborda los problemas de degradación desde su origen. A diferencia de los tratamientos superficiales, que pueden desprenderse con el tiempo, esta tecnología modifica la estructura interna del material, lo que ofrece una protección e impermeabilización permanentes.

En un contexto donde la durabilidad y la sostenibilidad son prioridades, la aplicación de esta tecnología en la construcción y rehabilitación de estructuras no solo reduce los costes de mantenimiento, sino que también aumenta la vida útil de las edificaciones, alineándose con los nuevos estándares de calidad y eficiencia en la ingeniería civil.

Os dejo una presentación de la empresa sueca Komsol que os puede resultar de interés.

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Rehabilitación de vigas de hormigón armado deficientes a cortante en zonas sísmicas

Acaban de publicar nuestro artículo en la revista Applied Sciences, indexada en Q1 del JCR. El estudio desarrolla una metodología integral para seleccionar estrategias de rehabilitación sísmica en vigas de hormigón armado con deficiencias a cortante.

Este trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación RESILIFE, que dirijo como investigador principal, junto con el profesor Julián Alcalá, en la Universitat Politècnica de València. A continuación, explicamos brevemente el contenido del artículo que podéis descargar gratuitamente.

Se analizan cinco alternativas de refuerzo: encamisado de hormigón (CJ), encamisado con hormigón proyectado (SCJ), encamisado de acero adherido con resina epoxi (STE), encamisado de acero anclado mecánicamente (STA) y refuerzo con fibra de carbono (CFRP). Estas soluciones se evalúan mediante un análisis del ciclo de vida (LCA), que incorpora dimensiones económicas, ambientales, sociales y funcionales.

Entre las principales contribuciones del artículo, destaca la aplicación combinada de métodos de toma de decisiones multicriterio (MCDM), como EDAS, MABAC, CODAS y MARCOS, que permiten jerarquizar las alternativas basándose en criterios cuantificables. Para la ponderación de criterios se utilizó el Best-Worst Method (BWM), lo que garantiza la consistencia en la toma de decisiones. Los resultados indican que los refuerzos con CFRP y STE presentan ventajas significativas en términos de impacto ambiental y social, además de menores tiempos de ejecución y menor impacto arquitectónico. Por otro lado, las soluciones de hormigón presentan un mayor impacto ambiental y social debido al volumen de material necesario y a la duración del proceso constructivo.

El análisis del ciclo de vida muestra que la fase de construcción representa, de media, el 82 % de los costes totales de rehabilitación. El SCJ es la opción más económica, con una reducción del 45 % en los costes respecto al CJ. En contraste, el CFRP presenta el coste más alto, superando ligeramente al CJ. El STE y el STA requieren un mayor coste de mantenimiento debido a la necesidad de aplicar recubrimientos anticorrosivos y protección contra incendios. En cuanto al fin de vida, las soluciones basadas en hormigón presentan costes significativamente más altos debido a la necesidad de trituración y transporte a plantas de reciclaje.

En la evaluación ambiental, los impactos en las categorías de ecosistemas, salud humana y recursos son menores en las alternativas basadas en acero y CFRP, con una reducción del 77 % y 59 %, respectivamente, en el impacto ambiental total en comparación con el CJ. El SCJ logra una reducción del 19 % en impacto ambiental, mientras que el STE y el STA alcanzan reducciones de hasta el 62 % y el 77 %, respectivamente. A nivel social, el CJ presenta los mayores impactos, mientras que el STA obtiene la menor afectación, con una reducción del 75 % respecto al CJ.

La evaluación funcional indica que CJ y SCJ presentan los tiempos de ejecución más largos y un mayor impacto arquitectónico. Por el contrario, los materiales CFRP y STE destacan por su rapidez de instalación y por no alterar la estructura original. En general, el CFRP es la mejor alternativa si se tienen en cuenta los criterios económicos, ambientales, sociales y funcionales.

Se sugiere explorar materiales innovadores, como morteros reforzados con fibras o combinaciones de refuerzos híbridos, para mejorar la eficiencia estructural y la sostenibilidad de las intervenciones. Además, se podría analizar la integración de refuerzos activos, como tendones externos pretensados, para aumentar la capacidad sísmica. También se recomienda ampliar el análisis a otros elementos estructurales, como columnas y conexiones viga-columna, para evaluar la efectividad de estos refuerzos en estructuras completas.

Otro aspecto relevante para futuras investigaciones es mejorar la aplicación de la MCDM, integrando enfoques que gestionen la incertidumbre en la opinión de los expertos y teniendo en cuenta la interacción entre los criterios. Se podrían incorporar modelos de optimización basados en inteligencia artificial para mejorar la precisión en la selección de alternativas.

El estudio aporta una metodología replicable para evaluar estrategias de rehabilitación sísmica de vigas de hormigón armado con deficiencias a cortante. Su análisis del ciclo de vida confirma la relevancia de tener en cuenta el impacto económico, medioambiental y social a la hora de seleccionar la alternativa óptima. El uso combinado de BWM y MCDM demuestra su utilidad para abordar problemas de decisión complejos en ingeniería civil. En resumen, los resultados respaldan la necesidad de seguir investigando soluciones más eficientes y sostenibles en el campo de la rehabilitación estructural.

Referencia:

VILLALBA, P.; GUAYGUA, B.; YEPES, V. (2025). Optimal seismic retrofit alternative for shear deficient RC beams: a multiple criteria decision-making approach. Applied Sciences, 15(5):2424. DOI:10.3390/app15052424

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Modelos subrogados para optimizar el coste de pasos superiores pretensados

Acaban de publicar nuestro artículo en la revista Infrastructures, indexada en el JCR. El estudio presenta una metodología de optimización de costes para puentes losa aligerados postesados mediante metamodelos, en la que se destaca la aplicación del modelo Kriging en combinación con algoritmos heurísticos.

La investigación se centra en un puente de tres vanos con luces de 24, 34 y 28 m, y optimiza el diseño estructural para reducir costes sin comprometer los criterios de servicio y seguridad. Se identifica una reducción del 6,54 % en los costes en comparación con enfoques tradicionales, lograda principalmente mediante la disminución del uso de hormigón en un 14,8 % y del pretensado en un 11,25 %.

