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.
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.
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.
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.
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:
Fisuración transversal: las primeras heridas que aceleran el daño.
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).
Fluencia: la deformación silenciosa que sufre el hormigón bajo una carga sostenida a lo largo de los años.
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:
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.
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):
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).
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).
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.
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:
Muestreo de Hipercubo Latino (LHS): Genera un conjunto inicial de 100 soluciones bien distribuidas en el espacio de diseño.
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.
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.
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.
Eficiencia sistémica: Las vigas THVS, al reducir el peso estructural, disminuyen las solicitaciones y el impacto ambiental de las columnas y las cimentaciones.
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.
¿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:
YEPES, V. (2026). Fabricación y puesta en obra del hormigón. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 450 pp. Ref. 441. ISBN: 978-84-1396-418-8
La industria de la construcción tiene una enorme huella medioambiental y es una de las principales causas de la degradación del planeta. Para alcanzar los objetivos de sostenibilidad, es fundamental transformar la forma en que diseñamos y construimos. Por fortuna, la innovación en el diseño estructural, combinada con la optimización mediante inteligencia artificial, está dando lugar a soluciones sorprendentes y altamente eficientes que hace solo unos años parecían imposibles.
Este artículo explora los cinco descubrimientos más impactantes de un estudio reciente sobre un innovador tipo de estructura de edificio compuesto que combina columnas de hormigón armado con vigas de acero de sección variable, conocido como sistema RC-THVS. Estos descubrimientos no solo demuestran el potencial de la tecnología para crear edificios más sostenibles, sino que también desafían algunas de las ideas más arraigadas en la ingeniería estructural.
1. La optimización inteligente no es un pequeño ajuste, sino una revolución medioambiental.
La Optimización del Impacto Ambiental del Ciclo de Vida (LCEIO, por sus siglas en inglés) es una estrategia que utiliza algoritmos para diseñar edificios que no solo sean resistentes, sino que también tengan el menor impacto ambiental posible a lo largo de toda su vida útil, desde la extracción de materiales hasta su demolición y reciclaje.
El resultado clave del estudio es contundente: los sistemas compuestos optimizados con esta tecnología pueden reducir el impacto ambiental del ciclo de vida, medido como el potencial de calentamiento global (GWP), hasta en un 32 % en comparación con los edificios diseñados tradicionalmente.
No se trata de una mejora marginal, sino de un salto cualitativo. Esto demuestra el poder de integrar la inteligencia artificial no como un añadido final, sino en las fases más tempranas del diseño, lo que transforma la sostenibilidad de un ideal a un resultado cuantificable y optimizado desde el núcleo mismo de la estructura.
2. La mayor victoria se consigue en la fábrica, no en la obra.
A menudo pensamos que la sostenibilidad depende del mantenimiento o del reciclaje al final de la vida útil de un edificio. Sin embargo, este estudio demuestra que el mayor ahorro de emisiones se produce mucho antes, en la fase de fabricación.
Los datos son reveladores. Las innovadoras vigas de acero de sección variable (THVS) utilizadas en el sistema compuesto reducen las emisiones de fabricación hasta en un 70 % en comparación con los perfiles de acero tradicionales en forma de I y, en el caso de las columnas de hormigón optimizadas, la reducción en la fabricación (encofrado, acero y hormigón) es del 27 %.
Este hallazgo cambia por completo el enfoque de los esfuerzos. La eficiencia de los materiales y un diseño inteligente desde el principio tienen un impacto mucho mayor que las acciones realizadas al final de la vida útil. La verdadera construcción sostenible comienza en la mesa de diseño y en la planta de fabricación.
3. Una viga más ligera reduce la carga sobre todo el edificio.
Los beneficios de un componente bien diseñado van más allá de él. El estudio demuestra que el menor peso de las vigas THVS optimizadas tiene un efecto dominó positivo en toda la estructura del edificio.
