MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2015). Aplicación en la docencia posgrado de algoritmos heurísticos en la optimización de estructuras: Muros nervados. XIII Jornadas de Redes de Investigación en Docencia Universitaria, 2 y 3 de julio, Alicante, 15 pp.
Categoría: Docencia
Pensamiento crítico como competencia transversal en el grado de Ingeniería de Obras Públicas: valoración previa
La competencia transversal de comunicación efectiva en estudios de máster en el ámbito de la ingeniería civil y la construcción
Tuneladora de doble escudo
Los denominados dobles escudos son tuneladoras que presentan características tanto del topo como del escudo. Se trata de un escudo telescópico articulado en dos piezas pensado para sostener el terreno al avanzar en la excavación del túnel. Su principal característica es su doble sistema de propulsión independiente, el primero para el escudo y el segundo para el topo.
Se trata de una máquina muy versátil, pues permite excavar tanto la roca dura que los escudos propiamente dichos no podrían perforar, con rendimientos parecidos a los de los topos. Pero además, permite la excavación en terrenos inestables y heterogéneos que los topos no podrían realizar. Por tanto, es la mejor solución para macizos con tramos de tipología variable suelo-roca.
La máquina presenta dos escudos: el delantero y el trasero. El delantero soporta la cabeza de corte, contiene el rodamiento principal, la corona de accionamiento y los sellos interno y externo. El trasero, también llamado escudo de anclaje, incorpora las zapatas de los «grippers» operables a través de ventanas. En su parte posterior incorpora el erector de dovelas y los cilindros de empuje para la propulsión en modo escudo normal.
El movimiento de estas dos partes es independiente, situándose los «grippers» en un hueco abierto entre ambas, por lo que la cabeza puede excavar mientras que en la cola se van montando los anillos de dovelas. Así, los rendimientos alcanzados son mayores que con un escudo simple. Al mismo tiempo que los cilindros de empuje principal impulsan hacia delante el escudo de cabeza y la rueda de corte realiza la excavación, en el escudo trasero se procede al montaje de un nuevo anillo de dovelas de sostenimiento al abrigo del mismo. Este sistema se aplica en aquellos terrenos capaces de resistir la presión que transmiten los “grippers”.
Cuando el terreno no es capaz de resistir la presión de los “grippers”, la tuneladora funciona como escudo simple, cerrandose el hueco de los «grippers», apoyándose mediante unos cilindros auxiliares en el último anillo colocado, para así obtener la reacción necesaria para el empuje de la cabeza de corte. Por ello, trabajando en modo escudo, no es posible simultanear la excavación con el montaje del anillo de dovelas.
Para aclarar esta explicación, vamos a ver un vídeo de HERRENKNECHT, donde se muestra el funcionamiento de la maquina tuneladora de doble escudo (TBM) utilizada en la perforación del tunel de Guadarrama para el AVE. Espero que os guste.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Métodos y equipos de excavación en túnel. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.835. Valencia, 52 pp.
Qué actividades y cómo evaluar las competencias transversales
Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción
Os presento en esta entrada un nuevo libro que he publicado sobre coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. El libro trata de los fundamentos del coste, la producción y el mantenimiento de la maquinaria empleada en la construcción de obras civiles y de edificación. Se desarrollan los aspectos relacionados con la selección de las máquinas, su vida económica y estructura de coste. Se introducen los conceptos básicos sobre disponibilidad, fiabilidad y mantenimiento de equipos, así como otros referentes a la gestión de inventarios y parques de maquinaria. Además, se explican aspectos necesarios para el cálculo de la producción de máquinas y conceptos relacionados con el estudio de métodos y medición del trabajo. El libro se complementa con un listado de referencias bibliográficas, así como numerosas cuestiones de autoevaluación y problemas resueltos que permiten al alumno ampliar y aplicar los conocimientos desarrollados. Este texto tiene como objetivo apoyar los contenidos lectivos de los programas de los estudios de grado relacionados con la ingeniería civil, la edificación y las obras públicas.
