Efectos estructurales del megaterremoto de Chile

Terremoto de Chile de 2012. Wikipedia

Acabamos de conocer la noticia de un nuevo terremoto en el norte Chile a las 20.46 hora local del martes 1 de abril de 2014, de magnitud 8,2 en la escala de Richter y de larga duración. Esta noticia sirve de nexo para analizar el megaterremoto que tuvo lugar en el 2010. En efecto, el Terremoto de Chile de 2010 fue un sismo ocurrido a las 03:34:08 hora local (UTC-3), del sábado 27 de febrero , que alcanzó una magnitud de 8,8 MW. El epicentro se ubicó en el Mar chileno, frente a las localidades de Curanipey Cobquecura, cerca de 150 kilómetros al noroeste de Concepción y a 63 kilómetros al suroeste de Cauquenes, y a 30,1 kilómetros de profundidad bajo la corteza terrestre. El sismo tuvo una duración de 3 minutos 25 segundos, al menos en Santiago y en algunas zonas llegando a los 6 minutos. Fue percibido en gran parte del Cono Sur con diversas intensidades, en lugares como Buenos Aires y São Paulo por el oriente.  Las víctimas llegaron a un total de 525 fallecidos. Cerca de 500 mil viviendas están con daño severo y se estiman un total de 2 millones de damnificados, en la peor tragedia natural vivida en Chile desde 1960. El sismo es considerado como el segundo más fuerte en la historia del país y el sexto más fuerte registrado por la humanidad. Sólo es superado a nivel nacional por el cataclismo del terremoto de Valdivia de 1960, el de mayor intensidad registrado por el ser humano mediante sismómetros. El sismo chileno fue 31 veces más fuerte y liberó cerca de 178 veces más energía que el devastador terremoto de Haití ocurrido el mes anterior, y la energía liberada es cercana a 100.000 bombas atómicas como la liberada en Hiroshima en 1945.

Este terremoto causó graves daños en las edificaciones del centro del país.  Se ha visto en la práctica el funcionamiento sísmico del universo de edificaciones existentes en la zona, en todos sus sistemas de estructuración, materiales y usos. En lo que compete a la Ingeniería Estructural ha sido un tiempo de aprendizaje, de observación de los distintos tipos de fallas, del comportamiento variado de los materiales y también de los defectos constructivos. Ha generado la necesidad de confeccionar un catastro de las edificaciones, basándose en su daño estructural, estudiar edificios completamente colapsados, otros que han quedado con serios problemas estructurales y aquéllos que mediante reparaciones menores, podrán seguir siendo habitados. Las edificaciones que requieran ser demolidas, precisan la realización de proyectos de ingeniería, la disposición de importantes recursos económicos y técnicos, y medidas de seguridad extremas para salvaguardar a la población. Este escenario obliga a poner en ejercicio las diferentes técnicas de reparación, de acuerdo a los distintos materiales de construcción y sobre la base de las tecnologías existentes. El objetivo planteado ha sido darles nuevamente las características de resistencia que eviten su colapso ante nuevas solicitaciones sísmicas.

A continuación os paso un vídeo realizado por la Universidad Politécnica de Madrid donde Richard Leonardo Zapata Garrido explica este terremoto y sus consecuencias desde el punto de vista ingenieril. Espero que os guste y os sea útil.

La grúa torre de doble vano

Están compuestas por un mástil vertical fijo apoyado sobre una plataforma soporte. Sobre este mástil se sustenta un brazo horizontal de dos vanos estabilizados por medio de cables atirantados en su parte superior. El vano superior, denominado pluma, es el utilizado por el carro de traslación para desplazarse, mientras el otro, la contrapluma, sirve de contrapeso. La estructura se compone de tramos en celosía. La pluma gira 360º por medio de una corona circular y por un engranaje movido por motor eléctrico.

Las velocidades de maniobra son de 1 a 2 r.p.m. para el giro y de unos 40 a 50 m/min para el desplazamiento y elevación de la carga. El control de la grúa puede efectuarse desde una cabina de mando situada en la base o en la parte superior de la torre, o bien desde tierra por medio de un mando móvil desplazable.

Como curiosidad os dejo un vídeo de la grúa torre más grande del mundo: la Kroll K-10000. Tiene una altura de 120 m y es capaz de levantar 132 t de carga máxima y 91 t a una distancia de 100 m. Puede resistir vientos de hasta 240 km/h. Espero que os guste el vídeo.

Os dejo también un vídeo del desmontaje de una grúa torre.