Este «efecto en cascada» puede cuantificarse. Al reducir el peso de las vigas, se disminuyen las cargas axiales que soportan las columnas y, por ende, las cimentaciones. Por ejemplo, en la estructura compuesta analizada, las columnas exteriores experimentan un 17 % menos de fuerza axial que en un sistema tradicional de hormigón armado.
Esta es una lección clave sobre el pensamiento sistémico. Optimizar una sola pieza de forma aislada es ineficiente. En cambio, mejorar un componente clave puede generar una cadena de optimizaciones que aligere y haga más sostenible todo el sistema estructural.
4. La paradoja de las conexiones: ¿por qué la unión «débil» puede fortalecer el sistema?
Aquí es donde el diseño se vuelve contraintuitivo. Las vigas con conexiones articuladas (o «pinned»), que individualmente son las más eficientes (ya que reducen su impacto hasta en un 55 %), empeoran el rendimiento global del edificio en un modelo de estructura esquelética simple. La razón es que su menor rigidez sobrecarga las columnas, lo que incrementa el impacto total.
Sin embargo, la historia da un giro inesperado. Cuando se añaden losas y muros al modelo estructural, este problema no solo desaparece, sino que se invierte. El estudio demuestra que, específicamente en edificios de grandes luces con estos elementos, la configuración con uniones articuladas se convierte en la solución más sostenible, ya que reduce el impacto del ciclo de vida en más del 30 %.
Este hallazgo contradice las suposiciones convencionales sobre el diseño. Pone en tela de juicio la suposición de que los componentes deben optimizarse individualmente para lograr la máxima rigidez. En un sistema integrado, la flexibilidad controlada puede ser la clave para la eficiencia global.
5. El clima y el entorno lo cambian todo.
La ventaja medioambiental de una estructura no es un valor absoluto, sino que depende drásticamente del entorno en el que se construye. El estudio comparó el rendimiento del sistema compuesto en dos escenarios a lo largo de 100 años.
En entornos de baja agresividad, la ventaja fue clara: una reducción de emisiones del 30 % frente a las estructuras de hormigón tradicionales. Sin embargo, en entornos de alta agresividad, como las zonas marinas, la ventaja se redujo al 21 %, aunque siguió siendo superior. La razón es que las emisiones asociadas al mantenimiento de los elementos de acero aumentan drásticamente en condiciones más adversas.
En resumen, se puede llegar a la siguiente conclusión:
El diseño estructural más sostenible no es universal, sino una solución adaptada de forma inteligente a las condiciones específicas de su entorno durante sus primeros 100 años de vida.
Esto subraya la necesidad de un enfoque de diseño basado en el ciclo de vida completo. No basta con pensar en el día de la inauguración; hay que planificar para las décadas de uso, desgaste y mantenimiento que definen el verdadero impacto de un edificio.
Conclusión: mirando hacia el futuro.
La combinación de materiales compuestos innovadores con un diseño optimizado a lo largo de todo el ciclo de vida es una de las vías más prometedoras para reducir drásticamente el impacto ambiental de la construcción. Ya no es necesario elegir entre rendimiento y sostenibilidad, pues la tecnología nos permite optimizar ambos aspectos simultáneamente.
Estos avances demuestran que es posible construir de manera más inteligente y sostenible. Si se pueden lograr estas mejoras optimizando únicamente la estructura, ¿qué no se podría conseguir aplicando este nivel de análisis a cada componente de nuestros edificios?
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La crisis de la vivienda no es solo una estadística, sino una emergencia humanitaria. Según UN-Habitat, más de 1 600 millones de personas carecen de una vivienda adecuada y, para cerrar esta brecha, el mundo debe enfrentarse al titánico reto de construir 96 000 viviendas al día hasta el año 2030. Este desafío tiene un rostro concreto en distritos como Carabayllo, en Lima (Perú), una zona de expansión urbana acelerada donde la necesidad de soluciones rápidas suele chocar con la falta de recursos y la precariedad constructiva.