Este libro lo podéis conseguir en la propia Universitat Politècnica de València o bien directamente por internet en esta dirección: https://www.lalibreria.upv.es/portalEd/UpvGEStore/products/p_402-4-1
Sobre el autor: Víctor Yepes Piqueras. Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Catedrático de Universidad, del Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de Valéncia. Número 1 de su promoción, ha desarrollado su vida profesional en empresas constructoras, en el sector público y en el ámbito universitario. Ha sido director académico del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón (acreditado con el sello EUR-ACE®), investigador del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) y profesor visitante en la Pontificia Universidad Católica de Chile. Imparte docencia en asignaturas de grado y posgrado relacionadas con procedimientos de construcción y gestión de obras, calidad e innovación, modelos predictivos y optimización en la ingeniería. Sus líneas de investigación actuales se centran en la optimización multiobjetivo, la sostenibilidad y el análisis de ciclo de vida de puentes y estructuras de hormigón.
Referencia:
YEPES, V. (2015). Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. Editorial Universitat Politècnica de València, 166 pp. Ref. 402. ISBN: 978-84-9048-301-5.
Sustitución de tuberías con torpedo rompedor (pipe bursting)
La fractura de tubería por tiro con barras, reventamiento de tuberías, (pipe bursting) consiste en la instalación de una tubería nueva en el espacio ocupado por el tubo antiguo, el cual es destruido previamente e incorporado al suelo circundante. Es una tecnología sin zanja (trenchless) recomendada para la sustitución de líneas de agua potable y gas en suelos sensibles, donde otras canalizaciones subterráneas o edificios se encuentran cercanos (dimensiones posibles entre 50 y 1200 mm). Es capaz de sustituir tuberías de hormigón, acero o fundición dúctil sin disminución de sección, permitiéndose incluso ciertos incrementos de sección.
Las barras articuladas de tiro son empujadas desde el pozo de tiro a través de la vieja tubería hacia el pozo de inserción de la nueva tubería. Una vez llegan las barras a este pozo, se acopla una cuchilla de corte, un cono expansor y la nueva tubería, normalmente de polietileno. Los equipos presentan entre 40 y 400 toneladas de capacidad de tiro.
La tubería a reemplazar se rompe con una cabeza de ruptura o se corta con un rodillo de corte. Los fragmentos ocasionados se desplazan contra el terreno circundante y la cavidad se amplía, de forma que un nuevo tubo pueda introducirse en ella. La tubería de substitución puede tener el mismo diámetro que la antigua o incluso mayor. En el caso de que pueda tener un diámetro menor, la técnica de relining sería una alternativa a tener en cuenta.
El equipo de trabajo consiste en un cabezal rompedor en forma de cuchilla capaz de seccionar la tubería existente e instalar la nueva. Una estación hidráulica de unas 40 toneladas de tiro situada en el pozo de llegada es la artífice del proceso. Si los pozos de registro tienen dimensión suficiente puede realizarse la sustitución desde ellos, sin necesidad de excavaciones.
Para realizar la sustitución se procede a la excavación de las catas de tiro e inserción. Los trabajos de instalación de maquinaria, sustitución y retirada tienen una duración aproximada de 3 horas, por lo que la sustitución completa de un tramo de 150-200 m puede llevarse a cabo en una jornada de trabajo.
Procedimiento
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A continuación os dejo un mapa conceptual del procedimiento de sustitución de tuberías:
Os paso algunos vídeos donde queda descrito este método constructivo.
Referencias:
UNE-EN ISO 11295:2011. Clasificación e información sobre el diseño de sistemas de canalización en materiales plásticos utilizados en la renovación. (ISO 11295:2010)
Method for Planning Graduate Programs in Construction Management
Esta es la versión post-print de autor. La publicación se encuentra en: http://dx.doi.org/10.1016/j.autcon.2014.10.013, siendo el Copyright de la American Society of Civil Engineers.