Referencias:

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

Construcción de las torres Puerta de Europa de Madrid

Puerta de Europa (Madrid). Wikipedia

Las dos torres gemelas, que conforman la llamada “Puerta de Europa”, se inauguraron en 1996. Más conocidas como las torres KIO, es un proyecto de los arquitectos estadounidenses Philip Cortelyou Johnson (Cleveland, Ohio, EE.UU, 1906 – New Canaan, Connecticut, EE.UU., 2005) y John Henry Burgee (Chicago, Illinois, EE.UU, 1933). Las Torres KIO son dos torres de cristal, granito y metal, inversamente simétricas, destacando su inclinación de 15º respecto a la vertical. Constituyen los primeros rascacielos inclinados que se edificaron en el mundo, con una altura de 115 metros y 26 plantas. Están situadas, en la Plaza de Castilla de Madrid, próximas al centro financiero de AZCA.

La solución estructural es singular, la inclinación de ambos edificios se ha conseguido mediante acero estructural, unido a un núcleo rígido, una caja prismática de hormigón armado que alberga las escaleras y ascensores. Para contrarrestar el empuje de los pisos hacia el lado inclinado, un sistema de cables une la parte alta del edificio con un contrapeso subterráneo de hormigón ubicado en el lado opuesto.

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Aunque su construcción comenzó en 1989, por los sucesivos paros en las obras debidos a motivos económicos, no se inauguraron hasta 1996. Os dejo un vídeo donde se explica la construcción de estos edificios singulares. Espero que os guste.

 

 

La construcción de las Torres Gemelas de Nueva York

El World Trade Center original de la ciudad de Nueva York en marzo de 2001. Wikipedia

El World Trade Center original era un complejo de siete edificios. Incluía a las emblemáticas torres gemelas, inauguradas el 4 de abril de 1973, y destruidas en los ataques del 11 de septiembre de 2001, junto con el World Trade Center 7. Al momento de su finalización, los originales World Trade Center 1 (la Torre Norte) y World Trade Center 2 (la Torre Sur), conocidos en conjunto como las Torres Gemelas, eran los edificios más altos del mundo. Cada torre tenía 110 pisos elevándose desde la acera 411 metros.

La Torre Norte (WTC 1) fue culminada el 23 de diciembre de 1970, mientras que la Torre Sur (WTC 2) fue culminada más tarde, el 19 de julio de 1971. Los primeros inquilinos se mudaron a la Torre Norte en diciembre de 1970, mientras que la Torre Sur aceptó inquilinos en enero de 1972. Cuando las Torres Gemelas del World Trade Center fueron completadas, los costes totales para la Autoridad Portuaria habían alcanzado los 900 millones de dólares estadounidenses. La ceremonia de inauguración se celebró el 4 de abril de 1973, aunque solo dos horas después se desplomaron tras el ataque con aviones.

Pero más vale una imagen que mil palabras. Os dejo un vídeo sobre la construcción de las Torres Gemelas del WTC. Espero que os guste.

Apeo de fachada

La sujeción de fachadas mediante apeos se realiza en aquellas ocasiones en que se desea la conservación de la fachada de un edificio, bien por su interés arquitectónico, bien por el valor que esta imprime al espacio público que delimita, mientras este se demuele y se reconstruye una nueva estructura que la sustente. El diseño, el cálculo y la ejecución del apeo se realizará para mantener la fachada “colgada” en su posición original, garantizando su estabilidad y evitando su desplome por acciones horizontales durante la demolición del edificio y hasta que la fachada esté correctamente unida a la nueva estructura.

Figura 1. Análisis de los elementos sobre los que actuará el apeo

Os dejo un pequeño vídeo donde se explica este procedimiento constructivo de forma sencilla. Espero que os guste.

Referencias:

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

Construcción mediante encofrados túnel

Figura 1. Encofrado tipo túnel. http://soda.ustadistancia.edu.co/enlinea/leonardomartinez-sist%20industrializados-2/momento_2.html

Un encofrado tipo túnel, también llamado sistema de muros portante, sirve para la construcción rápida e industrializada de estructuras de hormigón armado mediante placas verticales (muros) y placas horizontales (losas) que permite estructuras de gran resistencia y rigidez lateral. Se han logrado importantes beneficios de productividad al utilizar el encofrado tipo túnel para construir edificaciones celulares como hoteles, viviendas de baja y alta altura, albergues, residencias estudiantiles, prisiones y alojamientos militares.

Las dimensiones normales de las unidades de encofrado tipo túnel son de 8 a 11 m de largo y de 2,5 a 7,0 m de ancho. Las unidades individuales pueden unirse para formar túneles de mayor longitud. Los espesores de las pantallas y losas son relativamente pequeños, variando entre 12 y 25 cm, dependiendo de la cantidad de pisos, las solicitaciones y la luz en la losa. Entre las ventajas de este sistema se pueden señalar la normalización del diseño estructural, la rapidez en la construcción y su relativa economía, con encofrados de acero en forma de “U invertida”; aunque en viviendas, la distribución de espacios, instalaciones, etc., deben planificarse con cierto detalle.

