Categoría: estructuras

Resultados intermedios del proyecto de investigación RESILIFE

En este momento, estamos elaborando la justificación técnica y económica del proyecto de investigación RESILIFE. Los investigadores principales son Víctor Yepes y Julián Alcalá. El proyecto comenzó el 1 de septiembre de 2024 y se prevé que finalice a finales de 2027. Hemos hablado mucho de este proyecto en el blog.

Se trata del proyecto PID2023-150003OB-I00, cuya denominación es: «Optimización resiliente del ciclo de vida de estructuras híbridas y modulares de alta eficiencia social y medioambiental bajo condiciones extremas».

En la fase intermedia del proyecto, se han publicado 25 artículos en revistas indexadas en el JCR, de los cuales 17 están en el primer cuartil y 8 en el segundo. Pero quizás sea importante destacar que de ellos, 13 se han publicado en revistas del primer decil. Entre ellos tenemos un Featured Paper Award de Engineering Structures. En las referencias, al final de esta entrada, tenéis los artículos y sus enlaces para su descarga.

Este esfuerzo ha sido fruto del trabajo de un buen número de investigadores de distintas nacionalidades. Han participado 22 autores: Yepes, Kripka, Sánchez-Garrido, Yepes-Bellver, Navarro, Negrín, Alcalá, Luque Castillo, Guaygua, Tres Junior, De Medeiros, Villalba, Fernández-Mora, Brun-Izquierdo, Martínez-Muñoz, Martí, Ruiz-Vélez, García, Partskhaladze, Vitorio Junior, Onetta y Chagoyén. Hay presencia internacional en países como Brasil, Chile, Ecuador, Perú, Georgia y Cuba.

La investigación reciente en ingeniería civil y construcción, sintetizada en el proyecto RESILIFE y en estudios asociados, marca un cambio de paradigma hacia un enfoque de diseño integral. Este enfoque trasciende la mera eficiencia económica para integrar la resiliencia ante eventos extremos (incendios, sismos y colapsos progresivos), la sostenibilidad multidimensional (ambiental, social y económica) y la eficiencia operativa mediante la digitalización.

Avances en optimización multiobjetivo, sostenibilidad y resiliencia en la ingeniería estructural

Los hallazgos clave incluyen:

  • Sistemas híbridos y modulares: las tipologías de acero y hormigón, así como los sistemas modulares prefabricados (PVMB), demuestran una superioridad técnica y medioambiental significativa. Por ejemplo, las vigas híbridas de sección transversal variable (THVS) pueden reducir los costes de fabricación hasta en un 70 % y las emisiones en un 32 %.
  • Resiliencia integrada: la incorporación de la seguridad contra incendios y de un diseño robusto frente al colapso progresivo en las fases conceptuales no solo mejora la seguridad, sino que también puede optimizar costes (reducción de hasta el 21 % en pasarelas con requisitos de confort dinámico).
  • Sostenibilidad social: el análisis del ciclo de vida social (S-LCA) emerge como un factor crítico, especialmente en viviendas sociales, donde los aspectos sociales representan casi el 40 % del peso en la toma de decisiones.
  • Digitalización y modelado: el uso de BIM (herramientas como Endurify 2.0) y modelos subrogados (redes neuronales y Kriging) permite gestionar con precisión la vida útil remanente y optimizar la huella de carbono con errores predictivos mínimos.

1. Optimización multiobjetivo y resiliencia ante eventos extremos

La integración de factores de riesgo extremo como criterio principal de diseño permite desarrollar infraestructuras más seguras sin comprometer la viabilidad económica.

1.1 Resiliencia al fuego en pasarelas híbridas

  • Enfoque integrado: se propone el rendimiento ante el fuego como motor de diseño, junto con el coste, el impacto ambiental y la comodidad del peatón.
  • Configuraciones óptimas: se recomienda utilizar acero de menor resistencia en el alma y de mayor en las alas (una relación de límite elástico de aproximadamente 1,6).
  • Compromisos de diseño: existe una dicotomía geométrica, ya que las vigas más compactas mejoran la seguridad frente a incendios, mientras que las geometrías esbeltas favorecen el rendimiento dinámico. Una inversión adicional del 23 % en el coste puede evitar el colapso durante 10 minutos de exposición al fuego.

1.2 Resistencia al colapso progresivo (PC) y sismos

  • Marco OBDRPC: este marco integra principios de diseño resistente al colapso progresivo y de optimización basada en simulaciones, en los que se considera la interacción suelo-estructura (SSI).
  • El impacto de la interacción suelo-estructura puede generar diferencias de hasta el 24,29 % en el uso de materiales de la superestructura si no se tiene en cuenta dicha interacción.
  • Sistemas modulares en zonas sísmicas: en regiones como Quito, los sistemas modulares de acero laminado en caliente ofrecen el mejor rendimiento global, ya que reducen los tiempos de construcción y el impacto social, aunque los costes iniciales son más altos.
  • Refuerzo sísmico: el uso de polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP) se identifica como la mejor alternativa para el refuerzo de las vigas de hormigón deficientes, debido a su menor impacto ambiental y social en comparación con el encamisado de acero o de hormigón.

2. Sostenibilidad y análisis del ciclo de vida (ACV)

La sostenibilidad se evalúa mediante un enfoque de «triple balance» que abarca las dimensiones económicas (LCC), ambientales (LCA) y sociales (S-LCA).

2.1. Descarbonización y eficiencia de materiales

  • Puentes y pasarelas: la optimización de los pasos superiores de las carreteras puede reducir la huella de carbono en un 12 %. En los puentes de losa pretensados, se recomienda una relación de esbeltez de 1/28 y hormigón C-40 para maximizar la eficiencia energética.
  • Economía circular: el uso de losas aligeradas con plástico reciclado reduce el consumo de hormigón y acero entre un 23 % y un 33 %, lo que se traduce en una disminución del 24 % del potencial de calentamiento global.
  • Relación coste-emisiones: Se ha identificado una relación lineal: cada dólar ahorrado en la optimización de pasarelas reduce las emisiones de CO2 en aproximadamente 0,7727 kg por metro.

2.2 Dimensión social de la construcción

  • Vivienda social: el sistema Light Steel Frame (LSF) destaca como la opción más favorable en contextos de desarrollo, ya que ofrece un buen equilibrio entre coste, durabilidad y menor mantenimiento.
  • Riesgos sociales: la implementación de sistemas de construcción circular y modelos de optimización reduce los riesgos sociales hasta en un 20 % en las categorías de trabajadores y de la comunidad local.

3. Tipologías estructurales innovadoras.

El desarrollo de nuevas geometrías y combinaciones de materiales es fundamental para la eficiencia industrial.

Tipología Beneficios clave identificados
Vigas THVS (híbridas transversales de sección variable) Reducción de costes de fabricación hasta el 70%; reducción de emisiones hasta el 32%; menor carga axial en columnas y cimientos debido a la reducción del peso propio.
Sistemas modulares (PVMB) Despliegue más rápido, mayor resiliencia social y reducción de los impactos ambientales en comparación con los métodos convencionales in situ.
Estructuras MMC en costa El uso de cemento sulforresistente, impregnación hidrofóbica y humo de sílice aumenta la calificación de sostenibilidad en un 86% frente a diseños base en ambientes marinos agresivos.
Almacenes de acero con cerramientos de acero Menor impacto ambiental que el de los cerramientos de ladrillo o de bloques de hormigón, especialmente en escenarios de reciclaje al final de la vida útil.

4. Digitalización y herramientas de decisión.

La complejidad de los criterios de competencia exige el uso de herramientas informáticas avanzadas.

4.1 BIM y gestión de la vida útil

  • Endurify 2.0: este complemento para entornos BIM automatiza la planificación de la rehabilitación estructural y estima la vida útil remanente (RUL). Su aplicación reduce los costes totales en un 15 % y el impacto por proximidad en un 10 % en comparación con la planificación basada en expertos.
  • Indicadores de daño: el sistema analiza cuatro indicadores críticos: carbonatación, fisuración transversal, fluencia y deflexión.

4.2. Modelos subrogados y algoritmos de optimización

  • Precisión predictiva: las redes neuronales artificiales (ANN) y el modelo Kriging han demostrado ser muy precisos para optimizar la huella de carbono y la energía embebida, aunque tienden a sobreestimar ligeramente los valores observados.
  • Algoritmos metaheurísticos: el uso de algoritmos como NSGA-III, CTAEA y SMS-EMOA permite equilibrar objetivos en conflicto (rendimiento estructural frente a la constructibilidad), siendo NSGA-III el que muestra la mayor convergencia hacia el frente de Pareto.
  • Múltiples criterios (MCDM): se emplean métodos híbridos (BWM, TOPSIS, VIKOR y DEMATEL) para reducir la subjetividad del juicio experto y modelar las interdependencias causales entre los criterios de sostenibilidad.

5. Conclusiones y directrices de diseño

La síntesis de las fuentes permite establecer directrices prácticas para la infraestructura moderna:

  1. Priorizar la hibridación: El uso de secciones híbridas (de acero con distintos límites elásticos) y de sistemas mixtos de acero y hormigón ofrece las mayores ventajas económicas y medioambientales.
  2. Mantenimiento preventivo: en entornos agresivos (como las costas), la inversión inicial en materiales especiales (como el humo de sílice o las impregnaciones) compensa con creces la reducción de las intervenciones de mantenimiento reactivo.
  3. Enfoque holístico en la vivienda: la evaluación de los proyectos de vivienda social debe integrar obligatoriamente las dimensiones técnica y social, no solo la económica, para garantizar la resiliencia de la comunidad.
  4. Optimización desde el proyecto: La resiliencia al fuego y al colapso debe integrarse en la fase de diseño conceptual para evitar sobrecostes innecesarios en etapas avanzadas del proyecto.

