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ADN basura en los proyectos de construcción: el Cuadro de Precios Nº 2

Figura 1. Orden Circular 3/2021 de la Dirección General de Carreteras

La evolución humana nos ha dejado algunos rasgos que han perdido la totalidad o la mayor parte de su función original. Son las llamadas estructuras vestigiales. Así, el coxis humano, el apéndice o las muelas del juicio son características humanas que han quedado obsoletas, pero que, en su momento, tuvieron su razón de ser. También tenemos segmentos de ADN que no contienen información, es decir, que no codifican proteínas. Este ADN basura puede oscilar entre el 75 y el 90 %. No presentan una función conocida, pero sí que es cierto que facilitan la evolución.

Pues en la contratación de obras por parte de la Administración Pública española nos encontramos aún con ese tipo de estructuras vestigiales cuando hablamos de proyectos de construcción. Es el famoso y poco útil Cuadro de Precios Nº 2. Lo mismo se podría decir de la obligatoriedad de indicar el precio en letra del Cuadro de Precios Nº 1, que tenía sentido cuando los proyectos se redactaban a mano y con máquina de escribir, por si no se entendiera el número. La actual tipología de cuadros de precios ha sido establecida por la normativa interna del Ministerio de Fomento (principalmente con la antigua Instrucción para la redacción de proyectos) a lo largo de los años. Ha dado lugar a que se considere, dentro del ámbito de la ingeniería civil, como la única manera correcta de interpretación de la ley y el reglamento.

Para aquellos de vosotros que desconozcáis este misterioso cuadro de precios, diremos que en este documento se refleja el importe de la unidad de obra completa como de las partes. Solo se aplican los precios de forma exclusiva en los casos que sea preciso abonar obras incompletas, cuando por rescisión u otra causa no lleguen a terminarse los contratos. Sin embargo, como argumentaremos a continuación, es muy difícil encontrar hoy en día un Cuadro de Precios Nº 2 bien redactado y útil.

El conjunto de circunstancias en que puede ser de aplicación del Cuadro de Precios Nº 2 cabe resumirse en tres: (véase la publicación El Contrato de Obras y el Contrato de Consultoría y Asistencia):

La necesidad de abonar al contratista, como consecuencia de la resolución del contrato, unidades de obra cuya ejecución haya quedado incompleta, en las que no será de aplicación el precio global que figure en el Cuadro de Precios Nº 1.
La necesidad de establecer, durante la ejecución del contrato, modificaciones al proyecto, que impliquen creación de nuevas unidades de obra y, por consiguiente, el establecimiento de nuevos precios. La determinación de estos precios se efectúa intentando un acuerdo entre Propiedad y Constructor y para ello es fundamental que esté fijada, de modo contractual, una cierta descomposición de los precios de cada unidad de obra en una serie de partidas elementales.
La posibilidad de abono al contratista, en concepto de anticipos, por acopio de materiales o instalaciones y maquinaria ubicadas en la obra, en los límites contemplados en la legislación de contratos públicos, o en las cláusulas usuales que figuran en los contratos privados. Es evidente que en estos casos resulta necesario conocer, como base para la determinación de las cantidades a abonar, la parte imputable, a efectos de coste, de las citadas partidas en la unidad o unidades de obra que sean de aplicación.

Resulta realmente complicado encontrar el origen legislativo del Cuadro de Precios Nº 2. Hoy día, se confunde muchas veces con el presupuesto de precios descompuestos. A modo de ejemplo, la Orden Circular 3/2021 de la Dirección General de Carreteras ofrece la Base de Precios de referencia. Pero si buscamos el Cuadro de Precio Nº 2 (Figura 2), podemos comprobar que dividiendo el precio en mano de obra, maquinaria, resto de obra y materiales, es imposible pagar una obra a medias con esta descomposición.

Figura 2. Ejemplo del Cuadro de Precios Nº 2 de la Orden Circular 3/2021 de la Dirección General de Carreteras

Un Cuadro de Precios Nº 2 bien elaborado debería descomponer el precio en categorías como adquisición, transporte y montaje y pruebas. Asimismo, los precios correspondientes deben coincidir con los del Anejo de Justificación de Precios. Tampoco hay que olvidarse de imputar el coeficiente adoptado de costes indirectos a cada una de las citadas partidas, para que el precio resultante coincida con el del Cuadro de Precios Nº 1 y el propio Anejo de Justificación de Precios. Desde luego, no tiene sentido que los costes indirectos figuren como partida independiente del Cuadro de Precios Nº 2. Además, debido a su carácter contractual, no deben figurar los datos de rendimientos, costes horarios, etc., que han servido de base de los precios. Por último, las Partidas Alzadas de Abono Íntegro no admiten descomposición. No se excluyen, sino que se indica que son “sin descomposición“.

Este tema lo saqué un día a colación en redes sociales y obtuve múltiples interpretaciones al respecto. Os voy a comentar algunas de ellas.