Ante este panorama, surge la pregunta central: ¿es posible construir viviendas económicas y rápidas que también respeten el medio ambiente y la dignidad de quienes las habitan? Para responderla, la ciencia del urbanismo recurre hoy a métodos avanzados de evaluación, como el análisis del ciclo de vida (LCA), el análisis de costes del ciclo de vida (LCC) y el análisis del ciclo de vida social (S-LCA). Los resultados de aplicar estas herramientas en el contexto peruano revelan que el futuro de la vivienda social no radica en el ladrillo tradicional, sino en la construcción industrializada.
Punto 1: el acero ligero (LSF) es el nuevo referente en materia de sostenibilidad.
En la búsqueda del sistema constructivo ideal, el acero ligero, también conocido como Light Steel Frame (LSF), ha destronado a las opciones convencionales. Su éxito se debe a su equilibrio casi perfecto entre peso, resistencia y sostenibilidad. Al ser un sistema de baja intensidad material, el LSF utiliza los recursos de forma quirúrgica, minimizando el desperdicio que abunda en las obras tradicionales.
Desde el punto de vista financiero, el LSF no solo es competitivo, sino también transformador: reduce el coste inicial de construcción en un 15 % y los costes de fin de vida (demolición y reciclaje) en un asombroso 77 % en comparación con la mampostería confinada (RCF-M). Al ser altamente reciclable, el acero hace que el edificio, al final de su vida útil, no se convierta en escombro, sino en un recurso.
«El Life Cycle Steel Frame (LSF) ha obtenido la máxima puntuación en sostenibilidad en todas las categorías».
Punto 2: lo social ya no es secundario (pesa un 40 %).
Quizás el hallazgo más revolucionario de la investigación es que la sostenibilidad ya no se mide solo en toneladas de CO₂. Los indicadores sociales representaron casi el 40 % del peso total (38,93 %) en la toma de decisiones, superando por primera vez a los factores económicos y ambientales.
Este estudio introduce una métrica basada en el factor humano: las horas de riesgo medio (MRH). En lugar de limitarse a calcular el ahorro de energía, el análisis cuantifica la seguridad del trabajador, las condiciones laborales y el impacto en la comunidad local. Lo fascinante es que estos resultados son robustos: el análisis de sensibilidad (S-BWM) demostró que, independientemente de si el evaluador era un experto sénior con 35 años de experiencia o un especialista júnior, los datos señalaban de manera consistente al LSF como el camino más ético y eficiente.
Punto 3: La trampa del coste inicial frente al ciclo de vida.
En urbanismo sostenible, lo que hoy es barato puede resultar carísimo mañana. Existe una brecha crítica entre el presupuesto de obra y el LCC (costo del ciclo de vida) a 50 años. Aquí es donde entra en juego la funcionalidad (C9): no debemos considerar la vivienda social como un «refugio temporal», sino como un activo permanente que garantiza la dignidad y el patrimonio familiar.
Los sistemas pesados, como los paneles sándwich, pueden prometer rapidez, pero imponen cargas de mantenimiento y de demolición mucho más elevadas. Para evitar esta trampa, la evaluación debe considerar tres momentos:
Construcción: el gasto inmediato en materiales y mano de obra especializada.
Uso (mantenimiento): la inversión necesaria para que la casa sea habitable y segura (pintura, anticorrosión).
Fin de vida (EoL): el coste de «desaparecer» la estructura de forma responsable.
Punto 4: El «efecto dominó» del coste medioambiental.
Gracias al análisis causal DEMATEL, hemos descubierto que la sostenibilidad funciona como un juego de dominó. El coste de construcción es la pieza clave: el motor principal que impulsa el resto de los impactos.
La ciencia nos dice que no podemos mejorar la salud humana (C5), lo cual actúa como un criterio dependiente o «efecto» si simplemente nos enfocamos en indicadores sanitarios aislados. Para proteger la salud de las poblaciones urbanas, debemos «atacar» los impulsores causales: si optimizamos el coste inicial y la gestión de recursos desde el diseño, reduciremos inevitablemente la contaminación y el estrés ambiental que enferma a las ciudades décadas después.