Referencias:

  1. TRES JUNIOR, F.L.; DE MEDEIROS, G.F.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2026). Integrated Optimization Framework for Fire-Resilient and Sustainable Hybrid Steel-Concrete Composite Footbridges. Engineering Structures, 360, 122779. DOI:10.1016/j.engstruct.2026.122779
  2. GUAYGUA, B.; SÁNCHEZ-GARRIDO, A.; YEPES-BELLVER, L.; YEPES, V. (2026). A multi-criteria life-cycle decision framework for sustainable modular hospitals in seismic regions. Results in Engineering, 30, 110371. DOI:10.1016/j.rineng.2026.110371
  3. FERNÁNDEZ-MORA, V.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2026). Extending Building Lifespan: Integrating BIM and MCDM for Strategic Rehabilitation. Journal of Information Technology in Construction, 31:398-419. DOI:10.36680/j.itcon.2026.018
  4. LUQUE CASTILLO, X.; YEPES-BELLVER, L.; YEPES, V. (2026). Towards Sustainable Social Housing: An Integrative Life Cycle and Multi-Criteria Approach. Sustainable Cities and Society, 137, 107164. DOI:10.1016/j.scs.2026.107164
  5. SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2026). Multivariate Environmental and Social Life Cycle Assessment of Circular Recycled-Plastic Voided Slabs for Data-Driven Sustainable Construction. Environmental Impact Assessment Review, 118, 108297. DOI:10.1016/j.eiar.2025.108297
  6. SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2026). Optimizing reactive maintenance intervals for the sustainable rehabilitation of chloride-exposed coastal buildings with MMC-based concrete structure. Environmental Impact Assessment Review, 116, 108110. DOI:10.1016/j.eiar.2025.108110
  7. TRES JUNIOR, F.L.; DE MEDEIROS, G.F.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2025). Designing for Safety and Sustainability: Optimization of Fire-Exposed Steel-Concrete Composite Footbridges. Structural Engineering and Mechanics, 96 (4):337-350. DOI:10.12989/sem.2025.96.4.337
  8. NEGRÍN, I.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2025). Life-cycle environmental impact optimization of an RC-THVS composite frame for sustainable construction. Engineering Structures, 345, 121461. DOI:10.1016/j.engstruct.2025.121461 Featured Paper Award
  9. NEGRÍN, I.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2025). Manufacturing cost optimization of welded steel plate I-girders integrating hybrid construction and tapered geometry. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 140, 1601-1624. DOI:10.1007/s00170-025-16365-2
  10. NEGRÍN, I.; CHAGOYÉN, E.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2025). An integrated framework for Optimization-based Robust Design to Progressive Collapse of RC skeleton buildings incorporating Soil-Structure Interaction effects. Innovative Infrastructure Solutions, 10:446. DOI:10.1007/s41062-025-02243-z
  11. YEPES-BELLVER, L.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2025). Predictive modeling for carbon footprint optimization of prestressed road flyovers. Applied Sciences, 15(17), 9591. DOI:10.3390/app15179591
  12. VILLALBA, P.; SÁNCHEZ-GARRIDO, A.; YEPES-BELLVER, L.; YEPES, V. (2025). A Hybrid Fuzzy DEMATEL–DANP–TOPSIS Framework for Life Cycle-Based Sustainable Retrofit Decision-Making in Seismic RC Structures. Mathematics, 13(16), 2649. DOI:10.3390/math13162649
  13. LUQUE CASTILLO, X.; YEPES, V. (2025). Multi-criteria decision methods in the evaluation of social housing projects. Journal of Civil Engineering and Management, 31(6), 608–630. DOI:10.3846/jcem.2025.24425
  14. LUQUE CASTILLO, X.; YEPES, V. (2025). Life Cycle Assessment of Social Housing Construction: A Multicriteria Approach. Building and Environment, 282:113294. DOI:10.1016/j.buildenv.2025.113294
  15. VITORIO JUNIOR, P.C.; YEPES, V.; ONETTA, F.; KRIPKA, M. (2025). Comparative Life Cycle Assessment of Warehouse Construction Systems under Distinct End-of-Life Scenarios. Buildings, 15(9), 1445. DOI:10.3390/buildings15091445
  16. NEGRÍN, I.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2025). Design optimization of a composite typology based on RC columns and THVS girders to reduce economic cost, emissions, and embodied energy of frame building construction. Energy and Buildings, 336:115607. DOI:10.1016/j.enbuild.2025.115607
  17. FERNÁNDEZ-MORA, V.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2025). Structural damage index evaluation in BIM environments. Structures, 74:108544. DOI:10.1016/j.istruc.2025.108544
  18. 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
  19. 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.
  20. MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2025). Game Theory-Based Multi-Objective Optimization for Enhancing Environmental and Social Life Cycle Assessment in Steel-Concrete Composite Bridges. Mathematics, 13(2):273. DOI:10.3390/math13020273
  21. NEGRÍN, I.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2025). Metamodel-assisted design optimization of robust-to-progressive-collapse RC frame buildings considering the impact of floor slabs, infill walls, and SSI implementation. Engineering Structures, 325:119487. DOI:10.1016/j.engstruct.2024.119487
  22. GUAYGUA, B.; SÁNCHEZ-GARRIDO, A.; YEPES, V. (2024). Life cycle assessment of seismic resistant prefabricated modular buildings. Heliyon, 10(20), e39458. DOI:10.1016/j.heliyon.2024.e39458
  23. YEPES-BELLVER, L.; BRUN-IZQUIERDO, A.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2024). Artificial neural network and Kriging surrogate model for embodied energy optimization of prestressed slab bridges. Sustainability, 16(19), 8450. DOI:10.3390/su16198450
  24. RUIZ-VÉLEZ, A.; GARCÍA, J.; PARTSKHALADZE, G.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2024). Enhanced Structural Design of Prestressed Arched Trusses through Multi-Objective Optimization and MCDM. Mathematics, 12(16), 2567. DOI:10.3390/math12162567
  25. SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2024). Sustainable preventive maintenance of MMC-based concrete building structures in a harsh environment. Journal of Building Engineering, 95:110155. DOI:10.1016/j.jobe.2024.110155

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El asombroso puente que desafió a la lógica: lecciones increíbles sobre cómo se construyó el Golden Gate

En la San Francisco de los años treinta, la idea de cruzar el estrecho de Golden Gate no era solo una ambición urbanística; para la mayoría de los ingenieros de la época, era una «locura» manifiesta. El escenario no podía ser más hostil: una lengua de agua de 1,6 kilómetros en la que las gélidas nieblas del Pacífico ocultan remolinos mortales y corrientes traicioneras que fluyen simultáneamente en direcciones opuestas. Se decía que la propia naturaleza había prohibido el paso por aquel abismo.

Sin embargo, tras cuatro años de una épica batalla entre el ingenio humano y los elementos, el 27 de mayo de 1937 se inauguró una estructura que redefinió la escala de lo posible. Con un coste de 35 millones de dólares de la época —una cifra colosal en plena Gran Depresión—, el gigante de acero se erigió en un símbolo de resiliencia. Hoy, como cronista de estas grandes hazañas, les invito a descubrir los secretos técnicos y los dramas humanos que mantienen en pie a este icono casi nueve décadas después.

De este puente tuve la oportunidad de hablar en el programa Memoria de Delfín, de RNE.   https://rneaudio.rtve.es/a/17043130

La batalla contra una naturaleza «confabulada»

El estrecho de Golden Gate fue calificado como el «peor lugar de Estados Unidos» para construir. No solo por los vientos huracanados, sino también por una geología submarina que exigió medidas extremas. Para asentar la Torre Sur, a 335 metros de la costa, fue necesario que buzos, provistos de precarias escafandras, se sumergieran en aguas oscuras y con fuertes corrientes.

La cimentación se realizó sobre roca de serpentinita, conocida por su excepcional dureza, por lo que los obreros tuvieron que colocar tubos de acero gigantes en el lecho marino para detonar dinamita bajo el agua y abrirse paso mediante explosiones. La construcción del muelle de acceso de 400 metros fue una verdadera etapa maldita: en agosto de 1933, un carguero desorientado por la niebla lo redujo a escombros y, tras ser reconstruido, un vendaval lo volvió a fracturar meses después.

«Como si la naturaleza quisiera demostrar la locura del proyecto, durante el primer año se registraron nieblas, tormentas y corrientes que pusieron en riesgo la viabilidad de la obra».

El «Club a medio camino del infierno» y la revolución de la seguridad

Joseph Strauss, el promotor del proyecto, sentía una obsesión casi mística por la seguridad en una época en la que la norma aceptada era «una muerte por cada millón de dólares invertidos». Para el puente Golden Gate, eso habría significado entre 30 y 35 fallecimientos. Strauss se negó a aceptar esa estadística y convirtió la obra en un laboratorio de prevención.

  • La red de salvación: Invirtió 9.000 dólares en una red de seguridad gigantesca, similar a la de los circos, extendida bajo el tablero. Esta red salvó la vida de 19 hombres que, tras caer al vacío, fundaron el exclusivo «Club a medio camino del infierno».
  • Innovaciones singulares: Fue el primer proyecto en exigir cascos de seguridad y el uso de cables de vida. Pero Strauss fue más allá: suministró gafas de sol para evitar la ceguera por el reflejo del metal y, curiosamente, promovió una dieta estricta y una «cura para la resaca a base de repollo» para garantizar que sus operarios, los «hombres del puente», estuvieran en plenas facultades en las alturas.

Pese a todo, la tragedia no pudo evitarse por completo: 11 hombres fallecieron, 10 de ellos en un solo accidente final, cuando un andamio colapsó y desgarró la red de seguridad.

El color «accidental» y el genio del art déco

Pocos saben que la imagen icónica del puente estuvo a punto de convertirse en una pesadilla visual. La Armada de Estados Unidos presionó con fuerza para que el puente se pintara con rayas amarillas y negras, a fin de garantizar la máxima visibilidad de sus barcos en la niebla.

Fue el arquitecto Irving Morrow quien salvó la estética del monumento. Morrow no solo diseñó los detalles art déco, como las estrías verticales de las torres y las farolas, sino que también defendió el tono «naranja internacional». Originalmente, este color era solo una capa protectora temporal de minio que se aplicaba al acero en las fábricas de Pensilvania. Morrow se dio cuenta de que este tono armonizaba con el paisaje de las colinas de Marin y ofrecía un contraste perfecto con el azul del mar y el blanco de la niebla. Lo que nació como una protección contra la corrosión salina terminó por convertirse en el alma del puente.

Puente colgante Golden Gate, en San Francisco. La segunda imagen corresponde al color que la Armada estadounidense quería. Joan Campderrós-i-Canas/CC BY 2.0; Golden Gate Bridge

El cerebro matemático en la sombra: el caso de Charles Ellis.