Es evidente que, hoy en día, ninguna Administración Pública quiere pagar obras incompletas, pues el mercado ha evolucionado a lo que era 100 años antes. Salvo alguna excepción (dovelas de túneles o viaductos), todo lo demás en una obra incompleta se negocia. Los materiales no suelen desglosarse, los programas habituales de presupuestos no son útiles para esta descomposición. Además, si hay que hacer un precio nuevo, se pueden utilizar los precios básicos que existan el proyecto; y si no existen, se hace un Proyecto Modificado. Sin embargo, estaríamos frente a un precio contradictorio, que es un concepto diferente al del pago de unidades parcialmente ejecutadas.

Por tanto, tal y como está el mercado actual, la obligación del Cuadro de Precios Nº 2 queda en entredicho, pues resulta anacrónica. Se obliga a los proyectistas a incluir este documento en el proyecto, y se hace mal, en gran parte porque los programas actuales de presupuestos no tratan este tema de forma satisfactoria. Es más, en las Escuelas Técnicas seguimos enseñando cómo se hace este documento, pero siempre es conflictivo, pues se copian las malas prácticas presentes en la realidad.

El problema de fondo es que hacer un Cuadro de Precios Nº 2 bien hecho supone un conocimiento en profundidad de los procedimientos constructivos y reflexionar sobre qué ocurriría a la obra si se interrumpiese en cualquier momento. Desde el punto de vista del aprendizaje del futuro ingeniero es enriquecedor, pues sirve para organizar mentalmente al estudiante. En la práctica, no suele dedicarse tiempo a esta tarea. Al final, la propia Administración Pública claudica y publica normas como la citada Orden Circular 3/2021 de la Dirección General de Carreteras.

Por otra parte, también encontramos contradicciones en la propia Administración Pública. Así comprobamos que en la “Nota de Servicio 1/2019 sobre instrucciones para la redacción de los proyectos supervisados por la Subdirección General de Conservación“, de la Dirección General de Carreteras, se dice que el Cuadro de Precios Nº 2 se limitará a reproducir lo siguiente: “En caso de resolución del contrato únicamente se abonarán las unidades total y correctamente ejecutadas, por lo que a efectos de este Cuadro de Precios Nº 2 todos los precios se consideran SIN DESCOMPOSICIÓN“.

En la Modificación de la Orden Circular nº7/01, instrucciones sobre los aspectos a examinar por las oficinas de supervisión de proyectos en la Dirección General de Carreteras, se dice textualmente lo siguiente (santifica lo incorrecto):

“…se ha comprobado que las exigencias de dicha resolución de 3 de julio de 1985, no añaden calidad al proyecto y sí, en cambio, dificultades añadidas durante su redacción. Con todo ello, esta Dirección General resuelve eliminar el párrafo tercero del apartado 6. Presupuesto, sustituyéndolo por el siguiente:

En el Cuadro de Precios Nº 2 los precios de las unidades de obra vendrán descompuestos en al menos los siguientes conceptos:

- - Materiales
  - Mano de obra
  - Maquinaria
  - Varios si los hubiere
  - Costes indirectos.

En aquellas unidades de obra que contengan elementos prefabricados, se indicará, al menos, los precios de estos elementos a pie de obra, así como de sus elementos auxiliares si los hubiese (juntas, apoyos, anclajes, etc.) y su colocación.

Solo en aquellos precios en los que por su singularidad no pudieran ser descompuestos de la forma antes indicada, podrán definirse como “sin descomposición“.

¿Cuál sería la solución? O se elimina la obligatoriedad en la legislación correspondiente, o se obliga a su cumplimiento. También se puede actualizar o modificar la normativa para adaptarse al mercado actual de la construcción. Igual bastaría un buen cuadro de precios descompuestos de todas las unidades.

Como curiosidad, os dejo la Real Orden de 30 de marzo de 1903, por la que se aprueban modificaciones del formulario y de la instrucción para redactor los proyectos de carreteras, donde aparece explícitamente el Cuadro de Precio Nº 2. Por favor, si alguien sabe de una norma anterior a esta donde se nombre expresamente a este cuadro de precios, se agradecería que lo comunicase para incorporarlo a este artículo. Si queréis un listado de la normativa aplicable actualizada sobre proyectos, podéis acudir a la página siguiente: http://carreteros.org/normativa/proyectos/proyectos.htm

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La Ingeniería más antigua contada a los ingenieros más modernos

El pasado 9 de mayo del 2022, con motivo de la XXVIII semana de la Ingeniería Civil y el Medio Ambiente de la Universitat Politècnica de València, tuvimos la ocasión de escuchar la conferencia inaugural impartida por Isaac Moreno Gallo sobre las principales técnicas y logros de la Ingeniería Civil practicada desde la más remota antigüedad.

Para mí fue muy agradable conocer personalmente a Isaac, pues como nos conocemos por redes sociales, tuve la osadía de invitarlo a esta Conferencia y le puse en contacto con la Dirección de nuestra Escuela para que pudiese impartirla. Como siempre, la persona es infinitamente más interesante que el perfil en redes sociales o su imagen en documentales. Es lo que tiene la desvirtualización, tan necesaria para la verdadera comunicación entre las personas.