Se pueden distinguir dos tipologías de encofrado túnel. La primera se forma con paneles independientes, donde los diedros se montan y desmontan para formar el túnel. La segunda la forman diedros unidos mediante una pieza móvil o clave. En este segundo sistema, el encofrado túnel se compone de dos medios cuerpos que, juntos, forman una célula. Juntando varias células, se puede construir el edificio. Una vez se coloca la ferralla y las instalaciones, se hormigonan las paredes y las losas en una sola operación.

http://spanish.formworkscaffoldingsystems.com

Eficiencia del proceso

Para el tipo de sitio de construcción y estructura adecuada, el encofrado tipo túnel es una forma muy rápida de construcción. Además, permite obtener acabados superficiales de alta calidad. Gracias a su diseño ingenieril, se logra una alta precisión dimensional en la estructura terminada. Además, este método requiere una fuerza laboral más reducida pero con habilidades múltiples en el lugar de la obra. La naturaleza repetitiva del trabajo facilita la planificación de las actividades de construcción.

Seguridad

Los sistemas de encofrado tipo túnel incluyen características normalizadas para la seguridad, como barandillas de protección. Muchos sistemas suelen tener protecciones de borde incorporadas. La mayoría de los encofrados tipo túnel se entregan en el sitio parcialmente ensamblados, lo que reduce la manipulación manual. El montaje se completa a nivel del suelo. La estructura completa del encofrado proporciona una plataforma de trabajo robusta y estable. La naturaleza repetitiva del trabajo permite que los operarios del sitio se familiaricen rápidamente con los aspectos de seguridad de su trabajo. Los proveedores de encofrados a menudo proporcionan materiales y recursos para capacitar a la fuerza laboral. El uso de herramientas eléctricas para el montaje es moderado.

Otras características de sostenibilidad

El sistema de encofrado es fácil de limpiar y reutilizar, lo que genera menos desperdicio en comparación con los encofrados tradicionales. Los sistemas de encofrado tipo túnel pueden ser muy rentables para ciertos tipos de estructuras. La naturaleza repetitiva del trabajo, junto con el encofrado diseñado, permite a los equipos del sitio ajustar finamente sus operaciones, lo que reduce al mínimo el desperdicio de concreto.

Consideraciones adicionales

El encofrado tipo túnel es particularmente económico para proyectos con 100 o más unidades celulares, pero también existen ejemplos en el extranjero donde se utilizan para viviendas de baja altura y construcciones con bastidores celulares mucho más pequeños. Se requiere un espacio suficiente para permitir una eliminación segura del túnel de la estructura en construcción. Es necesario una planificación adecuada para asegurar el espacio suficiente en el sitio para el transporte, almacenamiento, ensamblaje y desmontaje. El montaje requiere operarios completamente familiarizados con el sistema de encofrado.

Dejo a continuación unos cuantos vídeos explicativos del sistema. Espero que sean de vuestro interés.

A continuación os dejo un enlace de un catálogo donde se describen estos encofrados y su procedimiento constructivo:  http://www.eit-es.com/catalogos/Encofrado%20Tunel.pdf

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La prefabricación revoluciona los procedimientos constructivos

Hábitat 67. Moshe Safdie, Montreal 1967

En ocasiones asociamos la prefabricación con una baja calidad cuando pensamos en los típicos barracones de obra. Sin embargo esta visión se encuentra alejada de la realidad. Lo cierto es que el control de calidad en fábrica y las modernas técnicas constructivas permiten realizar construcciones prefabricadas con una fiabilidad igual o mayor que la conseguida con la construcción tradicional.

Después de la II Guerra Mundial las necesidades de reconstrucción llevaron a diversos países a intentos sucesivos de dar el salto para industrializar la propia construcción. De este modo se desarrolla la prefabricación, con el objeto de reproducir en la edificación lo que en los años veinte había conseguido Ford con los automóviles, si bien los primeros antecedentes hay que buscarlos en el año 1905, cuando los establecimientos Edmond Coignet iniciaron la prefabricación de piezas moldeadas de hormigón. Hacia el año 1925 hizo su aparición el procedimiento de fabricación de tubos por centrifugación. En la Unión Soviética y en los países de su órbita, aunque también en Israel y, en menor medida, en países occidentales, como Francia, se desarrolló una prefabricación pesada, cerrada en sí misma, que consiguió racionalizar procesos y abaratar costes, con el inconveniente generalizado de caer en la repetición y la monotonía. En España se vieron ejemplos en la proliferación de pasos superiores de vigas prefabricadas con la construcción de las primeras autopistas de pago en la década de los 70 y 80. Más inteligente y con más posibilidades fue el desarrollo de una prefabricación abierta, donde diversos componentes pueden utilizarse en sistemas abiertos y variados.