La historia oficial suele ensalzar a Joseph Strauss. Su primer diseño fue un híbrido industrial pesado que recordaba a un «gigantesco andamio de acero». El puente elegante que vemos hoy es, en gran medida, el mérito de Charles Ellis.

Ellis, un profesor de ingeniería meticuloso, fue el encargado de resolver las complejas ecuaciones diferenciales necesarias para garantizar la estabilidad estructural. Pasó meses realizando cálculos a mano para garantizar que el puente resistiera la flexión y el viento. Sin embargo, tras una disputa personal, Strauss lo despidió y borró su nombre de los registros. Ellis murió sin recibir el reconocimiento que merecía, y no fue hasta 2012 cuando se instaló una placa oficial que lo acreditó como el verdadero artífice de los cálculos que permiten que las torres de 227 metros y los 1,2 millones de remaches sigan sosteniendo la estructura.

El futuro en 2025: BIM y la amenaza del «Grande»

Si Joseph Strauss y Charles Ellis hubieran contado con la tecnología actual, el proceso habría sido completamente distinto. En la actualidad, el Golden Gate no es solo acero, sino también un ente digital. En una carrera contrarreloj para resistir un terremoto de magnitud 8,3 en la escala de Richter, se está llevando a cabo una rehabilitación científica valorada en unos 300 millones de euros.

  • BIM y Gemelos Digitales: Mediante el Building Information Modeling, los ingenieros actuales operan en una maqueta virtual que les permite simular sismos antes de realizar cambios físicos.
  • Sensores IoT: El puente cuenta ahora con un sistema de acelerómetros y tensiómetros que controlan en tiempo real la salud de los cables principales. Cabe destacar que estos cables son verdaderos monstruos de ingeniería: cada uno pesa 11.000 toneladas y está formado por 27.572 hilos de alambre individuales que, debido a su peso, tuvieron que ser «hilados» in situ en un proceso récord que duró apenas 6 meses y 9 días.

Conclusión: ¿Diseñamos hoy para la eternidad?

El Golden Gate es más que una vía de seis carriles que une San Francisco con el condado de Marin: es un testimonio de la voluntad humana. Strauss afirmó en su poema «The Mighty Task is Done» que el puente duraría «para siempre». Aunque la corrosión salina obliga a un mantenimiento constante, su visión de permanencia desafía la cultura de la obsolescencia actual.

Mientras los sismólogos advierten de la inminencia del Big One, la gran pregunta que nos hacemos como sociedad técnica es: ¿estamos construyendo nuestras megaestructuras modernas con la misma visión de permanencia milenaria que defendió Strauss o hemos perdido el espíritu de la «Gran Tarea» en favor de la eficiencia inmediata?

En esta conversación puedes escuchar lo más interesante sobre este puente.

Este vídeo resume bien el contenido de este artículo sobre el Golden Gate.

Golden_Gate_Living_Blueprint

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El «sesgo hacia el error»: por qué el futuro de la ingeniería depende de auditar la IA (y no solo de usarla)

La educación técnica atraviesa una tensión paradójica que amenaza los cimientos del pensamiento crítico. En las asignaturas de modelización y diseño estructural de los grados y másteres en Ingeniería de Caminos y Civil, la inteligencia artificial generativa (IAG) ha pasado de ser una novedad a convertirse en un estándar operativo. Sin embargo, esta adopción generalizada esconde un riesgo sistémico: el «desempleo cognitivo».

Datos recientes de la Universitat Politècnica de València (UPV) y la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT) revelan que, si bien el 60 % del alumnado utiliza estas herramientas, solo el 25 % revisa críticamente los resultados. La solución no consiste en imponer restricciones, sino en diseñar una arquitectura pedagógica que integre la IA como un «socio intelectual» bajo el enfoque de mindtools (Jonassen et al., 1999) para potenciar y no sustituir el pensamiento de orden superior.

Ante este desafío nace el proyecto PROFUNDIA. Nuestra misión es clara: transformar la IA de un «atajo peligroso» en un motor de aprendizaje profundo que refuerce la autonomía del futuro ingeniero.

El éxito no radica en la tecnología, sino en la arquitectura de la auditoría humana.

El hallazgo central de la investigación realizada sobre una muestra de 100 estudiantes subraya que la utilidad percibida de la IA no es una propiedad intrínseca del software, sino del proceso de supervisión. La resolución de problemas de alta responsabilidad física, en los que el error tiene consecuencias estructurales, depende de la capacidad de reformularlos y de una supervisión crítica.

En este nuevo paradigma, el valor profesional se desplaza del «saber hacer» procedimental —que puede automatizarse— al «saber validar». El éxito pedagógico está hoy condicionado por la arquitectura del proceso cognitivo de auditoría, en el que el ingeniero actúa como filtro final de la veracidad técnica.

«Los resultados obtenidos mediante análisis estadísticos multivariantes demuestran que el éxito no reside en el mero uso de la tecnología, sino en el proceso cognitivo de auditoría humana».

Ingeniería de la pregunta: el arte de iterar.

Uno de los pilares de la interacción estratégica es la «ingeniería de la pregunta». No se trata de un simple comando de texto, sino de un ejercicio de abstracción en el que el estudiante debe traducir variables estructurales y conceptos físicos en instrucciones lógicas. El estudio destaca que la clave de esta habilidad transversal no radica en el primer intento, sino en la capacidad de iterar.

El ítem 2 del estudio («Las iteraciones de los mensajes de texto me ayudaron a mejorar progresivamente la calidad») obtuvo una media de 4,11, lo que confirma que la calidad técnica surge de un diálogo dialéctico con la máquina. Este proceso de refinamiento constante combate la «complacencia tecnológica» y garantiza que el usuario mantenga el control sobre el resultado final.

El valor disruptivo de buscar deliberadamente el error.

La innovación docente más potente consiste en utilizar la IA con un «sesgo deliberado hacia el error». En lugar de aceptar la respuesta de la IA como una verdad absoluta, el flujo de trabajo propuesto obliga al alumnado a realizar un «contraste crítico»: primero, deben resolver el problema manualmente y, después, interpelar a la IA para buscar activamente la «alucinación» o el fallo técnico.

Este enfoque es crucial desde el punto de vista estadístico. El ítem 4 (comparación entre la resolución manual y la IA) se identificó, mediante modelos de regresión múltiple, como uno de los tres predictores clave del éxito. Al buscar el fallo, el estudiante activa una reflexión metacognitiva, aprende a pensar sobre cómo piensa y fortalece su criterio técnico al corregir el algoritmo.

De las aulas al mercado laboral: la transferibilidad de la autorregulación.

La relevancia de esta formación trasciende las calificaciones. Los datos son contundentes: la pregunta 9 («Las habilidades se pueden aplicar en contextos profesionales») obtuvo la puntuación más alta del cuestionario, 4,24. Los futuros ingenieros son conscientes de que la supervisión experta de sistemas automatizados ya es una competencia esencial en la industria moderna.

La solidez de este modelo se demuestra por su capacidad explicativa, ya que la valoración global de la IA (punto 10) se explica en un 37,7 % (R² corregida) por la combinación de tres factores: la capacidad de reformular el problema (punto 1), la detección de errores por contraste (punto 4) y la percepción de la transferibilidad profesional (punto 9).

«Esta metodología favorece la adquisición de competencias esenciales en entornos profesionales donde se requiere la supervisión experta de sistemas automatizados, y prepara al ingeniero para entornos de alta complejidad».

Conclusión: ingenieros de decisiones, no usuarios de software.

La inteligencia artificial, lejos de mermar el rigor científico, puede ser el mayor catalizador del aprendizaje profundo si se gestiona desde la «autorregulación crítica» (componente 1 del análisis factorial). El futuro de la ingeniería no pertenece a quienes saben usar herramientas, sino a quienes son capaces de enseñar, corregir y auditar a la máquina según criterios científicos y normativos.

En última instancia, nos enfrentamos a una pregunta que definirá la resiliencia de la profesión ante la obsolescencia tecnológica: en un contexto de automatización creciente, ¿estamos formando usuarios de software o educando a los ingenieros de las decisiones del mañana? La responsabilidad ética del ingeniero sigue siendo la última instancia de decisión, y esa carga no puede ni debe asumirla ningún algoritmo.

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre el tema.

En este vídeo se resumen bien los conceptos vistos.

The_Engineering_AI_Blueprint

Referencia:

YEPES-BELLVER, L.; MARTÍNEZ-PAGÁN, P.; YEPES, V. (2026). Impacto de la inteligencia artificial en la formación técnica: aprendizaje profundo, metacognición y transferibilidad profesional. En libro de actas: XII Congreso de Innovación Educativa y Docencia en Red. Valencia, 9-10 de julio de 2026.

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Participación en el II Congreso Internacional de Patrimonio de la Obra Pública y la Ingeniería Civil

Una vez terminado el II Congreso Internacional de Patrimonio de la Obra Pública y de la Ingeniería Civil, quería dejar en mi blog un recuerdo de mi participación, tanto como ponente en dos comunicaciones como moderador de tres mesas redondas. Ha sido un verdadero placer colaborar en el desarrollo extraordinario del evento. Un agradecimiento especial a todos los que lo han hecho posible.

Empecemos por las dos comunicaciones presentadas. Os paso un breve resumen y, cuando estén publicadas las actas, os enviaré el contenido completo de ambas comunicaciones.

YEPES, V. (2026). Lenguaje visual y patrimonio de la obra pública: reflexiones sobre la estética del color. II Congreso Internacional de Patrimonio de la Obra Pública y de la Ingeniería Civil, 7-10 abril, Castellón, Valencia y Alicante (Spain).

Este trabajo examina la relevancia del lenguaje visual y de la estética en la ingeniería civil, con énfasis en el color y la luz como herramientas de diseño integrador. Sus objetivos son analizar teorías de la percepción aplicadas a infraestructuras, evaluar el impacto cromático en el entorno y reflexionar sobre la preservación de la integridad de la obra pública. La metodología combina un enfoque cualitativo y deductivo, integrando la estética estructural —basada en las «Tres E» de Billington— con principios de la psicología de la Gestalt para el análisis visual. Los resultados destacan las armonías cromáticas (monocromáticas, análogas o complementarias) y su capacidad de mimetizar o resaltar estructuras, así como el papel de la luz en la definición del volumen y en la percepción estética. Se concluye que la ingeniería debe lograr una síntesis entre técnica y arte, donde la estética sea intrínseca, y se advierte que las intervenciones descontextualizadas, como la del puente Fernando Reig, pueden comprometer su valor patrimonial.