El trabajo también evalúa distintas técnicas predictivas, como redes neuronales y funciones de base radial, y determina que las redes neuronales presentan el menor error de predicción, aunque requieren varias ejecuciones para garantizar estabilidad. En contraste, el modelo Kriging permite identificar óptimos locales con alta precisión. La metodología propuesta proporciona una estrategia eficiente para la toma de decisiones en ingeniería estructural, que promueve diseños de puentes más rentables sin comprometer el rendimiento estructural.

Figura. Paso superior en la autovía A-7, en Cocentaina (Alicante)

Los resultados indican que la optimización mediante modelos subrogados permite reducir significativamente los costes de diseño de pasos superiores pretensados. La estrategia adoptada optimiza variables como la profundidad de la losa, la geometría de la base y la resistencia del hormigón, y respeta las restricciones impuestas por los estados límite de servicio, que son los últimos según el Eurocódigo 2. Se observa que la metodología basada en kriging y la optimización heurística proporciona resultados prácticos con menor esfuerzo computacional en comparación con la optimización directa de todas las variables estructurales.

El modelo Kriging optimizado mediante Simulated Annealing identificó una configuración de losa con una profundidad de 1,30 m y una base de 3,15 m como la solución más rentable. Esta configuración se corrobora mediante la predicción de redes neuronales, lo que muestra coherencia en la localización del óptimo. En comparación con estudios previos, los resultados indican que la metodología utilizada en este trabajo permite obtener ahorros significativos sin necesidad de analizar exhaustivamente cada alternativa estructural.

A partir de los hallazgos obtenidos, se sugiere explorar la integración de métodos de optimización multiobjetivo que tengan en cuenta no solo el coste, sino también el impacto ambiental y los costes de mantenimiento a lo largo del ciclo de vida del puente. La inclusión de criterios de sostenibilidad podría mejorar la eficiencia global del diseño estructural y su capacidad de adaptación a normativas futuras.

Otra línea de investigación relevante consiste en aplicar modelos subrogados en el diseño de otros tipos de estructuras, como puentes de vigas o marcos de hormigón armado, para evaluar su viabilidad en distintas configuraciones estructurales. Además, el desarrollo de modelos predictivos más sofisticados, que integren aprendizaje automático y simulaciones de alta fidelidad, podría optimizar aún más los diseños propuestos.

Por último, se recomienda estudiar el impacto de la variabilidad de los materiales y las condiciones de carga en la optimización del diseño. La incorporación de análisis probabilísticos mejoraría la fiabilidad de las soluciones obtenidas, ya que se obtendrían diseños estructurales más robustos y seguros.

Referencia:

YEPES-BELLVER, L.; BRUN-IZQUIERDO, A.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2025). Surrogate-assisted cost optimization for post-tensioned concrete slab bridges. Infrastructures, 10(2): 43. DOI:10.3390/infrastructures10020043.

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Algunas cimentaciones en torres y edificios icónicos colombianos

Edificio Avianca. Bogotá, Colombia (1969).

De Felipe Restrepo Acosta – Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11935221

El Edificio Avianca, un rascacielos de oficinas en Bogotá, Colombia, se ubica en la Calle 16 con Carrera Séptima, al norte del Parque Santander. Inaugurado en 1969, sigue en funcionamiento y alcanza 160,94 m de altura en 41 pisos.

Su diseño de estilo internacional destaca por sus amplios ventanales continuos. Su proyecto y construcción fueron adjudicados a Esguerra Sáenz, Urdaneta, Samper y Cía., Ricaurte Carrizosa Prieto y al italiano Domenico Parma. El diseño se completó en 1963 y la construcción se llevó a cabo entre 1966 y 1969 sobre el antiguo Hotel Regina. Inaugurado a finales de 1969, fue construido para Avianca y, en ese momento, era el edificio más alto de Bogotá y de toda Sudamérica.

El 23 de julio de 1973, un incendio comenzó en el piso 14, donde se almacenaban materiales inflamables. Los trabajadores intentaron apagarlo, pero las mangueras de los bomberos solo alcanzaban el piso 12. El fuego se extendió al piso 37 y muchas personas tuvieron que subir por las escaleras. Algunos, en pánico, saltaron al vacío, mientras otros eran rescatados en la azotea por helicópteros. Hubo cuatro muertos y sesenta y tres heridos, pero el edificio no sufrió daños graves.

Debido a las desfavorables condiciones geotécnicas que caracterizan gran parte del suelo de Bogotá, a la estabilidad de las estructuras cercanas y a la necesidad de construir cuatro niveles de sótano, se optó por el uso de pozos de cimentación (caissons) por primera vez en Colombia, cuyo propósito fue preservar la integridad del terreno adyacente y sus cimentaciones. Estos pozos, de forma circular, se ubicaron en la periferia y alcanzaron una profundidad de 35 m.

https://historiapolicianacionaldecolombia.blogspot.com/2017/03/heroes-anonimos-del-incendio-al.html

Dentro de los pozos se levantaron columnas estructurales que permitieron verter anillos de hormigón como parte de los forjados del sótano. La ejecución de estos forjados se llevó a cabo mediante un procedimiento descendente en el que el terreno actuó como encofrado provisional, lo que permitió excavar bajo el forjado ejecutado progresivamente. Esta técnica no solo facilitó la construcción, sino que también favoreció un equilibrio mecánico entre el volumen de tierra excavada y el peso progresivo de la torre en construcción, optimizando así la estabilidad estructural en entornos donde la naturaleza del subsuelo exige cimentaciones flotantes. Cuando se alcanzó el piso 26, se construyó simultáneamente una losa postensada de cimentación de 2 m de altura.

Edificio Coltejer. Medellín, Colombia (1972).

De laloking97 [2] – flickr.com [1], CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3135455

El Edificio Coltejer, también conocido como Centro Coltejer, es un icono de Medellín (Colombia). Su construcción comenzó en 1968 y finalizó en 1972, en el terreno del antiguo Teatro Junín y el Hotel Europa. Hasta 1977 fue el edificio más alto del país, título que le arrebató el Centro de Comercio Internacional, el edificio más alto de América Latina en aquel momento.

Popularmente, se creyó que su diseño puntiagudo y las grandes ventanas de sus fachadas occidental y oriental, en el piso 34, evocaban una lanzadera textil, en honor a la industria local. Sin embargo, en 2007, el arquitecto Raúl Fajardo explicó que esta forma respondió a la solicitud del gerente de la textilera, Rodrigo Uribe Echavarría, de darle un remate distintivo. No obstante, su silueta sigue simbolizando el desarrollo textil de Medellín y su empresa Coltejer.