Os dejo algunos vídeos donde se han conseguido batir récords constructivos con la prefabricación, como el que ha conseguido realizar un hotel en sólo dos días en China. Espero que os gusten.

 

Torres y rascacielos: de Babel a Dubái, o a la China

La construcción de rascacielos siempre ha sido una aventura y un mito para el ser humano. Es la metáfora más parecida al espíritu de inmortalidad aspirada por los humanos, capaz de superar cualquier dificultad para alcanzar el cielo, el infinito. Las catedrales podrían ser los siguientes edificios, tras la mítica torre de Balbel, capaces de alcanzar dicha espiritualidad. La siguiente obsesión quizá fue la Torre Eiffel, diseñada por un ingeniero y que no fue muy entendida por la academia del momento, aunque sí por los parisinos.

Los actuales rascacielos, creados en Chicago (Estados Unidos) y perfeccionados en Nueva York,  constituyen una auténtica revolución urbana, símbolo de modernidad. El elemento principal que permitió el desarrollo de los rascacielos fue el ascensor, si bien otros avances técnicos como el acero, el hormigón armado, el vidrio, y la bomba hidráulica hicieron posible el aumento progresivo en altura.

Antes del siglo XIX los edificios de más de seis plantas eran muy escasos y muy poco prácticos, por lo que se puede decir que son estructuras propias del siglo XX y con una gran proyección en el futuro en las ciudades verticales. Ver, por ejemplo, el proyecto Kingdom Tower, en Jeddah, Arabia Saudí, ya iniciado y que tendrá una altura de unos 1000 m, o bien la Torre Biónica, con 1228 metros de altura, 300 pisos y con una capacidad para albergar a 100.000 personas. Más datos y gráficos sobre rascacielos, por altura, por región, por tipo o por funcionalidad pueden consultarse en el informe de CTBUH.

En la ciudad prefectura de Changsha, China, será construido este año (2013) el que será el nuevo edificio más alto del planeta, llamado Sky City y que medirá nada menos que 838 metros de altura, utilizando además un método de fabricación que le permitirá estar listo en cosa de meses. Porque el que hasta ahora es el edificio de mayor altura jamás visto, el Burj Khalifa en Dubai (828 metros), comenzó a construirse el año 2004 y se inauguró en 2010, mientras que el Sky City comenzará sus obras durante el próximo mes de junio y estará listo a finales de este mismo año 2013, tardándose cerca de 210 días en completarse.

Para abundar más sobre el tema, os dejo un magnífico vídeo del arquitecto Enrique Álvarez-Sala, coautor de la Torre SyV de Madrid, que nos guía en la visita a la Exposición «Torres y Rascacielos: De Babel a Dubái». Espero que os guste.

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Certificación energética. Directrices de diseño y ejecución

A continuación dejo la presentación que hizo Francisca Molina Moreno de su Trabajo Fin de Máster denominado: «Análisis del estado del conocimiento de la certificación energética aplicados a criterios de sostenibilidad y eficiencia en edificación. Directrices en el diseño y ejecución de proyectos previas a la auditoría energética», que tuve la ocasión de dirigir y que se defendió en septiembre de 2012 en la Universidad Politécnica de Valencia.

Tras un análisis cuantitativo y cualitativo de los artículos, se elaboró un resumen de las metodologías, herramientas y procedimientos de gestión, diseño y construcción que actualmente se desarrollan (en la teoría) e implementan (en la práctica). El análisis se centró en la optimización de recursos (económicos, materiales y de tiempo) y en las fases del proceso: proyecto, construcción y explotación. Se planteó un enfoque práctico (a partir de la consulta del documento, que se deja abierto a completar en futuras investigaciones), en el que se puede consultar la etapa constructiva que se necesite.

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Técnicas constructivas: Equipos de movimiento de tierras y compactación

Hemos considerado interesante presentar un curso sobre “Técnicas Constructivas de la Ingeniería Civil para Profesionales de la Edificación: Equipos de Movimiento de Tierras y Compactación” porque pensamos que la transferencia de conocimiento y experiencia del campo de la ingeniería civil a otros profesionales centrados en la edificación puede mejorar sus competencias en la construcción de obras en general.

Os paso el contenido del curso, por si os pudiera servir de interés:

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