MARTÍN, R.; YEPES, V. (2026). Los elementos intangibles del paisaje de los puertos deportivos: vínculo entre patrimonio, identidad y turismo. II Congreso Internacional de Patrimonio de la Obra Pública y de la Ingeniería Civil, 7-10 abril, Castellón, Valencia y Alicante (Spain).

La consideración de los elementos intangibles del paisaje representa una oportunidad para mejorar la gestión de los puertos deportivos. La creación de un entorno atractivo, donde compartir experiencias y en el que es posible percibir un valor patrimonial náutico o portuario, puede suponer un foco de atracción en el entorno litoral, fortaleciendo la identidad del puerto deportivo y reforzando su imagen turística. Para la cuantificación, tanto económica como social, de estos elementos intangibles, se utilizan métodos de decisión multicriterio. Tomando como caso de estudio el puerto deportivo de Marina del Este (Granada), se observa que, si bien la contribución de estos intangibles no es la más importante, sí representa un valor añadido significativo. Su apreciación es mucho mayor para la sociedad que su valor económico estimado (54% frente al 8% del valor del puerto deportivo).

También tuve la ocasión de moderar tres sesiones, con ponentes de altísimo nivel. Os paso un breve resumen de las tres.

Os dejo algunas fotografías del evento.

Aquí os dejo un vídeo en el que me grabaron comentando brevemente el contenido de la sesión del primer día.

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De la prohibición al aprendizaje profundo: cómo la IA está transformando la formación de los futuros ingenieros.

Introducción: El dilema del aula moderna.

En ingeniería civil, un error de cálculo no es solo una errata en un examen, sino una cuestión de seguridad pública y de responsabilidad ética. Por ello, el panorama actual resulta alarmante: mientras que más del 60 % de los estudiantes reconoce utilizar inteligencia artificial generativa (IAG) en sus tareas, apenas un 25 % realiza una revisión crítica de los resultados.

Esta dependencia acrítica amenaza con diluir el rigor técnico necesario para diseñar infraestructuras seguras. Ante este desafío nace el proyecto PROFUNDIA, liderado por el catedrático Víctor Yepes en la Universitat Politècnica de València (UPV), en colaboración con la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT). Nuestra misión es clara: transformar la IA de un «atajo peligroso» en un motor de aprendizaje profundo que refuerce la autonomía del futuro ingeniero.

El fin de la era de la prohibición: de «No usar» a «Usar para pensar».

Durante los últimos años, la respuesta académica dominante ha sido la restricción. Sin embargo, en un entorno profesional de alta exigencia, prohibir la tecnología es una batalla perdida que solo agrava la brecha entre el aula y la realidad. PROFUNDIA propone un cambio de paradigma radical: integrar la IA como una «herramienta cognitiva» o «mindtool», bajo la filosofía constructivista de Jonassen.

No buscamos que el estudiante aprenda «de» la tecnología como si esta fuera un oráculo, sino «con» la tecnología. Al utilizar la IA como mediadora, el alumno no se limita a recibir datos, sino que debe «luchar» con la herramienta para construir un modelo mental sólido de los fenómenos físicos. En ingeniería, el objetivo no es obtener el número final, sino comprender el comportamiento estructural que ese número representa.

«Enseñar» a la IA para aprender ingeniería.

El corazón de nuestra metodología se basa en un concepto disruptivo: el «sesgo deliberado hacia el error». En asignaturas críticas como «Modelos predictivos de estructuras de hormigón» o «Resistencia de materiales», hemos observado que la IA tiende a «alucinar» al proponer hipótesis de partida o al aplicar normativas específicas. En lugar de considerar esto como una limitación, lo convertimos en nuestra principal ventaja pedagógica.

Obligamos al estudiante a enfrentarse a las respuestas de la IA no como verdades absolutas, sino como borradores que deben ser auditados. Para corregir los cálculos de la máquina en una viga o en un pórtico, el alumno primero debe dominar la teoría de forma exhaustiva.

«En PROFUNDIA, el estudiante invierte los roles tradicionales: deja de ser un receptor pasivo para convertirse en el «maestro» de la IA, validando, cuestionando y corrigiendo la tecnología con su propio juicio técnico y rigor científico».

El ciclo del «prompt crítico»: reflexión metacognitiva.

Para estructurar este proceso, hemos diseñado una secuencia metodológica (basada en la Figura 2 del proyecto) que obliga al estudiante a reflexionar metacognitivamente de manera constante.

  • Formulación del prompt: el alumno debe traducir un problema de estructuras metálicas o de hormigón a un lenguaje técnico preciso, definiendo cargas, luces y condiciones de contorno.
  • Comparación crítica: se contrasta el resultado de la IA con modelos analíticos propios y con programas informáticos profesionales de cálculo.
  • Detección de errores y reformulación: aquí es donde ocurre el aprendizaje real. El estudiante debe identificar si el error de la IA se debe a un cálculo matemático incorrecto, a una hipótesis física errónea o a un desconocimiento del Código Estructural. Tras el análisis, debe guiar a la IA, mediante nuevos mensajes, hacia la solución correcta.
  • Justificación técnica: el paso final consiste en validar la solución según los criterios científicos y normativos vigentes, a fin de garantizar que la respuesta no solo «parezca» correcta, sino que también sea técnicamente viable y segura.

Más allá del aula: preparación para el mundo real.

La colaboración entre la UPV y la UPCT (con los profesores Antonio Tomás y Pedro Martínez-Pagán) permite validar este modelo en diversos contextos, desde los grados hasta los másteres. El objetivo no es simplemente aprobar la asignatura de Estructuras Metálicas, sino desarrollar el criterio técnico experto que hoy demandan las empresas de ingeniería.

En el ejercicio profesional, el ingeniero es el último responsable de la empresa que avala un proyecto. PROFUNDIA prepara a los egresados para que puedan actuar como auditores tecnológicos, capaces de aprovechar la eficiencia de la IA sin comprometer nunca la integridad estructural ni la seguridad de las personas.

Un entorno de aprendizaje enriquecido.

La innovación de este proyecto no radica en el software (ChatGPT es solo una herramienta), sino en la redefinición metodológica del entorno de aprendizaje. Hemos transformado el aula en un laboratorio de interacción social y psicológica en el que la IA actúa como un «agente activo» dentro del equipo de trabajo. Esta dinámica fomenta una mayor implicación del alumnado, que percibe el aprendizaje no como una carga, sino como el desarrollo de la maestría en las herramientas que definirán su futuro.

Conclusión: Hacia una ingeniería de pensamiento profundo.

La visión de PROFUNDIA consiste en formar ingenieros que lideren la tecnología en lugar de depender de ella. La eficiencia de un algoritmo es una herramienta poderosa, pero carece de la comprensión profunda y de la responsabilidad ética que definen nuestra profesión.

Al final, cuando nos enfrentamos al diseño de un puente o una infraestructura de gran envergadura, debemos plantearnos una pregunta provocadora: en un futuro en el que las máquinas pueden realizar cálculos en milisegundos, ¿seremos capaces de formar a ingenieros con la suficiente intuición y criterio técnico como para negarnos a firmar un proyecto que la IA considera «eficiente», pero que el juicio humano reconoce como un riesgo de colapso? El futuro de nuestra seguridad depende de esa capacidad crítica.

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes de este proyecto.

Este vídeo resume bien el proyecto PROFUNDIA.

PROFUNDIA_Structural_Engineering_AI

Referencias:

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.

Castro-Aristizabal, G., Acosta-Ortega, F., & Moreno-Charris, A. V. (2024). Los entornos de aprendizaje y el éxito escolar en Latinoamérica. Lecturas de Economía, (101), 7-46.

Hadgraft, R. G., & Kolmos, A. (2020). Emerging learning environments in engineering education. Australasian Journal of Engineering Education, 25(1), 3-16.

Jiang, N., Zhou, W., Hasanzadeh, S., & Duffy Ph D, V. G. (2025). Application of Generative AI in Civil Engineering Education: A Systematic Review of Current Research and Future Directions. In CIB Conferences (Vol. 1, No. 1, p. 306).

Jonassen, D. H., Peck, K. L., & Wilson, B. G. (1999). Learning with technology: A constructivist perspective. Columbus, OH: Merrill/Prentice-Hall.

Liao, W., Lu, X., Fei, Y., Gu, Y., & Huang, Y. (2024). Generative AI design for building structures. Automation in Construction, 157, 105187.

Navarro, I. J., Marti, J. V., & Yepes, V. (2023). Evaluation of Higher Education Students’ Critical Thinking Skills on Sustainability. International Journal of Engineering Education, 39(3), 592-603.

Onatayo, D., Onososen, A., Oyediran, A. O., Oyediran, H., Arowoiya, V., & Onatayo, E. (2024). Generative AI applications in architecture, engineering, and construction: Trends, implications for practice, education & imperatives for upskilling—a review. Architecture, 4(4), 877-902.

Pellicer, E., Yepes, V., Ortega, A. J., & Carrión, A. (2017). Market demands on construction management: View from graduate students. Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice, 143(4), 04017005.

Perkins, D., & Unger, C. (1999). La enseñanza para la comprensión. Argentina: Paidós.

Torres-Machí, C., Carrión, A., Yepes, V., & Pellicer, E. (2013). Employability of graduate students in construction management. Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice, 139(2), 163-170.

Xu, G., & Guo, T. (2025). Advances in AI-powered civil engineering throughout the entire lifecycle. Advances in Structural Engineering, 13694332241307721.

Zhou, Z., Tian, Q., Alcalá, J., & Yepes, V. (2025). Research on the coupling of talent cultivation and reform practice of higher education in architecture. Computers and Education Open, 100268.

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Optimización paramétrica de vigas alveolares mixtas para minimizar la huella de carbono

Nuestras ciudades crecen a un ritmo vertiginoso, pero este progreso esconde una crisis climática silenciosa en sus cimientos. Según el reciente informe Global Status Report for Buildings and Construction 2024/2025, el sector de la edificación es responsable del 32 % del consumo mundial de energía y del alarmante 34 % de las emisiones de CO₂. En este contexto, el acero y el cemento se perfilan como los principales responsables, ya que representan por sí solos el 18 % de la huella de carbono total del sector.