El edificio más alto de la ciudad, con 175 m, 36 plantas y 3 sótanos, se encuentra sobre un terreno compuesto por varias capas blandas en la superficie. A partir de los 6 m de profundidad, se encuentra un conglomerado de serpentina y anfibolita en una matriz de arcilla fuertemente cementada. Este tipo de suelo permitió determinar la cimentación adecuada, que consiste en una losa de 2 m de espesor a una profundidad de 13,6 m, lo que ayuda a reducir los asentamientos diferenciales. Para excavar por debajo de los 6 m de profundidad se utilizó dinamita, a pesar de que el estudio de suelos no detectó la presencia de roca basal. La torre fue diseñada para resistir un terremoto de magnitud 7,5 en la escala de Richter.

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

Curso de procedimientos de contención y control del agua subterránea en obras de Ingeniería Civil y Edificación.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Robert Maillart

Robert Maillart (Berna, 6 de febrero de 1872 – Ginebra, 5 de abril de 1940) fue un ingeniero civil suizo que innovó en el uso del hormigón armado, creando el arco triarticulado, el arco con tablero armado para puentes y losas sin vigas con columnas en forma de seta para naves industriales. Sus puentes de Salginatobel (1929-1930) y Schwandbach (1933) transformaron la estética y la ingeniería de los puentes, y ejercieron una gran influencia en generaciones de arquitectos e ingenieros. En 1991, la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles declaró el puente de Salginatobel «Hito Histórico Internacional de la Ingeniería Civil».

Maillart creció en el seno de una familia calvinista de Berna y destacó desde joven en matemáticas y dibujo durante su educación secundaria. Entre 1890 y 1894 estudió ingeniería estructural en la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH), donde asistió a las conferencias de Wilhelm Ritter sobre estática gráfica, una disciplina clave en su formación. Tras obtener su título, regresó a Berna para trabajar con Pümpin & Herzog (1894-1896), y luego pasó dos años en la administración de la ciudad de Zúrich y en la firma Froté & Westermann. Fue en esta última donde concibió una de sus primeras innovaciones: el diseño del puente de arco de hormigón armado en Zuoz, finalizado en 1901, en el que integró la calzada con el arco estructural, generando una sección en forma de cajón de doble celda. En 1902 fundó su propia empresa, Maillart & Cie. En 1903 diseñó un foso para gasómetro en la ciudad de Sankt Gallen, donde por primera vez incorporó el análisis de los momentos flectores en los cálculos gráficos de las fuerzas internas de una cáscara cilíndrica de hormigón armado empotrada en la losa de cimentación. A finales de ese mismo año, Maillart detectó la aparición de grietas verticales próximas a los estribos en el alma de la estructura del puente de Zuoz. Esta observación derivó en la incorporación de recortes triangulares en los elementos de apoyo y, posteriormente, en 1905, en el desarrollo del puente de arco articulado en tres puntos sobre el Rin en Tavanasa, con una luz de 51 m.

En 1912 se mudó con su familia a Rusia, donde dirigió la construcción de fábricas y almacenes en Járkov, Riga y San Petersburgo, mientras el país se industrializaba con inversiones suizas. Sin embargo, con el estallido de la Primera Guerra Mundial, se vio obligado a evacuar Riga y trasladarse a Járkov. Durante su estancia en Kiev, diseñó grandes estructuras industriales para AEG y otras compañías. La muerte de su esposa en 1916 y la irrupción de la Revolución de Octubre marcaron un punto de inflexión en su vida, obligándolo a regresar a Suiza con sus tres hijos en una situación económica precaria. Al regresar a Suiza, Maillart no tenía dinero y estaba endeudado. Tras su regreso, trabajó para otras firmas, pero lo mejor de sus diseños aún estaba por llegar. En 1920 se incorporó a una oficina de ingeniería en Ginebra, que luego abrió sucursales en Berna y Zúrich. A pesar de estas dificultades, su segunda etapa creativa (1920-1940) se caracterizó por una intensa actividad que culminó con la construcción de 160 estructuras que reflejan el rigor lógico y la sensibilidad artística de su obra. Su mayor contribución a la teoría de estructuras fue la introducción del concepto de centro de cortante y la formulación clara de su teoría en la década de 1920.

Puente de Salginatobel en Schiers. De Rama – Trabajo propio, CC BY-SA 2.0 fr, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4794735

Robert Maillart tuvo un ingenio intuitivo con el que supo aprovechar la estética del hormigón. Gracias a sus contribuciones al diseño estructural, el lenguaje arquitectónico del hormigón armado se consolidó durante la primera mitad del siglo XX. Diseñó arcos triarticulados que combinaban el tablero y las nervaduras del arco, creando estructuras integradas que evolucionaron hacia arcos rígidos de hormigón armado delgados y losas del mismo material. El puente de Salginatobel (1930) y el puente de Schwandbach (1933) son ejemplos clásicos de estos diseños, reconocidos por su elegancia y su influencia en la ingeniería de puentes posteriores. Estos conceptos superaron los límites del diseño de la época. Ambos puentes demuestran su habilidad para simplificar proyectos, maximizar el uso de materiales e integrar la belleza del entorno. Maillart fue seleccionado entre 19 participantes por el bajo coste de su propuesta y comenzó la construcción del puente de Salginatobel en Schiers en 1929, que fue inaugurado el 13 de agosto de 1930.

Maillart es conocido por su innovador diseño de columnas con forma de seta en varios edificios. Su primer techo de este tipo lo construyó para un almacén en Zúrich, para el que trató el tablero de hormigón como una losa, sin vigas. Una de sus obras más famosas es el diseño de las columnas de la planta de filtración de agua de Rorschach. Al abandonar los métodos tradicionales, Maillart creó «el método de construcción europeo más racional y bello». En su diseño de columnas, ensanchaba las partes superiores para reducir el momento flector y formar ligeros arcos que transferían las cargas al suelo. También abocinó la base de las columnas para distribuir mejor la carga y reducir la presión sobre el suelo. Aunque muchos usaron este método con madera y acero, Maillart fue pionero al emplear hormigón, que soportaba eficazmente el aislamiento contra la congelación. Su técnica se utilizó para construir el puente de Ciolo, en Apulia.