Isaac es de esos personajes especiales, ingeniero técnico de obras públicas e historiador, que es uno de los grandes especialistas en ingeniería romana de nuestro país. Burgalés, pero afincado en Zaragoza, sin duda, es una voz autorizada que pone el grito en el cielo cuando nos habla del grave deterioro que está sufriendo nuestro patrimonio. Sobre todo por la gran ignorancia que tenemos en este país. Como siempre, la necesidad de las humanidades en nuestras carreras técnicas.

Aunque ya he hecho personalmente, doy de nuevo las gracias a Isaac, ahora de forma pública, por habernos deleitado con su saber. Os recomiendo que lo sigáis en redes sociales o a través de los fabulosos documentales sobre ingeniería romana de La 2 de RTVE. Por cierto, su blog lo podéis encontrar en la siguiente dirección: https://terraeantiqvae.com/profile/IsaacMorenoGallo

Para los que aún no hayáis visto la serie documental, la podéis ver https://www.rtve.es/play/videos/ingenieria-romana/. En la primera temporada, el acueducto de Nimes, el teatro de Cartagena o los magníficos monumentos de Roma fueron algunas de las infraestructuras que permitieron comprender los desafíos a los que se enfrentaron los ingenieros romanos. En la segunda temporada, nuevos ocho capítulos: ‘Ciudades I’, ‘Acueductos I’, ‘Ciudades II’, ‘Acueductos II’, ‘Carreteras’, ‘Minería’, ‘Estructuras’ y ‘Levantando un imperio’.

Pero creo que será mejor que escuchemos directamente la charla. En esta conferencia se trató de la ingeniería que abarca desde el Calcolítico hasta justo antes de la ingeniería romana. Espero que os guste.

Método de la Dirección General de Carreteras para la determinación del tiempo disponible para el trabajo

Figura 1. Isolíneas de coeficientes de reducción de los días de trabajo (MOP, 1964).

En todo proyecto constructivo suele aparecer un anejo que trata del Plan de Obra donde se planifica la duración de cada una de las actividades que se van a desarrollar en una obra. Para ello, además de conocer las mediciones y los rendimientos de los equipos, es necesario establecer el número de días que son útiles para el trabajo, considerando tanto los datos climáticos como el calendario laboral del lugar.

La previsión de los días trabajables en función de la climatología, se puede estimar de acuerdo con las recomendaciones de la publicación “Isolíneas de coeficientes de reducción de los días de trabajo”, editada por la División de Construcción de la Dirección General de Carreteras del M.O.P.T., actual Ministerio de Fomento. Los datos climáticos necesarios para su redacción se pueden obtener de la publicación “Datos climáticos para Carreteras”, editado asimismo por la División de Construcción de la Dirección general de M.O.P.T. (1964). Según este método, para calcular el tiempo disponible en las distintas clases de obra, se establecen unos coeficientes de reducción aplicables al número de días laborables de cada mes.

Figura 2. Portada de la publicación “**Datos climáticos para Carreteras**” (MOP, 1964)

No obstante, si se dispone de datos recientes de los regímenes de precipitaciones y temperaturas de estaciones meteorológicas suficientemente próximas a las obras, deben utilizarse dichos datos. Se trata de dar un orden de magnitud, pues en la práctica, durante la ejecución de las obras, la evolución del tiempo atmosférico en cada momento es impredecible. Sin embargo, con los resultados de este cálculo se podrá elaborar un plan de obra lo más ajustado posible, de forma que se reduzcan las desviaciones de plazo.

En la Figura 3 se muestra cómo los condicionantes climatológicos y los imprevistos influyen en el plazo de obra. También es necesario conocer el desglose de las actividades, sus mediciones y el rendimiento de los equipos elegidos.

Figura 3. Condicionantes para determinar el plazo de una obra.

Días aprovechables en la ejecución de las obras

Para estimar el número de días hábiles en la jornada laboral, se analizan los datos climáticos históricos registrados por estaciones meteorológicas cercanas al área de trabajo.

Condiciones límite

Para cada clase de obra, se entiende por día útil de trabajo, en cuanto a la climatología se refiere, el día en que la precipitación y la temperatura del ambiente sean inferior y superior, respectivamente, a los límites que se definen a continuación.

No se consideran las altas del ambiente que impidan la puesta en obra del hormigón, tanto por el número inapreciable de días que se dan como por caer dentro del microclima de una zona reducida.

Los límites que se dan a continuación son los correspondientes al método del MOP (1964). No obstante, se deberían adaptar a los condicionantes de las distintas disposiciones técnicas vigentes, así como lo que el propio proyecto pudiese considerar.

Temperatura límite para la ejecución de unidades bituminosas: Es aquella por debajo de la cual no se pueden ejecutar riegos, tratamientos superficiales o por penetración, y mezclas bituminosas. Normalmente, se considera 10 °C para tratamientos superficiales o por penetración y 5 ºC para mezclas bituminosas.

Temperatura límite para la manipulación de materiales húmedos: Se determina en 0 °C la temperatura límite del ambiente para la manipulación de materiales naturales húmedos.

Precipitación límite diaria: Se definen dos valores: 1 mm/día, que limita el trabajo en ciertas unidades sensibles a la lluvia ligera; y 10 mm/día para el resto de los trabajos. Se considera que, con 10 mm de precipitación al día, es necesaria una protección especial para realizar cualquier trabajo.