Ante la urgencia climática, la ingeniería estructural se enfrenta a un desafío técnico fascinante: ¿podemos diseñar edificios más ligeros y sostenibles sin comprometer la seguridad estructural? Y, más específicamente, ¿cómo podemos romper el «paradigma del catálogo» cuando las soluciones comerciales estándar alcanzan sus límites físicos y medioambientales?

Al final de este post, en la referencia, tienes un enlace directo para descargar gratuitamente el artículo científico completo, ya que está publicado en abierto.

El poder de la optimización: Rompiendo los límites del catálogo

Las vigas alveolares son perfiles de acero con aberturas circulares en su interior que permiten aumentar la altura de la viga y, por tanto, su eficiencia, sin añadir masa. Sin embargo, la práctica tradicional se ha limitado a replicar soluciones de los catálogos de los fabricantes, que suelen ser restrictivos.

Un hallazgo clave del estudio paramétrico actual revela que, para luces de 4 metros, los catálogos a menudo alcanzan su límite máximo permitido y dejan de ofrecer soluciones factibles bajo cargas elevadas. La verdadera innovación surge al dejar de considerar la losa colaborante como un elemento estático de catálogo. Al tratar variables como el espesor de la chapa y, sobre todo, la tasa de refuerzo de la losa como componentes activos del diseño, la ingeniería supera las barreras de los fabricantes tradicionales.

Algoritmos que imitan a la naturaleza: El «Particle Swarm Optimization» (PSO)

Para navegar por este complejo mar de posibilidades, se ha recurrido a la inteligencia colectiva del algoritmo de optimización por enjambre de partículas (PSO). No se trata de un simple ejercicio de búsqueda, sino de resolver un problema de objetivo único, restringido y con variables discretas.

El algoritmo funciona como un enjambre que explora un amplio espacio de búsqueda (identificado en la tabla 1 del estudio), evaluando simultáneamente 201 perfiles de acero diferentes, diversas resistencias de hormigón y geometrías de alvéolos, con el objetivo de encontrar la configuración que genere la menor huella de carbono posible.

«El algoritmo PSO ha demostrado ser eficaz para identificar soluciones óptimas, ya que permite que la introducción de refuerzo en la losa, combinada con un diseño optimizado, genere un impacto significativo en el diseño estructural».

El dato impactante: una reducción del 25% en emisiones de CO2

La precisión algorítmica no es solo un alarde tecnológico, sino que se traduce en un impacto medioambiental significativo. El análisis paramétrico demuestra que, especialmente en niveles de carga altos (6 kN/m²) y luces de gran tamaño, la optimización integrada del sistema viga-losa puede reducir las emisiones de CO₂ hasta un 25 %.

Este logro ecológico no se debe a un solo cambio, sino a una redistribución holística de los materiales. Al añadir refuerzo estratégico en la losa, el sistema permite reducir simultáneamente el espesor del steel deck y el volumen de hormigón superior, lo que disminuye directamente la masa de los materiales base que más contribuyen al calentamiento global.

 

Análisis de materiales: Por qué lo «más fuerte» no siempre es «más verde»

Es fundamental desmitificar la idea de que los materiales de alta resistencia siempre son la mejor opción sostenible. Al analizar las soluciones óptimas, los «ganadores» constantes fueron:

  • Acero: ASTM A572 Gr. 50 (con un factor de emisión de CO2 de 2.04 kgCO2/kg).
  • Hormigón: 25 MPa (con un factor de emisión de 374,00 kg de CO2/m³).

La clave del diseño inteligente radica en que estos materiales presentan factores de emisión inferiores a los de sus equivalentes de alta resistencia. Por ejemplo, el acero A913 Gr. 65 tiene una mayor huella de carbono (2,13 kg CO2/kg) que el A572 Gr. 50. Por tanto, la eficiencia no depende de la potencia bruta del material, sino de una combinación inteligente y precisa dictada por el algoritmo.

Desmitificando el proceso: el peso de la masa frente al fuego industrial

A menudo se cuestiona si el proceso de fabricación de una viga con agujeros (corte y soldadura) compensa el ahorro de material. Los datos del estudio son contundentes y desmienten este mito:

  • Corte y soldadura insignificantes: Estos procesos industriales representan habitualmente menos del 1% de las emisiones totales de la estructura.
  • El dominio de la masa: El factor crítico sigue siendo la masa del perfil de acero original, que puede representar hasta el 70% del CO2 en escenarios optimizados.
  • El papel de la losa: El steel deck tiene un impacto considerable, oscilando entre el 11% y el 39% de las emisiones totales según la luz de la estructura.

En definitiva, el «coste» ambiental de perforar la viga es un precio mínimo frente al gran ahorro de material que permite su nueva geometría.

Conclusión: Hacia una ingeniería de precisión ambiental

Estamos dejando atrás la era de la construcción basada en la sobreespecificación y en el uso de catálogos estáticos. El futuro es la Ingeniería de Precisión Ambiental, donde cada componente, desde el diámetro del alvéolo hasta el milímetro de refuerzo en la losa, se trata como una variable viva.

La inteligencia artificial y el diseño paramétrico nos proporcionan las herramientas necesarias para reducir en una cuarta parte la huella de carbono de nuestras estructuras. Ante la actual crisis climática, la pregunta para los diseñadores ya no es si estos métodos funcionan, sino: ¿podemos permitirnos seguir construyendo con los ojos cerrados y con los catálogos del siglo pasado? El diseño integrado es nuestra herramienta más poderosa para redefinir el impacto de nuestro entorno construido.

En esta conversación puedes escuchar un debate sobre estas ideas.

En este vídeo se resumen bien las ideas más interesantes.

Referencia:

Brandão, M.C.L.; Yepes-Bellver, L.; Kripka, M.; Alves, É.C. Parametric Analysis in the Optimization Design of Composite Cellular Beams. Infrastructures 2026, 11, 135. https://doi.org/10.3390/infrastructures11040135

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El centinela digital del hormigón: Hacia una «rehabilitación científica» de nuestras ciudades

Acaban de publicar un artículo en el Journal of Information Technology in Construction, una de las revistas ubicadas en el primer decil del JCR. Este documento sintetiza los hallazgos del desarrollo y la validación de Endurify 2.0, un sistema de programación automatizada basado en el Modelado de Información de Construcción (BIM) para el mantenimiento estructural.

Nuestro equipo ha centrado sus esfuerzos en el uso de modelos analíticos, el sistema evalúa la vida útil remanente de los elementos constructivos basándose en indicadores de degradación como la carbonatación y la fisuración. Los datos obtenidos se procesan mediante algoritmos de decisión multicriterio para generar planes de mantenimiento automatizados que equilibran la seguridad estructural con la eficiencia económica. Esta metodología busca reducir en un 15% los costes de intervención y mitigar el impacto social negativo sobre los residentes. La investigación se enmarca en el proyecto RESILIFE, que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València. A continuación, se presenta un resumen del trabajo y de la información de contexto.

¿Puede un algoritmo predecir el «infarto» estructural de un edificio antes de que aparezca la primera fisura visible? Nuestro equipo ha desarrollado Endurify 2.0, una inteligencia clínica integrada en modelos 3D que convierte la experiencia de los expertos en una disciplina matemática exacta. Esta innovación no solo ahorra un 15 % en costes, sino que también utiliza el big data para decidir cuándo y cómo intervenir en un edificio para prolongar su vida útil en décadas, minimizando el trauma social que suponen las obras en las comunidades de vecinos.

Esta investigación ha sido dirigida por investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) de la Universitat Politècnica de València (UPV). Su trabajo propone un cambio de paradigma: dejar de considerar los edificios como objetos estáticos y empezar a gestionarlos como organismos vivos cuyos «órganos» (vigas y pilares) envejecen a ritmos distintos debido a la acción constante de la química y la física.

La situación es urgente. La industria de la construcción consume el 50 % de los recursos extraídos en todo el mundo y es responsable del 35 % de las emisiones de gases de efecto invernadero. En España, el problema es estructural: más del 57 % de las viviendas se construyeron antes de 1980, en una época en la que las normativas sobre durabilidad casi no existían. Nos enfrentamos a millones de toneladas de hormigón que han superado su vida útil teórica de 50 años y requieren una intervención de rehabilitación, no de demolición, como exige la economía circular.

La pregunta de investigación: ¿Cómo optimizar el «corazón» del edificio?

El equipo de la UPV se planteó un reto ambicioso: ¿es posible automatizar la toma de decisiones en materia de rehabilitación para que sea más eficiente que la de un experto humano? El objetivo era crear una herramienta capaz de procesar la degradación invisible y generar planes de obra multietapa que equilibraran el ahorro económico con la comodidad de los residentes.

Metodología: Los cuatro «jinetes» de la degradación

Para crear Endurify 2.0, los investigadores integraron un motor de cálculo en Autodesk Revit® (el estándar de modelado BIM). La metodología analiza cada elemento estructural mediante cuatro indicadores críticos:

  1. Fisuración transversal: las primeras heridas que aceleran el daño.
  2. Carbonatación: un proceso químico que reduce la alcalinidad del hormigón, dejando las armaduras de acero indefensas frente a la corrosión (según el modelo de Tuitti).
  3. Fluencia: la deformación silenciosa que sufre el hormigón bajo una carga sostenida a lo largo de los años.
  4. Deflexión: pérdida de rigidez que compromete la seguridad y la percepción del usuario.

El sistema utiliza una «lógica del peor de los casos»: la vida útil remanente (RUL) de una viga se determina por el primer indicador que supera el umbral de seguridad. Una vez detectados los elementos de riesgo, el algoritmo TOPSIS (una técnica de decisión multicriterio) evalúa miles de combinaciones posibles para agrupar las reparaciones de manera lógica y eficiente desde el punto de vista espacial.

Resultados: Superando al ojo humano

La validación se realizó en un modelo de 191 vigas de hormigón armado. Los resultados son reveladores: en comparación con un plan de rehabilitación diseñado manualmente por un ingeniero experto, el sistema automatizado consiguió:

  • Reducir el coste total en un 15,16 %.
  • Disminuir el impacto social (proximidad de las obras a las viviendas) en un 10,46 %.
  • Optimizar la logística de obra, agrupando las intervenciones en fases que reducen la necesidad de montar y desmontar andamios o instalaciones de obra repetidamente.