Todas las partes del puente se integraron según su función constructiva, de modo que la carretera ya no era un peso que el arco debía soportar, sino un elemento que colaboraba como parte resistente de la estructura. Los puentes de Maillart superan la tradicional separación entre peso propio y cargas útiles, y se convierten en obras de arte por su economía de medios, equilibrio armónico y fuerza constructiva. Su principal innovación fue la viga cajón de tres articulaciones que utilizó en el puente de Tavanasa sobre el río Rin, construido en 1905 y destruido en 1927. Entre sus estructuras destacadas se encuentran la nave del Almacén de Aduanas de Chiasso, en 1924, y la gran nave de hormigón para la Exposición Nacional de Suiza de 1939 en Zúrich. La invención más importante para edificios fue la construcción de techos sin vigas apoyadas en capiteles en 1908, técnica que se popularizó a partir de 1910. Este sistema elimina la transición columna-viga-losa, dejando solo la columna-losa, lo que ahorra material, reduce el tiempo de ejecución y otorga flexibilidad, ligereza y elegancia al diseño.

Aunque no destacó en teorías académicas, comprendió la importancia de hacer suposiciones y visualizar las estructuras al analizarlas. A Maillart le molestaba el uso excesivo de las matemáticas, ya que prefería emplear el sentido común para prever el rendimiento a gran escala. Como rara vez probaba sus puentes antes de la construcción, los verificaba una vez terminados y los cruzaba él mismo. Esta actitud fue clave para sus diseños innovadores. En palabras de Mirko Gottfried Roš: «Maillart fue un ingeniero en el sentido más estricto del término. Puso la teoría y los avances científicos al servicio de la arquitectura: la primera era su herramienta y la segunda su propósito. Consideraba la experiencia y el conocimiento científico como socios equivalentes».

Cuando Robert Maillart falleció el 5 de abril de 1940, el mundo de la construcción en hormigón armado perdió a un auténtico «virtuoso del hormigón» y a un genio de la ingeniería estructural. Mirko Gottfried Roš lo describió en su obituario con estas palabras: «Fuiste tanto ingeniero como artista, porque tu credo fue la armonía entre magnitud, belleza y verdad».

Principales contribuciones a la teoría de estructuras:

Zur Frage der Biegung [1921/1]
Bemerkungen zur Frage der Biegung [1921/2]
Ueber Drehung und Biegung [1922]
Der Schubmittelpunkt [1924/1]
Zur Frage des Schubmittelpunktes [1924/1, 1924/3]
Zur Entwicklung der unterzugslosen Decke in der Schweiz und in Amerika [1926]
Einige neuere Eisenbetonbrücken [1936]

Os dejo un vídeo sobre este insigne ingeniero.

Tesis doctoral: Métodos de detección de daños para el diseño sostenible del ciclo de vida de puentes en entornos agresivos

De izquierda a derecha: Ignacio Navarro, Rasmus Rampling, Mehrdad Hadizadeh, Salvador Ivorra, Tatiana García y Víctor Yepes

Hoy, 12 de febrero de 2025, ha tenido lugar la defensa de la tesis doctoral de D. Mehrdad Hadizadeh Bazaz, titulada “Inclusion of damage detection methods for the sustainable life cycle design of bridges in aggressive environments”, dirigida por los profesores Víctor Yepes Piqueras e Ignacio J. Navarro Martínez. La tesis recibió la calificación de sobresaliente «cum laude». A continuación, presentamos un pequeño resumen de la misma.

Resumen:

Para prevenir colapsos inesperados que pueden generar pérdidas económicas y humanas significativas, es esencial controlar la salud de cada estructura e infraestructura a lo largo de su ciclo de vida, que abarca desde su construcción y mantenimiento hasta su eventual retiro.

Sin embargo, las actividades de construcción, reparación y mantenimiento también pueden afectar al medio ambiente y a la sociedad. Por ello, el uso de técnicas modernas de detección de daños, que integren la evaluación sostenible del ciclo de vida y el análisis de los costes totales de mantenimiento, resulta fundamental para realizar reparaciones oportunas y minimizar el impacto negativo.

El concepto de sostenibilidad ha evolucionado desde su definición por primera vez por la Comisión Brundtland en 1987. Desde entonces, la comunidad científica ha desarrollado principios, métodos y criterios para el diseño sostenible, pero muchos de estos enfoques no son viables a largo plazo. En respuesta, las Naciones Unidas han establecido los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) para 2030.

En este contexto, es crucial adoptar una estrategia de ciclo de vida sostenible para las estructuras de hormigón que optimice costes y minimice el impacto ambiental y social en todas sus etapas, desde la construcción hasta el final de su vida útil. Los avances en tecnología informática y el desarrollo de sensores sofisticados han permitido implantar métodos de prueba no destructiva (NDT) para controlar y mantener de manera eficiente infraestructuras críticas, como puentes, y reducir así el riesgo de pérdidas económicas y humanas.

Esta tesis analiza la aplicación de diversas técnicas no destructivas para identificar daños estructurales y evalúa su impacto en la sostenibilidad. En este trabajo de investigación se evaluó el rendimiento de métodos no destructivos, como la función de respuesta en frecuencia (FRF) y la densidad espectral de potencia (PSD), para la detección y localización de daños estructurales. En particular, se analizó la capacidad de la PSD para predecir distintos tipos de daños en estructuras expuestas a la corrosión por iones de cloruro, como puentes de hormigón ubicados en entornos agresivos.

Posteriormente, se examinó la eficacia de este método de predicción en la evaluación del ciclo de vida sostenible, teniendo en cuenta su impacto ambiental, social y económico. Además, se analizaron los costes asociados a su aplicación en distintas fases de la vida útil de un puente de hormigón tipo cajón en Arosa, al noroeste de España.

Los resultados de esta tesis demuestran que la integración del método PSD en el mantenimiento preventivo durante el ciclo de vida de puentes de hormigón mejora significativamente su sostenibilidad. Los hallazgos confirman que la PSD permite detectar, localizar y predecir daños de manera eficiente, lo que optimiza la gestión a largo plazo de infraestructuras propensas a la corrosión. El análisis integral, que incorpora la evaluación del ciclo de vida y la toma de decisiones multicriterio, demuestra que la aplicación de la PSD reduce el impacto ambiental, minimiza los costes y mejora la sostenibilidad global de los puentes de hormigón. Además, este enfoque proporciona un marco adaptable a diversas infraestructuras y facilita el cumplimiento de objetivos de sostenibilidad a gran escala.