Coeficientes de reducción por condiciones climáticas durante los trabajos

El número total de días hábiles disponibles para cada tipo de trabajo se calcula multiplicando el número de días laborables del mes por sus respectivos coeficientes reductores. A continuación, se enumeran dichos coeficientes:

Cálculo de los días utilizables para cada clase de obra en la fase constructiva

Para obtener los coeficientes de reducción promedio para cada tipo de trabajo y su ubicación, se asocia un factor meteorológico que afecta a la obra, tal y como se representa en la Tabla 1.

Tabla 1. Factores climáticos

Suponiendo que estos sucesos son independientes entre sí, como el trabajo debe cancelarse cuando ocurra una de las condiciones adversas, los coeficientes de reducción se aplican de forma reiterada. La Tabla 2 indica el coeficiente de reducción de los días laborables que afecta a cada clase de obra.

Tabla 2. Coeficientes reductores

Tras aplicar las fórmulas anteriores, se obtienen los valores correspondientes a cada mes y a cada coeficiente para un determinado lugar y año.

Para determinar los días utilizables netos de cada mes se contemplan dos factores de reducción; uno, el de los días de climatología adversa, cuyo coeficiente de reducción coincide con c_m, para cada clase de obra y, otro, el de los días no laborables c_f y que dependen de los días festivos que varían según el año, la localidad y los convenios laborales. El coeficiente c_f es el cociente entre los días laborables y los totales del mes correspondiente.

Dado que los días festivos también pueden ser de climatología adversa, se puede adoptar el criterio propuesto en la publicación de la Dirección General de Carreteras. En ese caso (1-c_m) representa la probabilidad de que un día cualquiera del mes presente climatología adversa para dicha clase de obra; y (1-c_m)·c_f, la probabilidad de que un día laborable presente una climatología adversa.

El coeficiente de reducción total será, por tanto:Para obtener una mayor precisión que la obtenida en el coeficiente de reducción arriba indicado, se podría emplear la fórmula siguiente:que representa la probabilidad de que un día del mes presente climatología favorable (c_m) y que sea laborable (c_f).

En la Figura 4 se recoge el número de días aprovechables del 2015 para la ejecución de las principales de obra para Ourense, tal y como figura en el “Proyecto de Trazado. Autovía A-76 Ponferrada-Ourense. Tramo: A Veiga de Cascallá-O Barco de Valdeorras”, elaborado por INECO.

Figura 4. Días aprovechables del 2015 para la ejecución de las principales de obra para Ourense. “Proyecto de Trazado. Autovía A-76 Ponferrada-Ourense. Tramo: A Veiga de Cascallá-O Barco de Valdeorras”, elaborado por INECO

Referencias:

MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS (1964). Datos Climáticos para Carreteras. Dirección General de Carreteras.

YEPES, V. (2008). Productivity and Performance, in Pellicer, E. et al.: Construction Management. Construction Managers’ Library Leonardo da Vinci: PL/06/B/F/PP/174014. Ed. Warsaw University of Technology, pp. 87-101. ISBN: 83-89780-48-8.

YEPES, V. (1997). Equipos de movimiento de tierras y compactación. Problemas resueltos. Colección Libro Docente nº 97.439. Ed. Universitat Politècnica de València. 256 pág. Depósito Legal: V-4598-1997. ISBN: 84-7721-551-0.

YEPES, V. (2022). Gestión de costes y producción de maquinaria de construcción. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 243 pp. Ref. 442. ISBN: 978-84-1396-046-3

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

Curso:

Curso de gestión de costes y producción de la maquinaria empleada en la construcción.

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Primer Congreso CONSTRUC LATAM 2022

Tengo el honor de anunciar la invitación recibida por parte de los organizadores del Primer Congreso CONTRUC LATAM 2022 para impartir una conferencia el lunes 16 de mayo de 2022, a las 15:00 horas (hora de Colombia) cuyo tema es “Gestión del mantenimiento de las carreteras con presupuestos restringidos“, en la Sala 2: pavimentos. La conferencia se realizará en línea.

El evento lo organiza el Instituto de Especialización en Construcción y Vialidad, que es un instituto de enseñanza especializada que cuenta con la colaboración de docentes nacionales e internacionales de reconocido prestigio. Cuenta con sedes en Perú y Bolivia. Los temas de los que tratará el congreso son los de geotecnia, puentes, construcción, transporte y tránsito, obras de infraestructura y pavimentos.

El enlace a la página web del congreso con la información correspondiente se encuentra en: https://www.construclatam.com/

Consideración de la incerteza y de multidisciplinas en la determinación de criterios sostenibles de caminos rurales usando la lógica neutrosófica

A continuación os presento un artículo que se publicó en inglés, pero que os lo paso en español para que pueda tener mayor repercusión. Dicho trabajo recibió el Premio Jaume Blasco a la Innovación en el XXV Congreso Internacional de Dirección e Ingeniería de Proyectos AEIPRO 2021. Se trata de una colaboración con profesores chilenos y que está incluida dentro del proyecto de investigación HYDELIFE.