Aplicabilidad: El semáforo de la salud estructural

La gran innovación de Endurify 2.0 es la persistencia de los datos. Al devolver los resultados al modelo BIM mediante «parámetros compartidos», cualquier gestor puede visualizar el edificio mediante un código de colores (como un semáforo) que indica qué piezas necesitan «cirugía» inmediata y cuáles pueden esperar. Esto permite a los propietarios de grandes carteras inmobiliarias planificar inversiones a 20 años con base científica, en lugar de recurrir a soluciones reactivas cuando el daño ya es crítico.

Conclusiones y el futuro: Hacia el «Gemelo Digital» total

El estudio concluye que la rehabilitación científica es la única forma de cumplir con el Pacto Verde Europeo y de transformar el mantenimiento en una estrategia proactiva.

Las futuras líneas de investigación se centran en la automatización total de la inspección mediante visión artificial y drones para alimentar el modelo BIM sin intervención humana, y en la integración de sensores en tiempo real para crear verdaderos gemelos digitales que avisen al móvil del gestor cuando una viga sufra un estrés inesperado. Con Endurify 2.0, el futuro de la arquitectura no consiste en construir más, sino en cuidar con inteligencia matemática lo que ya tenemos.

Como el artículo se ha publicado en abierto, os lo podéis descargar en el siguiente enlace:

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Referencia:

FERNÁNDEZ-MORA, V.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2026). Extending Building Lifespan: Integrating BIM and MCDM for Strategic Rehabilitation. Journal of Information Technology in Construction, 31:398-419. DOI:10.36680/j.itcon.2026.018

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Símbolos en el paisaje: El impacto emocional y social del diseño de puentes

El desafío de los dos siglos: ¿es posible diseñar el tiempo?

Gracias a la vanguardia en ciencia de materiales y a los sistemas de monitorización estructural, hoy nos enfrentamos a un hito técnico sin precedentes: la capacidad de proyectar infraestructuras con una vida útil de doscientos años o más. Sin embargo, este logro de la ingeniería plantea una cuestión que la técnica por sí sola no puede resolver: ¿cómo podemos garantizar que estas obras sigan siendo hermosas y relevantes para las civilizaciones del siglo XXII?

Entramos entonces en el terreno de la durabilidad estética. No basta con que el hormigón resista la carbonatación o el acero la fatiga; la estructura debe poseer una vigencia formal imperecedera que la proteja del olvido o de la demolición por obsolescencia visual. El reto no es solo construir puentes que no se caigan, sino puentes que la posteridad no quiera dejar de mirar.

En este contexto, una posible respuesta apunta al diseño de estructuras racionales: sistemas concebidos con claridad constructiva, centrados en el detalle —y, por tanto, en su conservación— y dotados de una resiliencia que evite la tentación de la optimización extrema. Aquello que no se lleva al límite, ni en lo material ni en lo formal, tiende a adaptarse mejor con el paso del tiempo. Al fin y al cabo, los gustos estéticos, e incluso sus abusos, cambian; lo que hoy parece inevitablemente contemporáneo, mañana puede resultar superfluo. Analizamos el artículo de Beade Pereda (2022) sobre este interesante tema.

La responsabilidad del diseño: contra la tiranía de la rapidez.

Como ingenieros y arquitectos, debemos entender que un puente no es solo una solución logística para unir dos puntos. Es un acto de transformación emocional del paisaje. El diseño de infraestructuras tan prominentes conlleva una carga ética que a menudo se ignora en los despachos, donde prima la urgencia administrativa.

«Somos responsables de diseñar estructuras que, a lo largo de sus extensas vidas útiles, serán cruzadas y percibidas por innumerables personas, cuya experiencia estará determinada por la calidad del trabajo realizado en el diseño y la construcción de estos puentes».

La rapidez es, por definición, la enemiga del icono. Un puente que aspire a la inmortalidad requiere una contextualización profunda: debe respetar la historia, la cultura y la orografía del lugar. Cuando la construcción se despoja de esta sensibilidad para acelerar los plazos, el resultado suele ser una estructura genérica, un objeto de consumo inmediato que carece de alma e inevitablemente envejecerá mal.

Jerarquía y autosimilitud: el orden que agradece la vista.

Al analizar obras maestras como el Pont du Gard, descubrimos que su belleza no es accidental, sino que responde a una coherencia casi fractal. Hablamos de la autosimilitud, un principio que logra la armonía mediante la repetición de geometrías a distintas escalas. No se trata solo de una sucesión de arcos, sino de una jerarquía visual en la que los arcos principales contienen a los secundarios.

Esta organización formal hace que la estructura sea legible desde cualquier distancia y reduce lo que denominamos «fatiga visual». El cerebro humano encuentra placer en este orden lógico. La simetría sigue siendo el estándar del equilibrio y la belleza universal, pero el uso deliberado de la asimetría, como en el puente Octavio Frias de Oliveira, se reserva para hitos que buscan romper la norma y establecerse como referencias visuales disruptivas en el tejido urbano.

La geometría del instinto: por qué amamos el arco.

Nuestra respuesta ante la infraestructura está mediada por mecanismos subconscientes de supervivencia. Existe una clara preferencia atávica por las formas curvas. Los puentes en arco suelen gozar de una aceptación universal, ya que la curva se percibe como algo orgánico y seguro.

No obstante, existe un matiz fascinante en la tipología de los puentes colgantes. Estas estructuras suelen ser las más apreciadas porque logran el equilibrio psicológico perfecto: combinan la «curva de la catenaria» (que nos atrae instintivamente) con torres elevadas y afiladas. En contraste, los puentes atirantados modernos, con sus ángulos marcados y sus líneas agresivas, captan de inmediato nuestra atención. Son memorables y potentes, pero carecen de la calidez subconsciente que hace que el arco o el puente colgante sea una obra acogida con afecto inmediato por la ciudadanía.

La navaja de Ockham frente a la trampa de la espectacularidad.

En la crítica de diseño solemos debatir entre dos filosofías contrapuestas:

  • Pureza formal (Navaja de Ockham): defiende que el diseño más simple entre soluciones equivalentes es el mejor. Puentes como el Stari Most o el puente Kintai demuestran que la elegancia de las proporciones y la honestidad estructural son inmunes a las modas.
  • Memorabilidad (efecto von Restorff): la búsqueda de lo excepcional para que se grabe en la memoria, como el puente Helix o el puente de la Torre de Londres.

Como profesionales, debemos advertir sobre los peligros del efecto von Restorff. Que un puente sea memorable no significa que sea «bueno». La espectacularidad gratuita a menudo se convierte en esclava de la tendencia del momento. La verdadera durabilidad estética reside en la simplicidad y la armonía técnica; un diseño que no grita suele ser el que más tiempo permanece en el imaginario colectivo.

El puente como destino: la escala de la experiencia.

Los puentes que han sobrevivido durante siglos en el afecto popular, como el Puente de Carlos en Praga o el Ponte Vecchio en Florencia, comparten un secreto: dejaron de ser «vías» para convertirse en «lugares». Estos puentes no solo se admiran desde la orilla, sino que se viven.

Para convertir una infraestructura en un destino, es fundamental atender a la escala humana.

  • Espacios interiores dramáticos: el uso de cubiertas y tejados (como en el puente Khaju) crea una atmósfera arquitectónica que trasciende el mero hecho de cruzar.
  • Integración del arte y el mobiliario: esculturas, barandillas estructurales y detalles ornamentales que invitan al peatón a detenerse.
  • El puente como mirador: diseñar el paso para que el usuario no solo pase, sino que experimente el paisaje a través de vistas enmarcadas y reflejos intencionados.

Conclusión: lo bello es consecuencia de lo correcto.

La durabilidad estética no es algo que se añada al final del proyecto, sino que es consecuencia de la integridad técnica y del respeto cultural. Un diseño excelente puede morir prematuramente si su mantenimiento exige añadidos posteriores que traicionen la intención original del autor. Por ello, la elección de materiales nobles y una concepción que facilite su conservación son decisiones de diseño fundamentales.

Como bien expresa el aforismo japonés: «Lo bello es la consecuencia de lo correcto».

Un puente ideal debe ser funcional y coherente, pero, sobre todo, debe integrarse en su entorno con una escala adecuada. Al proyectar las venas de nuestras ciudades futuras, debemos hacernos la siguiente pregunta: ¿Estamos diseñando objetos de consumo inmediato que la historia devorará en cincuenta años o estamos construyendo monumentos que las generaciones del siglo XXII protegerán como su legado más preciado?

Te dejo una conversación en la que puedes escuchar algunas de las ideas más interesantes.

En este vídeo se resumen bien los conceptos tratados.

Referencia:

Beade Pereda, H. (2022). Sobre la durabilidad estética en el diseño de puentes. Hormigón y Acero, 73(297), 7-14.

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Optimización del impacto ambiental en el ciclo de vida de estructuras híbridas

Este documento sintetiza los resultados de un estudio sobre la optimización del impacto ambiental del ciclo de vida (LCEIO) en ingeniería estructural, centrado en una tipología de estructura compuesta innovadora de hormigón armado y acero (RC-THVS) como alternativa sostenible para la construcción de edificios porticados. El sistema RC-THVS integra columnas de hormigón armado con vigas de acero híbridas de sección transversal variable (THVS).

Los resultados clave demuestran que la aplicación de la LCEIO reduce significativamente el impacto ambiental, ya que se logra una disminución de hasta un 32 % en las emisiones de potencial de calentamiento global (GWP) en comparación con los edificios diseñados tradicionalmente. La mejora más sustancial se observa en la fase de fabricación, puesto que las vigas THVS reducen las emisiones hasta en un 70 % en comparación con los perfiles I convencionales. Además, los impactos del mantenimiento se reducen en un 45 % gracias a la geometría optimizada de las vigas.