Referencias:

HADIZADEH-BAZAZ, M.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2023). Life Cycle Assessment of a Coastal Concrete Bridge Aided by Non-Destructive Damage Detection Methods. Journal of Marine Science and Engineering, 11(9):1656. DOI:10.3390/jmse11091656

HADIZADEH-BAZAZ, M.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2023). Life-cycle cost assessment using the power spectral density function in a coastal concrete bridge. Journal of Marine Science and Engineering, 11(2):433. DOI:10.3390/jmse11020433

HADIZADEH-BAZAZ, M.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2023). Power Spectral Density method performance in detecting damages by chloride attack on coastal RC bridge. Structural Engineering and Mechanics, 85(2):197-206. DOI:10.12989/sem.2023.85.2.197

HADIZADEH-BAZAZ, M.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2022). Performance comparison of structural damage detection methods based on Frequency Response Function and Power Spectral Density. DYNA, 97(5):493-500. DOI:10.6036/10504

Algunas cimentaciones en torres y rascacielos icónicos asiáticos

Taipéi 101. Taipéi, Taiwán (2004).

De Alton.arts de Wikipedia en inglés, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3525962

El Taipei 101 es un rascacielos en Taipéi (Taiwán) con 106 plantas, 101 sobre el suelo y 5 subterráneas. Fue el edificio más alto del mundo entre 2003 y 2010, con una altura de 508 m, cuando fue superado por el Burj Khalifa. Es también uno de los rascacielos ecológicos más altos del mundo.

Diseñado por C.Y. Lee & Partners, la construcción principal estuvo a cargo de KTRT Joint Venture y Kumagai Gumi, mientras que Samsung C&T se encargó del interiorismo. Comenzado en 1999 y terminado en 2004, su coste fue de unos 1.760 millones de dólares. Su diseño, inspirado en elementos chinos y basado en feng shui, busca proteger a los inquilinos de influencias negativas. El edificio cuenta con muros de vidrio azul verdoso que bloquean el calor externo en un 50%, y su iluminación cambia para celebrar eventos.

Puede soportar terremotos de hasta 7 grados en la escala de Richter y vientos superiores a 450 km/h. Su capacidad de absorción de movimiento se debe a un amortiguador de masa, una bola dorada de acero de 680 toneladas en la planta 92, suspendida con tensores y sujeta con bombas hidráulicas. Este amortiguador, el más grande y pesado del mundo, contrarresta el movimiento del edificio, estabilizándolo al absorber la energía de las vibraciones. Está dividido en 8 segmentos de 8 plantas y es el único visible para el público. Además, 8 grandes columnas de hormigón armado y acero lo sujetan hasta el piso 26, mientras otras 32 columnas llegan hasta la planta 62. Las esquinas chaflanadas reducen la fuerza del viento, y una malla de acero forma un cinturón que estrecha la base hasta el piso 34.

Las megacolumnas descansan sobre una placa sólida cuyo espesor varía entre 3,0 y 4,7 m, con un volumen total de 28.100 m³ de hormigón de 41 MPa. Dada la alta sismicidad de la zona y la considerable altura del edificio, se desarrolló una cimentación compuesta por 380 pilotes clavados a 80 m en el suelo, que se extienden hasta 30 m en el lecho de roca. Cada pilote tiene 1,5 m de diámetro y puede soportar una carga de 1000 a 1320 toneladas. La estructura ya ha soportado un seísmo de 6,8 en la escala de Richter.

Torres Petronas. Kuala Lumpur, Malasia (1998).

De Morio – Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9974688

Las Torres Petronas, en Kuala Lumpur, Malasia, fueron los edificios más altos del mundo entre 1998 y 2003, hasta ser superados por el Taipei 101. Actualmente, son las torres gemelas más altas. Con 452 metros de altura y 88 pisos de hormigón, acero y vidrio, son un símbolo de Kuala Lumpur y Malasia.

Diseñadas por el arquitecto argentino César Pelli y finalizadas en 1998, las Torres Petronas tienen 88 pisos de hormigón, acero, aluminio y vidrio. Su diseño, inspirado en el arte islámico, rinde homenaje a la herencia musulmana de Malasia. La base, originalmente en forma de Estrella de Salomón, presenta un diseño geométrico islámico con dos cuadrados entrelazados y salientes lóbulos de refuerzo, creando una estrella de ocho puntas con círculos en cada intersección. La construcción comenzó en 1992.

Las Torres Petronas son dos rascacielos gemelos de 452 m de altura y 88 plantas. La estructura está compuesta por un núcleo y pilares de hormigón. Se descartó la estructura metálica debido a la falta de disposición de los constructores malayos para trabajar con acero y la necesidad de minimizar las vibraciones en las partes superiores de las torres.

Antes de comenzar la construcción, fue necesario cambiar el emplazamiento de los edificios 60 m para encontrar un suelo adecuado sobre el que pudieran asentarse los pilotes de 120 m de profundidad, que llegaban hasta la roca firme, permitiendo así crear una losa de hormigón que imitara una base sólida. Durante la cimentación, las lluvias constantes provocaron dificultades, por lo que fue necesario cubrir la zona con una gran carpa, similar a una «sombrilla», que equivalía a 57 carpas de circo.

Burj Khalifa, Dubái, Emiratos Árabes Unidos (2010).

De Alex Azabache – https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=95952113

El Burj Khalifa es un rascacielos neofuturista en Dubái, Emiratos Árabes Unidos. Con 829,8 m de altura total y 828 m hasta el tejado, es la estructura más alta del mundo desde 2009, superando al Taipei 101.

El diseño se inspira en la arquitectura islámica, como la Gran Mezquita de Samarra. Su planta en Y optimiza el espacio residencial y hotelero. Un núcleo central y alas soportan la altura, albergando los transportes verticales, excepto las escaleras de evacuación. El revestimiento resiste el calor de Dubái. Tiene 57 ascensores y 8 escaleras mecánicas.

Skidmore, Owings & Merrill diseñó la torre, con Adrian Smith como arquitecto y Bill Baker como ingeniero. Hyder Consulting supervisó la ingeniería, NORR Group la arquitectura, y Samsung C&T fue el contratista principal junto a BESIX y Arabtec.