Punto 5: El mito de que lo prefabricado siempre es mejor.
El estudio revela una ironía tecnológica. Los paneles sándwich con conexiones de pernos (LBSPS), que a primera vista parecen la cúspide de la innovación «prefabricada», ocuparon el último lugar en el ranking de sostenibilidad.
¿Por qué este sistema falló en el contexto de Lima? El análisis revela una paradoja: resultó un 20 % más costoso que la mampostería tradicional que pretendía reemplazar. El sistema se penalizó por una cadena de suministro local inmadura y la necesidad de una mano de obra extremadamente especializada. Esto debe servir de advertencia a los responsables de la toma de decisiones: la tecnología sin un marco institucional y un mercado local preparado es solo una solución teórica, no una realidad social.
Conclusión: una brújula para la política de vivienda.
No existe un sistema «perfecto», sino decisiones equilibradas basadas en datos. Mientras el LSF lidera la vanguardia, los muros de hormigón armado (RCW) se consolidan como la segunda opción: una alternativa económicamente sólida y viable en contextos donde la capacidad industrial del acero es limitada.
Como especialistas, nuestra misión es avanzar hacia procesos de evaluación que no sacrifiquen la calidad de vida en aras de la rapidez. Debemos comprender que cada ladrillo o cada perfil de acero es una decisión que afecta la salud y la economía de las generaciones futuras.
Ante el déficit global de vivienda, ¿estamos dispuestos a cambiar nuestra cultura constructiva para garantizar un hogar digno y sostenible para las generaciones futuras?
Aquí tienes una conversación en la que puedes escuchar argumentos sobre este trabajo.
En este vídeo puedes ver un resumen de las ideas más interesantes sobre este tema.
También os dejo un documento resumen, a modo de presentación.
Este galardón distingue a un número muy reducido de trabajos que destacan por su excelencia científica, originalidad y relevancia en la revista. Por tanto, se trata de un reconocimiento de alto nivel al impacto y la calidad de la investigación realizada.
¿Qué es Engineering Structures?
Engineering Structures es una de las revistas internacionales de referencia en el ámbito de la ingeniería civil y estructural. Su objetivo principal es publicar investigaciones avanzadas, tanto teóricas como aplicadas, relacionadas con el análisis, el diseño, el comportamiento y la optimización de estructuras, incluidos puentes, edificios y sistemas estructurales innovadores. La revista hace especial hincapié en los enfoques modernos que integran la sostenibilidad, los nuevos materiales, los métodos computacionales y la evaluación del ciclo de vida.
En términos bibliométricos, Engineering Structures se sitúa en el primer decil (D1) del Journal Citation Reports (JCR) en el área de ingeniería civil, lo que significa que se encuentra entre el 10 % de las revistas con mayor impacto científico a nivel mundial en su campo.
El significado del Featured Paper Award
Recibir el Featured Paper Award implica que el artículo ha sido considerado especialmente relevante por el equipo editorial de la revista, no solo por su calidad metodológica, sino también por su contribución al avance del conocimiento y su interés para la comunidad científica internacional. En este caso, el trabajo aborda la optimización del impacto ambiental a lo largo del ciclo de vida de sistemas estructurales compuestos, lo que lo alinea con uno de los grandes retos actuales de la ingeniería: el desarrollo de infraestructuras más sostenibles y eficientes.
Este reconocimiento aumenta la visibilidad del trabajo publicado y destaca la importancia de integrar criterios ambientales y de sostenibilidad en el diseño estructural, un enfoque cada vez más necesario en el contexto de la transición ecológica del sector de la construcción.
Desde nuestro equipo, agradecemos este reconocimiento y esperamos que el artículo contribuya a seguir impulsando la investigación en ingeniería estructural sostenible y en el análisis del ciclo de vida.
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.
