Categoría: estructuras

Resultados parciales del proyecto BRIDLIFE

ph_vigas-artesaEl objetivo del proyecto BRIDLIFE consiste en desarrollar una metodología que permita incorporar un análisis del ciclo de vida de puentes de hormigón pretensado, definiendo un proceso de toma de decisiones que integre los aspectos sociales y medioambientales mediante técnicas analíticas de toma de decisiones multicriterio.

Los resultados esperados detallarán qué tipologías, actuaciones de conservación y alternativas de demolición y reutilización son adecuadas para minimizar los impactos, dentro de una política de fuerte limitación presupuestaria que compromete seriamente las políticas de creación y conservación de las infraestructuras.

Este proyecto competitivo, financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad y los fondos FEDER (proyecto de investigación BIA2014-56574-R), tiene una duración prevista de 2015 a 2017. En este momento, superado el ecuador del proyecto, podemos dar cuenta de algunos de los resultados ya publicados en revistas de impacto, que espero sean de vuestro interés.

Como antecedentes necesarios se indican algunos trabajos previos, fruto del proyecto HORSOST, precedente al actual. La optimización de un puente de vigas artesa se abordó con algoritmos híbridos basados en el recocido simulado [1] y algoritmos meméticos [2]; se utilizaron algoritmos de enjambres de luciérnagas para optimizar el coste y las emisiones de CO₂ de vigas en I, incorporando la carbonatación en el ciclo de vida [3]; asimismo se evaluó el ciclo de vida de hormigones con distintas adiciones incluyendo la carbonatación y la durabilidad [4].

Las primeras aportaciones realizadas en el año 2015, ya dentro del proyecto, fueron la optimización de estribos abiertos mediante algoritmos híbridos de escalada estocástica [5]; la optimización del coste de puentes en vigas artesa con hormigón con fibras [6] y la optimización de las emisiones de CO₂ de pasarelas de hormigón pretensado y sección en cajón [7]. Destaca también el trabajo desarrollado, basándose en una aproximación cognitiva, de una metodología que permite la toma de decisiones tras la aplicación de técnicas de optimización multiobjetivo [8].

En el año 2016 se empezaron a realizar aportaciones realizadas, fundamentalmente con la evaluación de los impactos sociales de las infraestructuras a lo largo del ciclo su ciclo de vida [9,10]. Se avanzó con la optimización de la energía embebida en puentes de vigas artesa [11] y en la optimización multiobjetivo del coste, las emisiones de CO₂ y la seguridad a lo largo del ciclo de vida de puentes cajón [12]. Se han comparado puentes losa postesados y puentes prefabricados óptimos [13]. Otra aportación de interés se hizo con la colaboración del profesor Dan M. Frangopol, que realizó una estancia en nuestro grupo de investigación. Se comparó el coste del ciclo de vida de puentes cajón usando una aproximación basada en la fiabilidad [14].

Durante el año 2017, último del proyecto, existen trabajos ya publicados y otros en proceso de revisión. Se describen brevemente los ya publicados. Se aplicó el análisis de ciclo de vida completo atendiendo a todo tipo de impactos ambientales a muros de contrafuertes [15], introduciendo una metodología que se está aplicando a estructuras más complejas como los puentes. Se ha introducido un metamodelo basado en redes neuronales para mejorar el rendimiento en el proceso de optimización multiobjetivo de puentes en cajón [16]. También se optimizaron las emisiones de CO₂ en puentes de vigas artesa ejecutados con hormigones con fibras [17].

Aparte de estas aportaciones, directamente relacionadas con el proyecto BRIDLIFE, durante este periodo de tiempo destacan dos trabajos similares aplicados a la optimización del mantenimiento de pavimentos de carreteras desde los puntos de vista económicos y medioambientales [18,19].

Cabe destacar, por último, que durante los años 2015-2016 se han leído cinco tesis doctorales relacionadas, de forma directa o indirecta, con los objetivos desarrollados por el presente proyecto de investigación [20-24], existiendo otras cinco en estado avanzado de desarrollo.

Referencias:

[1] J.V. Martí, F. González-Vidosa, F.; V. Yepes, J. Alcalá, Design of prestressed concrete precast road bridges with hybrid simulated annealing, Engineering Structures. 48 (2013) 342-352.