La construcción comenzó el 12 de enero de 2004 y el exterior se completó el 1 de octubre de 2009. Se inauguró el 4 de enero de 2010 como parte del desarrollo de 2 km² en el centro de Dubái, cerca del distrito comercial. Los primeros 586 m están construidos con hormigón armado y la parte superior es de acero. Se inauguró en 2010 como parte del desarrollo Downtown Dubai, diseñado como pieza central de un proyecto de uso mixto.

La cimentación de este edificio es la mayor jamás construida. Se basa en estudios geotécnicos y sísmicos: una losa de hormigón armado de 110.000 toneladas, de 3,7 m de grosor y 12.500 m³, soporta la estructura. A su vez, esta losa descansa sobre 192 pilotes de 1,5 m de diámetro, colocados a una profundidad de 50 m. Estos pilotes están distribuidos en forma de Y, y se conectan a la losa de cimentación.

Cursos:

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

Curso de procedimientos de contención y control del agua subterránea en obras de Ingeniería Civil y Edificación.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Innovación en la enseñanza de la ingeniería: uso de la nomografía y software abierto para la representación gráfica de ecuaciones

Acaban de publicar nuestro artículo en la revista Plos One, del primer cuartil del JCR. El artículo presenta una propuesta innovadora para la enseñanza de la ingeniería mediante la aplicación de la nomografía, una técnica matemática que se utiliza para representar gráficamente ecuaciones complejas. Su principal contribución es la introducción del software Nomogen, una herramienta basada en Python que permite generar nomogramas de tres variables de manera rápida y precisa, sin necesidad de manipular determinantes ni realizar dibujos manuales.

El estudio también demuestra la viabilidad de la nomografía como recurso didáctico en la enseñanza de la ingeniería, ya que facilita la interpretación de ecuaciones multivariables y reduce los errores en cálculos repetitivos. A través de una metodología experimental aplicada a estudiantes de ingeniería de diferentes niveles, los autores confirman que existe un renovado interés en el uso de nomogramas en entornos educativos, puesto que destacan su utilidad como complemento a los métodos digitales convencionales.

Los resultados del estudio revelan que, aunque el 78,4 % de los estudiantes encuestados nunca habían utilizado nomogramas, el 86,5 % reconoció su capacidad para interpretar fenómenos con múltiples variables de manera clara. Esta percepción constituye un argumento sólido a favor de la integración de la nomografía en los programas de ingeniería.

El uso del software Nomogen permitió superar las limitaciones tradicionales de la nomografía, ya que elimina la complejidad matemática inherente a su construcción manual. La posibilidad de generar gráficos precisos y adaptables a diferentes contextos hace que la herramienta sea accesible para estudiantes y docentes.

El análisis de las respuestas de la encuesta también reveló diferencias en la valoración de los nomogramas según el nivel formativo de los estudiantes. Los estudiantes en etapas avanzadas de sus estudios mostraron una mayor valoración de su utilidad en cuanto a la comprensión de fenómenos con múltiples variables.

El estudio abre diversas oportunidades de desarrollo futuro en los campos de la ingeniería y la educación. Algunas áreas que podrían explorarse son:

Ampliación del uso de nomogramas en otras disciplinas: Evaluar su aplicabilidad en áreas como la mecánica de suelos, hidráulica y estructuras, donde la representación gráfica de ecuaciones puede simplificar análisis complejos.
Integración de inteligencia artificial: Incorporar algoritmos de aprendizaje automático para optimizar la generación de nomogramas y mejorar su precisión en función de patrones detectados en bases de datos de ingeniería.
Desarrollo de herramientas interactivas: Explorar la posibilidad de crear versiones digitales interactivas de los nomogramas, que permitan una manipulación dinámica de las variables en tiempo real.
Evaluación longitudinal de su impacto educativo: Realizar estudios a largo plazo para analizar la retención del conocimiento y la eficacia del aprendizaje cuando se incorporan nomogramas en la enseñanza de la ingeniería.
Comparación con otros métodos gráficos: Investigar la efectividad de la nomografía frente a otras técnicas de visualización de datos, como los diagramas de contorno o los gráficos tridimensionales en programas informáticos especializados.

Este artículo representa un avance significativo en la enseñanza de la ingeniería, rescatando una herramienta histórica y adaptándola a las nuevas tecnologías con el objetivo de mejorar la comprensión y aplicación de conceptos matemáticos complejos.

Referencia:

BLIGHT, T.; MARTÍNEZ-PAGÁN, P.; ROSCHIER, L.; BOULET, D.; YEPES-BELLVER, L.; YEPES, V. (2025). Innovative approach of nomography application into an engineering educational context. Plos One, 20(2): e0315426. DOI:10.1371/journal.pone.0315426

Como se ha publicado de forma abierta, os dejo el artículo completo a continuación. Espero que sea de interés para vosotros.

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Algunas cimentaciones en torres y rascacielos icónicos norteamericanos

Empire State Building, Nueva York, Estados Unidos (1930).

De Sam Valadi -https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=62752443

Este icónico rascacielos neoyorquino ostentó el título de edificio más alto del mundo desde 1931 hasta 1971. Tras el colapso del World Trade Center en 2001, volvió a ser el más alto de la ciudad hasta que fue superado por el One World Trade Center en 2012. Con sus 443 m de altura, es uno de los rascacielos más emblemáticos y el tercero más alto de la ciudad de Nueva York.

Fue diseñado por William F. Lamb, de la firma Shreve, Lamb y Harmon, quienes crearon los planos en dos semanas basándose en diseños previos como el edificio Reynolds y la torre Carew. En tan solo un año y 45 días, más de 3400 trabajadores levantaron el que sería el edificio más alto del mundo durante 40 años. Era el primer edificio con más de 100 pisos. Tiene 6500 ventanas, 73 ascensores y 1860 escalones hasta el piso 102. Su estructura, que pesa aproximadamente 350 000 toneladas, está cimentada a una profundidad de solo 16,7 m, ya que a esa profundidad se encuentra el estrato portante de Manhattan.

La construcción comenzó con la demolición del Hotel Waldorf-Astoria en octubre de 1929, en plena Depresión. Los trabajos de excavación comenzaron el 22 de enero de 1930, antes incluso de la demolición total del hotel. La excavación, en la que operarios trabajaban en turnos de doce horas las 24 horas del día, se completó casi en su totalidad en marzo. En marzo se completó la cimentación y se empezaron a colocar los anclajes de la estructura, colocándose las primeras vigas a principios de abril de 1930.