El artículo debe ser citado de la siguiente forma:
Pellicer, E.; Yepes, V.; Ortega, AJ. (2013). Method for Planning Graduate Programs in Construction Management. Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice. 139(1):33-41. doi:10.1061/(ASCE)EI.1943-
5541.0000120.
Vídeo explicativo del blog de Procedimientos de Construcción
En esta entrada os dejo un vídeo de unos 5 minutos donde explico brevemente qué podéis encontrar en un blog pensado exclusivamente para la docencia de la asignatura «Procedimientos de Construcción«, perteneciente a los grados de ingeniero civil y de obras públicas (http://procedimientosconstruccion.blogs.upv.es/). Como podéis ver, este blog se encuentra bajo el paraguas institucional de la Universitat Politècnica de València. Espero que os interese y que hagáis buen uso de él. Detrás hay una fuerte dedicación en la elaboración y búsqueda de material útil a los estudiantes.
Diagrama de peraltes para curvas en ‘S’ en carreteras de calzada única.
En este artículo, os voy a presentar una herramienta muy interesante desde el punto de vista docente. Se trata de los Laboratorios Virtuales. Los alumnos pueden interactuar en línea y aprender. En este caso, os paso uno desarrollado por Francisco Javier Camacho Torregrosa, Ana María Pérez Zuriaga y Alfredo García García, profesores de la Unidad Docente de Caminos y Aeropuertos de la Universitat Politècnica de València.
En este laboratorio se aborda el diseño de la transición del peralte entre curvas en planta de sentido de giro diferente. Existen dos formas posibles de realizar la transición del peralte en función de la longitud de la recta intermedia. Si la recta intermedia es suficientemente larga, se instalará un bombeo en ella, para lo cual se realizará la transición del peralte y del desvanecimiento del bombeo propio de las curvas aisladas. Si la longitud de la recta intermedia es insuficiente (es menor de 150 m en carreteras del grupo 2 y de 300 m en carreteras del grupo 1), la transición del peralte se realizará mediante la comúnmente llamada «pajarita», que impone un cambio rápido de peralte en la zona central y no incluye bombeo en dicha recta. En el tramo circular de las curvas en planta, el peralte se mantendrá constante en todo momento. Los objetivos de este laboratorio virtual son: Identificar la influencia de los diferentes parámetros que forman parte del diseño de carreteras. También se representará el perfil longitudinal de una carretera a la escala adecuada (10H:1V).
A continuación se muestran las instrucciones de este laboratorio: «Propiedades del proyecto» permite controlar las características de la carretera a la que pertenece la curva en «S»: su grupo, el sentido de las curvas, la velocidad del proyecto y la distancia desde el eje de giro hasta los bordes de la calzada. «Propiedades curva 1» y «Propiedades curva 2» permiten controlar las características de cada una de las curvas que se van a diseñar. A partir de sus radios, se obtendrá un valor del peralte que se representará en el diagrama. Desde la aplicación también es posible controlar las longitudes de las clotoides y de las curvas. La opción «Recta intermedia» controla la longitud de dicha recta o, en el caso de que sea nula, permite eliminarla.
El enlace al laboratorio virtual es el siguiente: http://mathematica.upvnet.upv.es/eslabon/Ejercicio.asp?do=Peralte
NOTA: Para poder ver los laboratorios necesita el plugin del Wolfram CDF Player. Si no lo tiene instalado en su equipo, puede descargarlo en la página web de Wolfram. Si utiliza un equipo público o no dispone de privilegios para instalar software, puede visualizar el laboratorio desde un servidor remoto. Tan solo necesitará que su navegador incluya soporte para aplicaciones Java. Pulse aquí para visualizar el laboratorio sin instalar el plugin de Mathematica CDF Player.
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.