[2] J.V. Martí, V. Yepes, F. González-Vidosa, A. Luz, Diseño automático de tableros óptimos de puentes de carretera de vigas artesa prefabricadas mediante algoritmos meméticos híbridos, Revista Internacional de Métodos Numéricos para Cálculo y Diseño en Ingeniería. 30(3) (2014) 145-154.

[3] T. García-Segura, V. Yepes, J.V. Martí, J. Alcalá, Optimization of concrete I-beams using a new hybrid glowworm swarm algorithm, Latin American Journal of Solids and Structures. 11(7) (2014) 1190-1205.

[4] T. García-Segura, V. Yepes, J.V. Martí, J. Alcalá, Life-cycle greenhouse gas emissions of blended cement concrete including carbonation and durability, International Journal of Life Cycle Assessment. 19(1) (2014) 3-12.

[5] A. Luz, V. Yepes, F. González-Vidosa, J.V. Martí, Diseño de estribos abiertos en puentes de carretera obtenidos mediante optimización híbrida de escalada estocástica, Informes de la Construcción. 67(540) (2015) e114.

[6] J.V. Martí, V. Yepes, F. González-Vidosa, Memetic algorithm approach to designing of precast-prestressed concrete road bridges with steel fiber-reinforcement, Journal of Structural Engineering ASCE. 141(2) (2015) 04014114.

[7] T. García-Segura, V. Yepes, J. Alcalá, E. Pérez-López, Hybrid harmony search for sustainable design of post-tensioned concrete box-girder pedestrian bridges, Engineering Structures. 92 (2015) 112-122.

[8] V. Yepes, T. García-Segura, J.M. Moreno-Jiménez, A cognitive approach for the multi-objective optimization of RC structural problems, Archives of Civil and Mechanical Engineering. 15(4) (2015) 1024-1036.

[9] E. Pellicer, L.A. Sierra, V. Yepes, Appraisal of infrastructure sustainability by graduate students using an active-learning method, Journal of Cleaner Production. 113 (2016) 884-896.

[10] L.A. Sierra, E. Pellicer, V. Yepes, Social sustainability in the life cycle of Chilean public infrastructure, Journal of Construction Engineering and Management ASCE. 142(1) (2016) 05015020.

[11] J.V. Martí, T. García-Segura, V. Yepes. Structural design of precast-prestressed concrete U-beam road bridges based on embodied energy, Journal of Cleaner Production. 120 (2016) 231-240.

[12] T. García-Segura, V. Yepes, Multiobjective optimization of post-tensioned concrete box-girder road bridges considering cost, CO2 emissions, and safety, Engineering Structures. 125 (2016) 325-336.

[13] J.V. Martí, J. Alcalá, T. García-Segura, V. Yepes, Heuristic design of precast-prestressed concrete U-beam and post-tensioned cast-in-place concrete slab road bridges, International Conference on High Performance and Optimum Design of Structures and Materials (HPSM/OPTI 216) (2016), 10 pp.

[14] T. García-Segura, V. Yepes, D.M. Frangopol, D.Y. Yang, Comparing the life-cycle cost of optimal bridge designs using a lifetime reliability-based approach, Fifth International Symposium on Life -Cycle Civil Engineering (IALCCE 2016). (2016) 1146-1153.

[15] P. Zastrow, F. Molina-Moreno, T. García-Segura, J.V. Martí, V. Yepes. Life cycle assessment of cost-optimized buttress earth-retaining walls: a parametric study, Journal of Cleaner Production. 140 (2017) 1037-1048.

[16] T. García-Segura, V. Yepes, J. Alcalá, Computer-support tool to optimize bridges automatically, International Journal of Computational Methods and Experimental Measurements. 5(2) (2017) 171-178.

[17] V. Yepes, J.V. Martí, T. García-Segura, Design optimization of precast-prestressed concrete road bridges with steel fiber-reinforcement by a hybrid evolutionary algorithm, International Journal of Computational Methods and Experimental Measurements. 5(2) (2017) 179-189.

[18] C. Torres-Machi, A. Chamorro, E. Pellicer, V. Yepes, C. Videla, Sustainable pavement management: Integrating economic, technical, and environmental aspects in decision making, Transportation Research Record. 2523 (2015) 56-63.

[19] V Yepes, C. Torres-Machí, A. Chamorro, E. Pellicer, Optimal pavement maintenance programs based on a hybrid greedy randomized adaptive search procedure algorithm, Journal of Civil Engineering and Management. 22(4) (2016) 540-550.