Se instalaron 210 pilotes en el lecho de roca de granito de Manhattan para soportar las 365.000 toneladas del rascacielos. La cimentación está compuesta por un bastidor de acero con paneles de piedra caliza y el interior está reforzado con hormigón armado. La empresa Starrett Bros. & Eken se encargó de su construcción.

Torre Latinoamericana. Ciudad de México, México (1956).

De Pablasso – https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=20418028

La Torre Latinoamericana es un rascacielos ubicado en el centro histórico de la Ciudad de México, en la esquina de la avenida Francisco I. Madero y el Eje Central Lázaro Cárdenas. Con 44 pisos y 182 m de altura (incluida la antena), es uno de los edificios más emblemáticos de la ciudad.

Diseñada por el arquitecto Augusto H. Álvarez, fue el edificio más alto de la ciudad desde su inauguración hasta 1972. Fue el primer rascacielos diseñado para resistir terremotos y, aunque Brasil construyó el primer rascacielos de Latinoamérica, esta torre fue pionera en una zona de alto riesgo sísmico, por lo que sirvió como experimento para futuros edificios.

La construcción de la torre comenzó en febrero de 1948. Leonardo Zeevaert llevó a cabo un programa de investigación del subsuelo para evaluar la vulnerabilidad sísmica y garantizar un buen aislamiento sísmico. El programa incluyó sondeos a 50 m, la instalación de piezómetros a varias profundidades y bancos de nivel.

Tras el estudio, Zeevaert diseñó una cimentación innovadora para hacer frente al terreno fangoso de la ciudad. Se colocaron 361 pilotes a 33 m de profundidad y se construyó una cimentación de hormigón que permite al edificio «flotar» en el subsuelo, independientemente de los pilotes. Esta tecnología mexicana fue la primera de su tipo y sigue utilizándose en zonas sísmicas de alto riesgo.

Esta torre se asienta sobre un terreno con arcillas húmedas en su capa más superficial. A una profundidad de 33 m se localiza un estrato de arena sobre el que se apoyan los 361 pilotes de hormigón que conforman su cimentación. Su estructura fue diseñada como una cimentación flotante, lo que le ha permitido resistir las severas pruebas de la naturaleza, en particular los terremotos de 1957 y 1985, con magnitudes de 7,7 y 8,1 en la escala de Richter, respectivamente.

Torre CN. Toronto, Canadá (1976).

De Wladyslaw, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11830474

La CN Tower, ubicada en Toronto, es una torre de radiodifusión autoportante de 553,3 m, la más alta de América. Fue la torre más alta del mundo desde 1975 hasta 2007, cuando fue superada por el Burj Khalifa. Su observatorio, ubicado a 447 m de altura, es uno de los más altos del mundo.

La construcción de la torre comenzó el 6 de febrero de 1973 y finalizó el 20 de septiembre de 1976, siendo realizada por la compañía Canadian National Railway, que buscaba solucionar los problemas de comunicación causados por los rascacielos que iban surgiendo en el centro de la ciudad.

La torre está formada por un pilar hueco principal de forma hexagonal. Está compuesta por tres brazos dispuestos a 120 grados de diferencia entre sí. Los primeros 457 m de la torre se construyeron con hormigón postensado y con encofrados deslizantes. Para ello, se emplearon más de 7500 m³ de hormigón. Se utilizaron 45 gatos hidráulicos sujetos a cables que colgaban de una corona de acero anclada temporalmente en la parte superior de la torre. Doce soportes gigantes de acero y madera fueron elevados lentamente hasta su posición final. Posteriormente, estos soportes se utilizarían para crear las bases sobre las que se apoyaría la planta principal.

En cuanto a la cimentación, fue necesario retirar 62.000 toneladas de tierra y pizarra en una superficie triangular. Se excavó un pozo a 15 m de profundidad y, posteriormente, se vertieron 7.000 m³ de hormigón, se instalaron 46 toneladas de acero de refuerzo y 36 toneladas de cables de acero, con los que se formó una losa de 6,7 m de espesor que sostiene toda la estructura. Para evitar problemas relacionados con la generación de calor, se utilizaron mezclas de cemento de los tipos IV y I.

Torre Mayor. México D.F., México (2003).

De Diego Delso, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30801312

La Torre Mayor, ubicada en Paseo de la Reforma 505, en la Ciudad de México, fue desarrollada por Paul Reichmann. Con 225 m de altura y 55 pisos, cuenta con cuatro niveles de estacionamiento subterráneo y nueve sobre la calle, con más de dos mil plazas disponibles. Cuenta con 29 ascensores, 84.135 m² de oficinas, sistemas mecánicos y de telecomunicaciones, y unidades de aire acondicionado en cada planta. Cada planta tiene entre 1,700 y 1,825 m² sin columnas, con una altura de 4,50 m por piso. Para su construcción, se realizó un estudio sísmico y se instalaron 98 amortiguadores sísmicos.

Fue el edificio más alto de América Latina desde su inauguración en 2003 hasta 2010, cuando fue superado por el Ocean Two en Panamá, y más tarde por la Torre Obispado en Monterrey.

La Torre Mayor, con 55 pisos, 4 sótanos subterráneos y 230 m de altura, se encuentra en una zona cercana a las áreas de mayor sismicidad, según las determinaciones del Gobierno Federal. De marzo de 1998 a enero de 1999 se realizó la cimentación de la Torre. Su cimentación combina losas y 252 pilotes de hormigón armado de hasta 1,50 m de diámetro y una profundidad de 40 m.

La torre está equipada con un sistema de 98 amortiguadores sísmicos que ayudan a disipar la energía sísmica y a reducir las fuerzas que podrían afectarla. La estructura fue diseñada para resistir un terremoto de 8,5 en la escala de Richter.

Cursos:

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

Curso de procedimientos de contención y control del agua subterránea en obras de Ingeniería Civil y Edificación.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Algunas cimentaciones en torres y rascacielos icónicos europeos

Torre de Smeaton. Devon, Inglaterra (1759).

La Torre Smeaton es un faro y monumento al ingeniero civil John Smeaton. Su estructura, un avance en el diseño de faros, estuvo en uso desde 1759 hasta 1877, cuando la erosión de la cornisa obligó a reemplazarla. La torre fue desmantelada y reconstruida en Plymouth Hoe (Devon), donde se encuentra actualmente.