RESUMEN

En Latinoamérica, es posible encontrar una gran brecha entre los kilómetros de caminos pavimentados y aquellos sin ningún tipo de protección. Esta condición se agrava en zonas rurales limitando las oportunidades de desarrollo y la calidad de vida de sus habitantes. En Chile existen programas estatales que buscan reducir la brecha territorial a través de soluciones de pavimentación básicas de bajo costo; sin embargo, los criterios de priorización de caminos rurales no son claros. Múltiples actores influyen en el territorio rural y la inexistencia de patrones de referencia aumenta la subjetividad en la toma de decisión de infraestructura. Este estudio busca determinar criterios que influyan en la selección de caminos rurales en el Sur de Chile para promover un desarrollo territorial sostenible; en consideración de los múltiples actores y la incertidumbre del proceso de selección. Para ello se realizó una revisión documental y 12 entrevistas semiestructuradas. Los criterios se validaron a través de un panel de expertos multidisciplinar y la aplicación de números neutrosóficos para tratar la incertidumbre derivada de la consulta a expertos. El resultado de este estudio aportó catorce criterios sostenibles para apoyar la planificación de caminos básicos rurales en el Sur de Chile.

Referencia:

SIERRA, L.; ARAYA, F.; YEPES, V. (2021). Consideration of uncertainty and multiple disciplines in the determination of sustainable criteria for rural roads using neutrosophic logic. Sustainability, 13(17):9854. DOI:10.3390/su13179854

Os dejo a continuación el artículo completo.

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Investigación de vanguardia en el diseño óptimo y ejecución de los puentes construidos con vigas artesas

La construcción con hormigón prefabricado presenta claras ventajas económicas cuando se fabrican en taller piezas en grandes series. El ahorro en material y en mano de obra, la elevada calidad en el producto y el rápido montaje son razones que justifican, por sí solas, el uso de la construcción prefabricada. Sin embargo, hoy en día existen motivos adicionales basados en beneficios sociales y medioambientales que justifican la adopción de la tecnología del hormigón prefabricado. Asimismo, los proyectistas han tomado buena nota de las ventajas del prefabricado cuando se trata de construir puentes con luces moderadas, de 10 a 50 m. En estos casos, la disminución del peso resulta fundamental para reducir los costes de elevación y transporte de las piezas. En este contexto, la optimización estructural del coste necesario para construir un puente de vigas prefabricadas constituye un área de gran interés,especialmente cuando se realizan grandes series de piezas.

Siguiendo esta línea de trabajo, nuestro grupo de investigación se ha centrado en los últimos años en el diseño automatizado de puentes de vigas artesa prefabricadas de hormigón pretensado (HP) empleados como pasos superiores sobre vías de comunicación. Las luces vienen impuestas por las dimensiones de la vía inferior, con rangos habituales que oscilan entre los 20 y los 40 m. Estos puentes consisten en vigas de HP con forma de U con losa superior colaborante (Figura 2) y un tablero de hormigón, parcialmente prefabricado o construido “in situ”. Esta tipología cuenta a su favor, entre otras, con las ventajas derivadas de la prefabricación, como por ejemplo la construcción industrializada, los moldes reutilizables, los plazos reducidos de ejecución en obra y la baja interferencia con el tráfico inferior. La solución de viga en U permite eliminar completamente los poco agraciados cabezales sobre pila de los tableros de viga en doble T.

Figura 2. Esquema longitudinal del puente y sección transversal del tablero

Resulta interesante comparar la mejor solución alcanzada por alguno de los algoritmos desarrollados por nuestro gruporespecto a una estructura realmente construida y calculada mediante procedimientos habituales. Se han comprobado para casos similares ahorros apreciables en torno al 7-8%. Sin embargo, en algún caso extremo, como el caso del viaducto 1 del tramo Muro de Alcoy-Puerto de Albaida del proyecto de construcción de la autovía del Mediterráneo, el ahorro se ha estimado en un 50% (Martí et al., 2014). En este caso, el puente tenía una luz de 35 m y un ancho de tablero igual al de la solución optimizada, siendo el ahorro alcanzado tan importante a causa de las diferencias en la medición de las unidades de obra en materiales que pueden apreciarse en la Tabla 1.

Tabla 1. Comparación de las mediciones en las unidades de obra significativas correspondientes al viaducto 1 del tramo Muro de Alcoy-Puerto de Albaida, de luz 35 m, respecto a la solución optimizada (Martí et al., 2014)

Resulta evidente que los resultados alcanzados por nuestro grupo de investigación pueden ser de gran interés para su transferencia a las empresas de prefabricados, constructoras y proyectistas. Este diseño automatizado supone un auténtico revulsivo en la forma de entender el proyecto de las estructuras. No obstante, ciertas prácticas comunes como introducir en los proyectos estructuras prefabricadas sobredimensionadas y luego ajustarlas durante la obra (con los consiguientes ahorros para las partes) pueden verse afectadas por este tipo de diseño optimizado. Esta mala praxis puede ser un impedimento para que el diseño optimizado entre a formar parte de la práctica habitual en nuestro sector.