Al comparar las soluciones optimizadas, la tipología compuesta con uniones rígidas (Comp F) supera sistemáticamente a los sistemas de hormigón armado (RC) en entornos de baja agresividad, con una reducción de aproximadamente el 30 % en las emisiones del ciclo de vida. En entornos altamente agresivos, la ventaja se mantiene, aunque disminuye al 21 % debido al mayor impacto del mantenimiento del acero. Otra ventaja del sistema RC-THVS es que reduce el peso estructural, lo que disminuye las cargas axiales en las columnas y en las cimentaciones. Cuando se integran elementos rigidizadores, como losas y muros, en la superestructura, la eficiencia del sistema aumenta y se pueden reducir las emisiones hasta en un 42 %, lo que posiciona la configuración con uniones articuladas (Comp P) como la opción óptima para grandes luces. El estudio concluye que la combinación de LCEIO y las configuraciones compuestas RC-THVS ofrece una estrategia escalable y eficiente para diseñar soluciones edificatorias más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente.

Introducción y contexto

La industria de la construcción es una de las principales causantes de la degradación medioambiental, por lo que es necesario transformarla para que adopte prácticas más sostenibles. La optimización estructural surge como una herramienta esencial para este propósito, ya que automatiza el diseño, controla el tipo y la cantidad de material utilizado y fomenta tipologías innovadoras. Aunque la investigación se ha centrado tradicionalmente en la optimización de estructuras convencionales de hormigón armado, existe una necesidad creciente de integrar tipologías compuestas e híbridas en marcos de evaluación del ciclo de vida completo.

Las estructuras compuestas, que combinan materiales como el acero y el hormigón, ofrecen un mejor rendimiento estructural y una mayor sostenibilidad. Sin embargo, su integración con técnicas de optimización ha sido limitada, centrándose a menudo en componentes aislados y obviando el rendimiento a largo plazo. Este estudio aborda estas limitaciones aplicando un marco LCEIO a la nueva tipología RC-THVS y comparándola directamente con un sistema de hormigón armado convencional. La investigación tiene en cuenta factores críticos como la interacción suelo-estructura (SSI), el envejecimiento de los materiales y los escenarios de mantenimiento en diversas condiciones ambientales, y utiliza un algoritmo de optimización eficiente (LHS-CINS) para superar los altos costes computacionales asociados a las simulaciones de alta fidelidad.

Metodología de optimización

Sistemas estructurales y casos de estudio

El estudio evalúa una tipología compuesta (RC-THVS) y otra tradicional de hormigón armado (RC).

  • Tipología RC tradicional: compuesta por vigas, columnas y cimentaciones de hormigón armado con uniones rígidas.
  • Tipología Compuesta RC-THVS: Integra columnas y cimentaciones de RC con vigas de acero THVS. Se analizan dos variantes de conexión viga-columna:
    • Comp F: Conexiones rígidas.
    • Comp P: Conexiones articuladas.

El rendimiento de estas tipologías se evalúa en tres casos de estudio de edificios porticados que varían en altura y en dimensiones del vano, como se muestra en la Figura 1 del documento fuente. El modelado, el análisis y el diseño se han realizado con el programa informático SAP2000 y las verificaciones de las vigas THVS se han procesado mediante una rutina personalizada en MATLAB.

Cargas consideradas Valor
Carga muerta en plantas inferiores 4,80 kN/m²
Carga muerta en cubierta 5,40 kN/m²
Carga viva en plantas inferiores (oficinas) 3,00 kN/m²
Carga viva en cubierta 0,80 kN/m²
Carga de viento extrema Presión positiva variable de 0,92 a 1,50 kN/m², presión negativa variable de 0,50 a 0,83 kN/m².

Formulación del problema de optimización

Función objetivo: impacto ambiental del ciclo de vida

La función objetivo a minimizar es el potencial de calentamiento global (GWP), medido en kg de CO₂ equivalente (kg CO₂ eq), evaluado a lo largo de un ciclo de vida de 100 años. Se consideran dos escenarios de exposición ambiental: baja agresividad y alta agresividad (marina).

GWP = Σ (elcaj × mj)

Donde elcaj es el impacto ambiental unitario de cada proceso j en cada etapa del ciclo de vida i, y mj es la medida que cuantifica dicho proceso.

Análisis del ciclo de vida (ACV)

El ACV incluye cuatro etapas principales, modeladas con el software OpenLCA y datos de Ecoinvent v3.7.1 y BEDEC (2016):

  1. Fabricación: Incluye la producción de hormigón, acero de refuerzo y vigas THVS. Para estas últimas, se consideran los procesos de corte, soldadura y pintura (pintura alquídica).
  2. Construcción: Abarca el transporte de materiales (100 km) y el consumo de energía de la maquinaria para la manipulación, el montaje y los trabajos de cimentación (excavación y relleno).
  3. Uso y mantenimiento:
    • Elementos RC: La vida útil se calcula con el modelo de Tuutti (1982), considerando la carbonatación y la penetración de cloruros. Las reparaciones (46,58 kg CO₂ eq/m²) se realizan si la vida útil es inferior a 100 años. Se contabiliza la absorción de CO₂ mediante la carbonatación.
    • Vigas THVS: El mantenimiento se realiza conforme a la norma ISO 12944:2018. El ciclo de mantenimiento del sistema de recubrimiento protector se extiende por 18 años en entornos de baja agresividad y por 9 años en entornos de alta agresividad e incluye retoques, repintado completo y reemplazo total del recubrimiento.
  4. Fin de vida: Incluye la demolición, el desmontaje, la trituración del hormigón y el reciclaje. Se asume una tasa de reutilización/reciclaje del 93 %/7 % para el acero estructural y del 42 %/58 % para los elementos de RC.

Variables de diseño

El problema de optimización utiliza variables discretas.

  • Tipología RC (19 variables): dimensiones de vigas (4), dimensiones de columnas (8), rectangularidad de las cimentaciones (4) y tipo de hormigón (3).
  • Tipología Compuesta (30 variables): se reemplazan las 5 variables de las vigas RC por 16 variables para las vigas THVS, que definen:
    • Alturas de la sección central y de los extremos (hw1, hw2).
    • Espesor del alma (tw) y de las alas (tf).
    • Ancho del ala (bf).
    • Posición del punto de transición (TP).
    • Calidad del acero para el alma (fyw) y las alas (fyf), con 8 grados de calidad disponibles (S235 a S600).

Algoritmo de solución: LHS-CINS

Para abordar el alto coste computacional de las Simulaciones de Alta Fidelidad (HFS), se utiliza un método híbrido:

  1. Muestreo de Hipercubo Latino (LHS): Genera un conjunto inicial de 100 soluciones bien distribuidas en el espacio de diseño.
  2. Muestreo Iterativo de Vecindad Restringido (CINS): Un algoritmo de búsqueda local mejorado basado en la mejor solución encontrada mediante LHS. CINS explora el vecindario de la solución actual y combina inteligentemente las mejoras para acelerar la convergencia y escapar de óptimos locales.

Esta estrategia LHS-CINS demostró ser significativamente más rápida, requiriendo un 53 % menos de HFS que los algoritmos heurísticos tradicionales, como el Biogeography-Based Optimization (BBO), para alcanzar una solución de alta calidad.

Resultados clave y análisis

Impacto de la LCEIO en el diseño

La optimización estructural reduce drásticamente el impacto ambiental en comparación con un enfoque de diseño tradicional.

  • Diseños RC: La LCEIO reduce el impacto en un ~15 %.
  • Sistemas compuestos: La LCEIO reduce el impacto en más del 30 % (hasta un 32 % en la configuración con uniones rígidas, Comp F).
  • A nivel de elementos: Las vigas THVS optimizadas muestran una reducción del impacto entre el 47 % y el 55 % en comparación con los perfiles W de acero utilizados en el diseño tradicional.

La mayor ventaja de las vigas THVS se observa en las fases de fabricación (reducciones de hasta el 74 %) y de mantenimiento (~45 %), gracias a su eficiencia en materiales y a su geometría cónica.

Ventajas de la tipología compuesta optimizada

Entornos de baja agresividad

  • Rendimiento global: La tipología Comp F es la más eficiente, reduciendo el GWP total en un 30,50 % (CS-1), un 27,17 % (CS-2) y un 27,49 % (CS-3) en comparación con la tipología RC optimizada.
  • Rendimiento de las vigas: Las vigas THVS superan a las de RC, con reducciones de emisiones de ~56 % en vanos de 4 m y de ~44 % en vanos de 8 m.
  • Beneficios sistémicos: La reducción del peso de las vigas THVS disminuye las emisiones de columnas (hasta un 16,31 %) y de cimentaciones (hasta un 12,12 %).

La tipología Comp P, a pesar del buen rendimiento individual de sus vigas, presenta un impacto global mayor debido a su menor rigidez, lo que se traduce en mayores solicitaciones en las columnas.

Entornos de alta agresividad

  • Rendimiento global: La tipología Comp F sigue siendo superior a la RC, pero su ventaja se reduce a un promedio del 21 % (por ejemplo, un 19,65 % en CS-1 y un 14,55 % en CS-3).
  • Impacto del mantenimiento: El principal factor de esta reducción es el fuerte aumento de las emisiones de mantenimiento de los elementos de acero. Para la tipología compuesta, el impacto de la fase de uso y mantenimiento pasa del 7 % al 28 % del de la fase de fabricación.

A pesar de ello, los beneficios fundamentales, como la reducción de la carga axial en las columnas (hasta un 17 %), se mantienen.

Estudio paramétrico de diseños óptimos

  • Vigas THVS:
    • Geometría: Las soluciones optimizadas presentan geometrías cónicas eficientes. En entornos de alta agresividad, las secciones tienden a ser más robustas para reducir la superficie expuesta y, por tanto, el impacto del mantenimiento.
    • Material: Predominan las configuraciones híbridas (Rh > 1,0). Se observa una tendencia al uso de acero de menor grado (S235) para las almas de las vigas exteriores, combinado con aceros de mayor resistencia para las alas.
  • Columnas y Cimentaciones:
    • Columnas: Se observa una rectangularidad estratégica para mejorar la rigidez frente a las cargas de gravedad. Las columnas exteriores se diseñan con mayores dimensiones en el eje principal de flexión. Se favorece el uso de hormigón de alta resistencia (35-40 MPa) para mejorar la capacidad portante y la durabilidad.
    • Cimentaciones: La mayoría de las zapatas tienden a ser cuadradas o de baja rectangularidad. Se prefiere el uso de hormigón de menor impacto ambiental (25 MPa), ya que no está expuesto a la carbonatación y sus solicitaciones son principalmente de flexión.