Las rocas Eddystone forman parte de un arrecife de granito rojo que queda sumergido durante la marea alta, lo que supone un peligro para la navegación. Por esta razón, se construyó un faro a 14 km al sur de Plymouth Sound (Inglaterra).

Antes de esta torre, Smeaton había construido dos faros de madera que no resistieron el paso del tiempo. Tras analizar lo que falló en los anteriores, optó por la piedra, ya que es muy resistente frente al viento, el agua y el fuego. Para fijar la estructura a la base rocosa, talló seis plataformas en la roca y las rellenó con sillares de granito con forma de cola de milano, lo que aseguró su estabilidad.

Utilizó un mortero a base de cal calcinada para lograr una construcción monolítica, reforzada con pernos de roble y tacos de mármol. La torre está compuesta por 1493 bloques de piedra, mientras que su interior está construido con piedra caliza extraída de la isla de Portland. Redescubrió el uso de la cal hidráulica, un tipo de hormigón utilizado en la época romana que permitía fraguar el material bajo el agua.

En 1877 se comprobó que las rocas sobre las que se erguía se estaban erosionando. Cada vez que una gran ola lo golpeaba, el faro temblaba de lado a lado. La Torre de Smeaton dejó de funcionar en febrero de 1882, cuando se instaló una luz temporal en su sucesora, la Torre de Douglass, que se estaba construyendo en una roca cercana. Ese mismo año, la parte superior de la torre fue desmantelada y reconstruida como monumento en Plymouth Hoe, donde reemplazó a un obelisco triangular construido por Trinity House a principios del siglo XIX. El monumento fue inaugurado al público el 24 de septiembre de 1884 por el alcalde de Plymouth. Los cimientos y una sección de la antigua torre permanecen en las rocas de Eddystone, cerca del faro actual. Como los cimientos eran demasiado fuertes para desmantelar, se dejaron en su lugar.

Turning Torso. Malmö, Suecia (2005).

De Mirko Junge – https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=20283310

Turning Torso es un rascacielos residencial neofuturista en Malmö, Suecia, y el segundo más alto del país, superado en 2022 por la Karlatornet. Fue construido por HSB Suecia y es considerado el primer rascacielos retorcido del mundo.

Diseñado por Santiago Calatrava, se inauguró el 27 de agosto de 2005. Con 190 metros de altura y 54 plantas, alberga 147 apartamentos residenciales. Este edificio, inspirado en el torso humano, tiene 190 m de altura y cuenta con 54 plantas destinadas a uso mixto, incluyendo residencias y oficinas. La cimentación se realizó directamente sobre un estrato de roca caliza.

La excavación de la cimentación principal de la torre se realizó con tablestacas metálicas que marcaban el perímetro, introducidas 15 m en el terreno y 3 m en el lecho rocoso mediante vibradores. Se inyectó hormigón fuera de las tablestacas para reforzar la estructura y evitar filtraciones de agua. Tras la excavación, se hormigonó una losa de cimentación de 30 m de diámetro y 7 m de espesor, y se construyeron dos plantas de sótano con salas técnicas y acceso al aparcamiento. Se utilizaron 5100 m³ de hormigón, que se vertieron en 3 días y noches. La cimentación se completó en junio de 2002.

La cimentación del cordón principal de la celosía exterior soporta cargas de compresión y tracción en función del viento. Para garantizar su durabilidad, se minimizan los efectos de las cargas alternantes mediante pilotes cuadrados prefabricados que llegan al estrato rocoso y anclajes postesados que también lo alcanzan, garantizando que su longitud de anclaje sea inferior a la de los pilotes. La fuerza de pretensado de los anclajes supera la tracción máxima, por lo que los pilotes se mantienen en compresión. Las cargas alternantes solo modifican la compresión de los pilotes y la tracción de los anclajes sin invertir las fuerzas, con una variación de tracción en los anclajes del 2-3 %, lo que elimina el riesgo de fatiga. En resumen, la cimentación actúa como un conjunto postesado de hormigón, con alta rigidez, resistencia y durabilidad.

Torre Agbar. Barcelona, España (2005).

De Diliff – Trabajo propio, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1556533

La Torre Glòries, antes Torre Agbar, es un rascacielos de Barcelona situado en la avenida Diagonal, junto a la plaza de las Glorias. Con 34 plantas y 144 metros de altura, fue el tercer edificio más alto de la ciudad en su apertura en 2005. El edificio tiene 50.693 m², de los cuales 30.000 m² son oficinas. Inaugurado oficialmente el 16 de septiembre de 2005, costó 130 millones de euros.

La torre fue diseñada por Jean Nouvel en colaboración con b720 Fermín Vázquez Arquitectos. Su diseño se inspiró en símbolos de la cultura catalana, como los campanarios de la Sagrada Familia de Gaudí y el hotel Attraction, proyecto de Gaudí rediseñado en 1956 por Joan Matamala. Además, la parte norte de la torre se orientó para ofrecer la mejor vista posible de la Sagrada Familia. También se inspiró en los pináculos de la montaña de Montserrat, símbolo de Cataluña.

El peso de esta estructura, que mide 145 m de altura, tiene 34 pisos y 4 sótanos, es considerablemente menor que la presión ascendente que ejerce sobre ella. Por este motivo, se diseñó una losa de subpresión anclada al terreno mediante módulos de pantallas que funcionan por fricción negativa para equilibrar dicha subpresión. La losa tiene un espesor de 80 cm.

Esta losa descansa sobre un lecho de grava drenante de 40 cm de espesor que facilita el drenaje hacia cuatro pozos. Estos pozos están diseñados para evitar que, en caso de un aumento del nivel freático, la subpresión supere los límites admisibles para la cimentación. La losa está diseñada para soportar una presión ascendente de hasta 8 t/m².

Debido a que el peso muerto de la construcción es menor que la presión ascendente, se ha diseñado una losa de subpresión anclada al terreno con módulos de pantalla debajo de cada pilar, que equilibra la subpresión mediante fricción negativa. Esta solución permite una losa de 80 cm de espesor, lo que alivia el comportamiento de las estructuras de contención, ya que las pantallas son más cortas y alcanzan mayor estabilidad. La losa descansa sobre gravas drenantes de 40 cm de espesor que facilitan el drenaje del agua hacia cuatro pozos surgentes que evitan el aumento de la subpresión ante las subidas del nivel freático.

Cursos:

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

Curso de procedimientos de contención y control del agua subterránea en obras de Ingeniería Civil y Edificación.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.