Os dejo a continuación un vídeo del GRUPO BERTOLÍN donde distintos técnicos nos explican las características de los puentes construidos con vigas artesas, sus partes principales y los procesos de ingeniería, mostrando como ejemplo diferentes estructuras en las que Bertolín trabaja actualmente: 4 estructuras en la variante norte de Bétera, acceso a Torrente por el barranco de Chiva, duplicación del puente de Malilla en Valencia y la mejora del acceso de la V30 a la V31.

A continuación os dejo las publicaciones científicas que ha realizado nuestro grupo de investigación al respecto de los puentes de vigas artesa. Estamos, cómo no, en disposición de realizar transferencia tecnológica a las empresas que así nos lo soliciten.

Referencias:

PENADÉS-PLÀ, V.; GARCÍA-SEGURA, T.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2018). An optimization-LCA of a prestressed concrete precast bridge. Sustainability, 10(3):685. DOI:10.3390/su10030685

PENADÉS-PLÀ, V.; MARTÍ, J.V.; GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V. (2017). Life-cycle assessment: A comparison between two optimal post-tensioned concrete box-girder road bridges. Sustainability, 9(10):1864. DOI:10.3390/su9101864

YEPES, V.; MARTÍ, J.V.; GARCÍA-SEGURA, T.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F. (2017). Heuristics in optimal detailed design of precast road bridges. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 17(4):738-749. DOI:10.1016/j.acme.2017.02.006

YEPES, V.; MARTÍ, J.V.; GARCÍA-SEGURA, T. (2017). Design optimization of precast-prestressed concrete road bridges with steel fiber-reinforcement by a hybrid evolutionary algorithm. International Journal of Computational Methods and Experimental Measurements, 5(2):179-189.

MARTÍ, J.V.; GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V. (2016). Structural design of precast-prestressed concrete U-beam road bridges based on embodied energy. Journal of Cleaner Production, 120:231-240. DOI:10.1016/j.jclepro.2016.02.024

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F. (2015). Memetic algorithm approach to designing of precast-prestressed concrete road bridges with steel fiber-reinforcement. Journal of Structural Engineering, 141(2): 04014114. DOI:10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0001058

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

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; LUZ, A. (2014). Automated design of prestressed concrete precast road bridges with hybrid memetic algorithms. Revista Internacional de Métodos Numéricos para Cálculo y Diseño en Ingeniería, 30(3), 145-154. DOI:10.1016/j.rimni.2013.04.010

MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; YEPES, V.; ALCALÁ, J. (2013). Design of prestressed concrete precast road bridges with hybrid simulated annealing. Engineering Structures, 48:342-352. DOI:10.1016/j.engstruct.2012.09.014

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Conferencia magistral sobre optimización sostenible del mantenimiento de carreteras

Os dejo a continuación la grabación de la Conferencia Magistral que tuve la ocasión de presentar en el Congreso Nacional de Ingeniería Civil 2021. Dicho evento tuvo lugar en la modalidad virtual del 28 de junio al 02 de julio del 2021. El Congreso Nacional de Ingeniería Civil es el evento que reúne a profesionales, docentes, investigadores y empresarios del sector de la construcción en una jornada de capacitación acerca de las últimas innovaciones producto de las actividades de investigación en el sector de la construcción. Agradezco, una vez más, al Consejo Departamental de ICA del Colegio de Ingenieros del Perú – Capítulo de Ingeniería Civil, la deferencia que tuvo conmigo al invitarme a participar en su Congreso.

¿Se debe controlar el espesor de tongada y el número de pasadas en la compactación?

Compactador Bomag de rodillo con patas apisonadoras. https://www.interempresas.net/ObrasPublicas/Articulos/145132-Bomag-presenta-la-quinta-generacion-de-rodillos-autopropulsados.html

Suele ser habitual en este blog hacer preguntas como título al contenido de lo que se explica a continuación. La pregunta aquí expuesta tiene que ver con el control del proceso de la compactación de los suelos. En un artículo anterior ya hablamos del control de la calidad de la compactación, distinguiendo el control de recepción del control del proceso. En España el control de recepción parece que es el que prevalece para el cliente, mientras que la empresa constructora suele ocuparse del control del proceso para no incurrir en costes innecesarios. Pero esta forma de actuar no es común en todos los países, y menos con las nuevas tecnologías.

En efecto, atendiendo al control del proceso, hoy día la tecnología incorpora un control de la compactación automático que guía al conductor de la máquina a saber si ha cumplido con las especificaciones exigidas. Se trata de una compactación inteligente que evita un número de pasadas excesivo y, por tanto, aumenta el rendimiento y reduce el coste de esta unidad de obra. Por tanto, el control del proceso claramente se puede automatizar. Pero no siempre ha sido esto así.