[20] C. Torres-Machí, Optimización heurística multiobjetivo para la gestión de activos de infraestructuras de transporte terrestre, Tesis doctoral, Universitat Politècnica de València y Pontificia Universidad Católica de Chile, 2015.

[21] A.M. Rodriguez-Calderita, Optimización heurística de forjados de losa postesa, Tesis doctoral, Universitat Politècnica de València, 2015.

[22] A.J. Luz, Diseño óptimo de estribos abiertos de hormigón armado en puentes de carretera mediante optimización heurística, Tesis doctoral, Universitat Politècnica de València, 2016.

[23] F. Navarro-Ferrer, Modelos predictivos de las características prestacionales de hormigones fabricados en condiciones industriales, Tesis doctoral, Universitat Politècnica de València, 2016.

[24] T. García-Segura, Efficient design of post-tensioned concrete box-girder road bridges based on sustainable multi-objective criteria, Tesis doctoral, Universitat Politècnica de València, 2016.

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La barca de Lambot, el «Antecessor» del hormigón armado

Lambot
Barca de Lambot

Seguimos con este post otro anterior en el que nos preguntábamos por el origen del cemento artificial. Aquí vamos a dedicar unos minutos a recordar el origen del hormigón armado. Como suele suceder, siempre existe un pionero que se adelanta a su tiempo y un empresario que pone en marcha el negocio. Aquí los dos personajes serán Lambot y Monier, ambos franceses.

La Exposición Universal de Paris de 1855 trajo consigo la presentación de una barca de carcasa metálica recubierto por un hormigón de cal hidráulica. Tenía 4 m de largo, 1.30 m de ancho y un espesor de sólo 4 cm. Este invento se construyó unos años antes, en 1848, por un francés llamado Jean-Louis Lambot (1814-1887) con la idea de utilizarlo en un lago existente de su propiedad en Miraval, al sur de Francia. Lambot se dedicó a la agricultura en la casa de su familia y en 1845 ya hizo un depósito y unas cajas de naranjas con malla recubierta de cemento y otros elementos para mobiliaria de jardín. No pasó de ser una anécdota, pero fue la primera vez que se aplicaron armaduras o flejes de hierro embebidos en el hormigón para intentar subsanar la escasa resistencia a la tracción del hormigón. Con todo, lo que realmente quería nuestro inventor era una malla de almabres trenzados que sirviera de estructura a sus creaciones, aunque se le ocurrió utilizar el cemento -material de moda- como recubrimiento para darle forma, impermeabilidad y rigidez. A este material le llamó «ferciment«, y desde luego, fue el «homo antecessor» del hormigón armado que hoy día conocemos. Continue reading «La barca de Lambot, el «Antecessor» del hormigón armado» →

Prefabricación de puentes: retos de futuro, sostenibilidad y BIM

pretil-con-imposta-curva-prevalesaDesde que en 1936 Eugène Freyssinet construyera el primer puente de hormigón pretensado del mundo, en el que las vigas y tableros eran prefabricados, la tecnología ha experimentado un avance imparable. Sin embargo, existen importantes retos de futuro que pasan, sin duda, por la sostenibilidad y por las tecnologías BIM. En relación con lo primero, la generalización de las declaraciones ambientales de producto servirá, sin duda, para valorar con mayor criterio la conveniencia de unas soluciones constructivas frente a otras, sin olvidar los aspectos sociales y económicos. Por otra parte, las tecnologías BIM impondrán un mayor rigor y definición en el proyecto, que sin duda, favorecerán los procesos de industrialización y prefabricación. En este sentido iniciativas como la creación de bibliotecas de elementos prefabricados modelados en BIM favorecerá claramente su uso. Os dejo a continuación un artículo de Alejandro López Vidal, gerente técnico de la ANDECE, que espero os sea de interés.

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Encofrados deslizantes

Figura 1. Encofrado deslizante

Los encofrados deslizantes (slip form, en inglés) consisten en un molde de poca altura, capaz de configurar una sección de hormigón vertida en él de forma constante y a la misma velocidad que se eleva dicho molde.

Este se cuelga de unos marcos o caballetes de madera o metal a una serie de dispositivos de elevación soportados por barras metálicas o por otros elementos que se apoyan sobre los cimientos o sobre el hormigón endurecido. El hormigón se vierte en el encofrado y, a medida que se endurece, este se va levantando progresivamente, mientras el encofrado es arrastrado por los dispositivos de elevación de los que está colgado. Se trata de un sistema de encofrado independiente que requiere poco tiempo de grúa durante la construcción.