Influencia de elementos rigidizadores adicionales

La inclusión de losas de 12 cm y muros de mampostería en el modelo estructural mejora significativamente el rendimiento de las tipologías compuestas, mitigando la desventaja de la menor rigidez del pórtico.

  • Tipología Comp P: Se beneficia enormemente, con una reducción del impacto total de casi el 42 % en CS-2. Para edificios de grandes vanos (CS-3), la tipología Comp P resulta la solución óptima, con una reducción del GWP superior al 30 %.
  • Tipología Comp F: Mantiene su ventaja en edificios de vanos pequeños, aunque con mejoras más modestas.

Estos resultados indican que, para pórticos desnudos, las tipologías compuestas pueden ser un 25-30 % menos contaminantes, y esta cifra puede aumentar al 40-50 % en edificios donde todos los componentes contribuyen a la rigidez global.

Discusión y perspectivas futuras

El estudio confirma que el uso de algoritmos de inteligencia artificial como herramientas de diseño supera a los enfoques tradicionales, logrando reducciones globales de impacto de más del 30 %. La tipología compuesta RC-THVS con uniones rígidas se establece como una solución superior en la mayoría de los escenarios, no solo por la eficiencia de las vigas, sino también por los beneficios en cascada en las columnas y las cimentaciones.

El análisis paramétrico revela cómo el algoritmo de optimización equilibra el rendimiento inicial con la durabilidad a largo plazo, por ejemplo, seleccionando aceros de mayor calidad en el alma para reducir el área de superficie expuesta y las futuras demandas de mantenimiento.

Líneas de investigación futuras:

  • Robustez estructural: Aplicar la optimización para mejorar la resistencia al colapso progresivo o al fuego.
  • Configuraciones complejas: Extender el marco a edificios de gran altura o con plantas irregulares y evaluar el comportamiento bajo escenarios multi-riesgo (sismos, fuego).
  • Soluciones alternativas: Utilizar la plataforma de optimización para explorar otros sistemas, como vigas híbridas con aberturas en el alma o sistemas de madera de ingeniería.
  • Precisión del modelo ACV: Incorporar enfoques basados en la incertidumbre (p. ej., optimización basada en la fiabilidad) para modelar la variabilidad de las tasas de degradación, las propiedades de los materiales y los intervalos de mantenimiento.
  • Optimización multiobjetivo: Formular problemas que aborden simultáneamente la constructibilidad, la seguridad y el impacto ambiental.

Conclusiones finales

La aplicación de la Optimización del Impacto Ambiental del Ciclo de Vida (LCEIO) a la tipología compuesta RC-THVS aporta beneficios sustanciales para la construcción sostenible de edificios porticados.

  1. Reducción significativa del impacto: Los sistemas compuestos optimizados reducen el impacto del ciclo de vida hasta en un 32 % en comparación con diseños convencionales, con reducciones de hasta el 70 % en la fase de fabricación y del 45 % en la de mantenimiento.
  2. Superioridad sobre el hormigón armado: En comparación con los sistemas de RC optimizados, la configuración compuesta con uniones rígidas logra una reducción de emisiones del 30 % en entornos de baja agresividad y mantiene una ventaja del 21 % en entornos de alta agresividad.
  3. Eficiencia sistémica: Las vigas THVS, al reducir el peso estructural, disminuyen las solicitaciones y el impacto ambiental de las columnas y las cimentaciones.
  4. Flexibilidad de diseño: La inclusión de elementos rigidizadores, como losas y muros, puede hacer que la configuración con uniones articuladas sea la más sostenible para edificios de grandes vanos, lo que demuestra la adaptabilidad del sistema.

En conjunto, los hallazgos confirman que la combinación de LCEIO con la tipología RC-THVS representa una alternativa altamente sostenible y eficiente frente a los pórticos tradicionales de hormigón armado.

Referencia:

NEGRÍN, I.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2025). Life-cycle environmental impact optimization of an RC-THVS composite frame for sustainable construction. Engineering Structures, 345, 121461. DOI:10.1016/j.engstruct.2025.121461 Featured Paper Award

Como se trata de un artículo publicado en abierto, os dejo un enlace para su descarga.

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El arte de la compresión: revelaciones sobre el hormigón pretensado

¿Cómo es posible que una viga de hormigón, un material intrínsecamente frágil en lo que respecta a la tracción, soporte el paso de miles de vehículos en un viaducto sin colapsar ni agrietarse? La respuesta no radica en el grosor de la estructura, sino en un «secreto invisible»: la precompresión activa. Como ingenieros, no solo vertemos material, sino que diseñamos un estado de tensiones internas que permite a las infraestructuras modernas desafiar los límites de la física.

Aunque ya he escrito varios artículos sobre este tema en el blog, a continuación, se presentan las cinco claves técnicas que convierten el hormigón en una herramienta de ingeniería de alta precisión.

No se trata solo de soporte, sino de resistencia activa.

El cambio de paradigma fundamental es que el hormigón pretensado no «espera» a recibir la carga para trabajar. Mediante esta técnica, sometemos al material a un esfuerzo de compresión previo que contrarresta las tracciones que sufrirá durante su vida útil. Esto lo convierte en un sistema dinámico.

Para que esta «fuerza interna» sea efectiva, incluso el almacenamiento de los materiales se rige por estrictas normas de ingeniería. Por ejemplo, los alambres de alta resistencia no pueden enrollarse de cualquier manera: su diámetro de bobinado nunca debe ser inferior a 250 veces el diámetro del propio alambre, a fin de evitar deformaciones permanentes que puedan afectar su capacidad elástica. Como bien define la normativa técnica:

«El pretensado es una técnica que aumenta la capacidad de resistencia del hormigón a las cargas al someterlo previamente a esfuerzos de compresión».

El acero como un «músculo» en tensión.

Las denominadas armaduras activas son el alma de la estructura. No nos referimos al acero corrugado convencional, sino a elementos de alta resistencia que actúan como músculos sometidos a una tensión constante. En función del diseño, el ingeniero selecciona diferentes configuraciones:

  • Alambres: suministrados en rollos, son fundamentales para el control de la deformación.
  • Barras: se suministran en tramos rectos para garantizar su integridad y evitar daños durante el transporte.
  • Cordones: trenzados de dos, tres o siete alambres. Para garantizar su «fuerza vital», los cordones de dos o tres alambres requieren rollos de al menos 600 mm de diámetro, mientras que los de siete alambres exigen bobinas de 750 mm de diámetro.

Para evitar la corrosión y mantener la adherencia, estas armaduras deben guardarse en lugares ventilados, lejos de la humedad y libres de grasas o polvo, que podrían alterar la longitud de transmisión necesaria para transferir el esfuerzo al hormigón.

La coreografía de la precisión: gatos y anclajes.

El proceso de tensado es una coreografía lenta y progresiva en la que la fuerza bruta se gestiona con precisión milimétrica. Utilizamos gatos hidráulicos y centrales de presión para aplicar la carga sobre los anclajes, que se clasifican según su función: el anclaje activo (tipo L) se encuentra en el extremo de tensado, mientras que el anclaje pasivo (tipo S) en el extremo fijo.

En obra, la precisión no es negociable. La fuerza aplicada debe mantenerse dentro de un margen de ±5 % respecto al valor del proyecto. Controlamos los alargamientos con tolerancias muy estrictas: un máximo de ±15 % para un tendón individual, pero solo de ±5 % para el conjunto de tendones de la misma sección. Además, como ingenieros sénior, sabemos que el termómetro manda: está prohibido iniciar el tesado por debajo de 5 °C sin medidas especiales. Es una máxima del sector que

«Cualquier fallo en el tensado o en los materiales puede afectar a la integridad estructural del proyecto».

Vainas de inyección: mucho más que un relleno.

Las vainas no son simples tubos, sino conductos que garantizan la durabilidad. En los sistemas postensados, tras el tensado, inyectamos una lechada técnica que debe cumplir con estrictos parámetros químicos. Utilizamos cemento Portland CEM-I con una relación agua/cemento (a/c) entre 0,4 y 0,5 para garantizar una porosidad mínima y una protección óptima.

La inyección es un proceso crítico:

  • Velocidad y longitud: La lechada debe avanzar de forma constante entre 5 y 15 m/min, sin superar nunca una longitud de inyección de 120 m.
  • Control térmico: La temperatura de la mezcla jamás debe exceder los 30 °C para evitar fraguados prematuros dentro de la vaina.
  • Puntos de purga: El éxito se confirma en los respiraderos o tubos de purga. La operación solo termina cuando la lechada rebosa por ellos con la misma consistencia y densidad que la mezcla original.

La seguridad en entornos de altas energías.

Un tendón de pretensado que acumula tensión es, en esencia, un resorte gigante con una energía potencial letal. La seguridad no se reduce al sentido común, sino que implica un protocolo de «altas energías». Es obligatorio establecer un perímetro de seguridad estricto y utilizar placas perforadas o envoltorios que actúen como escudo en caso de que una armadura llegara a partirse.

Existen prohibiciones críticas por motivos de seguridad y técnicos: está terminantemente prohibido utilizar aire comprimido para la inyección y, bajo ningún concepto, los operarios deben mirar a través de los tubos o rebosaderos durante el proceso. La ingeniería moderna debe equilibrar una fuerza física inmensa con un control humano absoluto, documentando cada presión y cada alargamiento para garantizar la trazabilidad total de la estructura.

Conclusión: mirando al futuro de la ingeniería.

El hormigón pretensado es la victoria de la inteligencia sobre la debilidad intrínseca de los materiales. Al dominar la presión interna controlada, hemos pasado de construir estructuras pesadas y pasivas a diseñar obras de arte de la ingeniería que, en realidad, son organismos activos en equilibrio.

Al observar la esbeltez de un puente moderno, cabe preguntarse: ¿seremos capaces de diseñar estructuras aún más ligeras y atrevidas ahora que sabemos que la verdadera fuerza reside en la presión interna invisible que las sostiene?

En esta conversación puedes escuchar algunas de las claves del hormigón pretensado.

En este vídeo se resumen las ideas más interesantes de este material.

En este documento se describen las ideas fundamentales:

Hormigón_Pretensado_Técnica_y_Ejecución

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Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

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