En España, el “control de procedimiento” queda descrito en el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes (PG-3), que establece en su artículo 330 que “cuando lo indique el Proyecto o lo aconsejen las características del material o de la obra, y previa autorización del Director de las Obras, las determinaciones “in situ” de densidad, humedad, y módulo de deformación se complementarán por otras, como los ensayos de huella ejecutados según NLT 256 o el método de “Control de procedimiento” a partir de bandas de ensayo previas. En estas últimas deberán quedar definidas, para permitir su control posterior, las operaciones de ejecución, equipos de extendido y compactación, espesores de tongada, humedad del material y número de pasadas, debiendo comprobarse en esas bandas de ensayo que se cumplen las condiciones de densidad, saturación, módulo de deformación y relación de módulos que se acaban de establecer. En estas bandas o terraplenes de ensayo el número de tongadas a realizar será, al menos, de tres (3)”. Es decir, se trata de realizar un tramo de prueba donde poder determinar, para un material con unas condiciones determinadas, el espesor de tongada, la humedad del material y el número de pasadas.

Sin embargo, la determinación del espesor de capa y número de pasadas puede ser un quebradero de cabeza. En efecto, es posible que el espesor real sea muy diferente al previsto. Suele estar asociado a la elección del equipo de transporte y extensión de tierras. Esta variabilidad obliga a recalcular cada vez el número de pasadas necesario para cada capa. Evidentemente, esto complica la ejecución de la obra, y por ello, raramente se hace este cálculo. Además, la maquinaria puede realizar a la vez la extensión y la compactación, con lo que este control se vuelve poco realista.

Las recomendaciones francesas ofrecen una alternativa inteligente a este tipo de problema. Se trata de fijar un espesor máximo de tongada para cada tipo de suelo y de maquinaria empleada. Pero en vez de exigir un número de pasadas, se recurre al parámetro Q/S, donde Q es el volumen de suelo que se compacta durante un tiempo determinado y S es la superficie cubierta por el compactador para ese tiempo. El cuentakilómetros del compactador nos indica la distancia recorrida en el tiempo de referencia. Basta saber la anchura eficaz de compactación para conocer la superficie S cubierta, pues basta multiplicar dicha anchura eficaz por la distancia indicada.

El parámetro Q/S es más sencillo de medir y controlar que la determinación del número de pasadas. De hecho, Q/S tiene la ventaja de que no hay que realizar ajustes (al menos en primera aproximación), pues el esfuerzo de compactación al que corresponde una superficie S está relacionado con el volumen total Q, en vez de estar definido por tongada elemental, tal y como sucede en el caso en el que se indica el número de pasadas (Morilla, 2012).

Os dejo a continuación varios vídeos donde se explica la solución para el control automático de la compactación. Espero que os gusten.

Referencias:

MORILLA, I. (2012). Interpretación de los ensayos geotécnicos en suelos. 627 pp., Madrid.

YEPES, V. (1997). Equipos de movimiento de tierras y compactación. Problemas resueltos. Colección Libro Docente n.º 97.439. Ed. Universitat Politècnica de València. 253 pág. ISBN: 84-7721-551-0.

YEPES, V. (2021). Procedimientos de construcción para la compactación y mejora del terreno. Colección Manual de Referencia, 1ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 426 pp. Ref. 428. ISBN: 978-84-9048-603-0.

Cursos:

Curso de compactación superficial y profunda de suelos en obras de ingeniería civil y edificación.

Curso de gestión de costes y producción de la maquinaria empleada en la construcción.

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¿Es exacto el ensayo del equivalente de arena?

Figura 1. Altura de la arena, de la arcilla y del líquido en el ensayo de Equivalente de Arena

Recuerdo los quebraderos de cabeza que teníamos en mis primeras obras de carreteras cuando teníamos que aceptar determinadas zahorras por culpa del equivalente de arena. Se trata de un ensayo, muy sencillo en cuanto a su realización, que permite estimar la cantidad de finos presentes en un suelo poco plástico o en un árido fino. Este ensayo lo propuso F.N. Hveem para evaluar cualitativamente, de forma rápida, la cantidad y la actividad de los finos de un suelo. En apretada síntesis, se trata de evaluar la limpieza de un material que llega a una obra para utilizarlo como base granular, relleno drenante o incluso, en el caso de arenas, para su uso en hormigones o en aglomerados. Lo que se busca es un equivalente de arena alto, pues cuanto mayor es este valor, más alta sería la calidad del material.

Para realizar este ensayo debemos acudir a la norma UNE-EN 933-8: “Ensayos para determinar las propiedades de los áridos. Parte 8: Evaluación de los finos. Ensayo del equivalente de arena”. También se puede recurrir a otras normas como la ASTM D2429. Este ensayo se aplica a la fracción arenosa de un suelo. Tras mezclar el suelo seco con un líquido floculante de la arcilla, se agita la mezcla y se deja reposar durante un tiempo para medir la altura que alcanza la parte arcillosa y la que tiene la parte arenosa. Para eso se utiliza una varilla especial. El Equivalente de Arena (EA) sería la relación entre la altura de la arena respecto a la altura de la arcilla multiplicada por 100, tal y como podemos ver en la Figura 1.

En este enlace la Escuela de Ingenieros de Caminos de Madrid tenéis una descripción del ensayo y unos vídeos explicativos que creo os pueden interesar: http://www2.caminos.upm.es/departamentos/ict/lcweb/ensayos_aridos/equivalente_arena.html

El Equivalente de Arena es un ensayo que puede poner en entredicho la calidad de un material usado en carreteras, tal y como os comenté en el caso de mis primeras obras en el entorno de Valencia. Así, por ejemplo, para una zahorra artificial el PG-3 exige un valor superior a 40 cuando se trata de un tráfico T00 a T1, mismo valor que el usado para el material usado para un gravacemento tipo GC20 o un riego de imprimación o curado. Para las mezclas bituminosas en caliente ya se exige un valor de 55 y en el caso de pavimentos de hormigón en zonas sometidas a heladas, el EA debe superar 80.

En el caso del hormigón estructural, el reciente “Código estructural” de 2021 indica que el EA no será inferior a 70 en el caso de hormigones usados en obras sometidas a la clase de exposición X0 o XC, mientras que será de 75 en el resto de los casos. No obstante, si las arenas proceden del machaqueo de rocas calizas o dolomías (rocas sedimentarias carbonáticas que contienen al menos un 70% de calcita, dolomita o de ambas) que no cumplan con el equivalente de arena, pueden aceptarse como válidas bajo determinadas condiciones usando el ensayo azul de metileno, según la norma UNE-EN 933-9.

Las decisiones que se toman con este ensayo son de gran calado. Podemos rechazar un material que sea el que tengamos a nuestra disposición, siendo inviable económicamente traer otro material alternativo. Por tanto, es procedente revisar la exactitud que tiene el ensayo.

En efecto, este ensayo debe tomarse como un control rápido que sustituya a un ensayo granulométrico, pues los resultados se encuentran muy influenciados por las características del fino presente (por ejemplo, si son limos o arcillas). Incluso si se trata de una arcilla, la composición mineralógica y su reacción al líquido floculante pueden influir en los resultados. No es lo mismo un fino calizo que otro silíceo, o una arcilla muy plástica o expansiva.

Por otra parte, si se realiza la agitación por parte de una persona que no siga escrupulosamente las instrucciones del ensayo, se pueden incrementar los errores. Por lo que se prefiere siempre una agitación mecánica normalizada.

Dicho esto, la recomendación es evidente. Cuando un material va sobrado en cuanto a su Equivalente de Arena, este ensayo rápido supone un control para evitar contaminación o problemas puntuales de calidad. Pero si estamos en una situación límite, lo que hay que hacer es buscar la correlación entre el Equivalente de Arena y el Ensayo Granulométrico para corregir las desviaciones que pudiesen haber. Siempre mandará el Ensayo Granulométrico en caso de duda.

En la Figura 2 se observa que, si bien hay cierta tendencia a que el menor contenido de finos tiende a presentar más altos de equivalente de arena, el coeficiente de determinación de dicha relación es bajo (el modelo explica algo menos del 25% de la variabilidad). No obstante, si el material tiene la misma procedencia, la variabilidad es mucho menor que en el caso de materiales diferentes. Sea como sea, no podemos rechazar directamente un material con un EA bajo sin tomar las precauciones debidas.

Figura 2. Valores de EA en función de la presencia de finos (ANEFA, 2018)

Os dejo a continuación un vídeo donde se explica el ensayo del Equivalente de Arena.

Referencias:

ANEFA (2018). Guía española de áridos reciclados procedentes de residuos de construcción y demolición (RCD), 292 pp.

Morilla, I. (2012). Interpretación de los ensayos geotécnicos en suelos. 627 pp., Madrid.

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Las ecoestructuras: pasos de fauna y estructuras de permeabilidad territorial en tiempos de opulencia

Figura 1. Ecoducto sobre la autopista A50 en los Países Bajos. https://es.wikipedia.org/wiki/Paso_de_fauna

Me ha causado cierto impacto la reflexión de Javier Rui-Wamba cuando en su libro “Teoría unificada de estructuras y cimientos. Una mirada transversal“, realiza una cronología y analiza la semántica asociada a las estructuras del transporte, en particular a los puentes. Textualmente dice lo siguiente: “Mucho más recientemente, en la época de opulencias económicas que suele preludiar otras de decadencia, nacieron las que algunos llaman ‘ecoestructuras’, como pueden ser los pasos de fauna y las estructuras de permeabilidad territorial“.

Resulta curioso relacionar la opulencia económica con la aparición de nuevos conceptos estructurales para los que se hace necesario, incluso, un nuevo vocabulario para describirlas. Los pasos de fauna, también llamados “ecoductos” o “puentes verdes” permiten, como indica su propio nombre, el paso de los animales a través de las autopistas o líneas férreas. Pueden ser puentes, túneles, escaleras para peces o, incluso, tendidos de cable de cuerda, todo depende del tipo de fauna que tenga que atravesar el obstáculo.

Espero que la protección medioambiental no tenga que ser exclusiva de los periodos de opulencia, pues ya hemos visto nuestra dependencia absoluta de nuestro entorno para la supervivencia como especie. Os dejo a continuación varias imágenes al respecto.

Figura 2. Puentes para animales. https://ecologismos.com/ecoductos-puentes-para-animales/

Figura 3. Escalera para peces. https://ecoinventos.com/escalera-de-peces/

Os dejo también algunos vídeos al respecto de estas ecoestructuras.