Los encofrados deslizantes se utilizan preferentemente en obras de gran altura, con sección constante o que varía ligeramente con la altura y con espesores también variables, como ascensores, escaleras, torres, etc. Hoy en día es posible realizar variaciones importantes en el espesor de la sección, aunque ello supone cierta dificultad añadida. En silos y estructuras que así lo permitan, suele utilizarse una grúa torre para hormigonar. Su utilización se ha extendido a estructuras inclinadas complejas y a estructuras compuestas combinables con elementos prefabricados.

El vertido del hormigón, el montaje de las armaduras, de los marcos de puertas y ventanas, de los moldes para crear aberturas, etc., se realiza conforme se eleva el encofrado, a partir de una plataforma de trabajo situada a la altura del borde superior. De esta plataforma se cuelgan, a una altura de 3 o 4 m, una o dos plataformas inferiores, desde las cuales se vigila la calidad del vertido del hormigón. El encofrado deslizante se eleva continuamente a una velocidad de entre 5 y 30 cm por hora, según el endurecimiento del hormigón, para garantizar una cadena tecnológica.

El sistema es rápido, ya que está fuertemente industrializado, pero tiene un alto coste de primera instalación, por lo que solo es rentable con alturas muy importantes (en pilas se prefieren alturas por encima de 70 m) o con alturas menores si el número de piezas que se van a deslizar en la misma obra es muy significativo. El encofrado se puede retirar entre 4 y 12 horas después de colocar el hormigón. El trabajo no se debe interrumpir, aunque es posible adoptando las medidas apropiadas, por lo que se necesitan dos o tres turnos. Esto significa que la construcción puede elevarse entre 1,5 y 6 m al día.

Por tanto, cuando se usa un encofrado deslizante, los procesos de armado, encofrado, hormigonado y desencofrado se ejecutan de forma simultánea y continua. La forma de elevar el molde, que al principio era manual, ahora se efectúa de forma mecánica mediante sistemas hidráulicos, con un ascenso automático y a la velocidad deseada. Existen dos tipos de encofrados deslizantes: los empleados para obras en vertical (silos, pozos, chimeneas, pilas, etc.) y los destinados a obras en horizontal (canales, etc.).

Normalmente, el sistema de encofrado cuenta con tres plataformas. La plataforma superior actúa como área de almacenamiento y distribución, mientras que la plataforma intermedia, situada por encima del nivel de hormigón vertido, es la zona principal de trabajo. Por último, la plataforma inferior permite el acabado del hormigón.

La secuencia básica de construcción utilizando este encofrado es la siguiente:

  1. Se ensamblan el encofrado y la plataforma de acceso en el suelo.
  2. El ensamblaje se eleva mediante gatos hidráulicos.
  3. A medida que el encofrado se eleva continuamente, se requiere un suministro constante de hormigón y armaduras hasta que la operación esté finalizada.
  4. Al culminar la operación, el encofrado se retira utilizando una grúa.

Este sistema se empezó a emplear en Estados Unidos en 1903 y en Europa en 1924 para la construcción de silos. Sin embargo, pronto se empezó a utilizar en otros tipos de obras, como pilas de puente, depósitos elevados de agua o faros. En España, las primeras realizaciones fueron en silos de grano a finales de los años cuarenta del siglo pasado.

En España destaca la realización con este método de la chimenea de la central térmica de Puentes de García Rodríguez (propiedad de ENDESA) que con una altura de 356 m y un diámetro de 36 m en la base (espesor de 1,25 m) y de 18 m en coronación (espesor de 0,25 m). Esta chimenea (Endesa Termic), que comenzó a construirse en 1972 y cuyo funcionamiento empezó en 1976, fue realizada por Entrecanales y Tavora S.A., fue en su momento la más alta de Europa y la tercera del mundo (ver nota a pie de página).

Figura 2. Endesa Termic, chimenea de la central térmica de Puentes de García Rodríguez. Wikipedia

Ventajas del sistema:

a) Se realizan de forma simultánea varias operaciones, que en otros métodos deben hacerse de forma sucesiva, lo que supone una reducción del plazo de ejecución

b) Se suprimen tiempos muertos y cuellos de botella en las operaciones

c) Se consigue una gran velocidad de ejecución (hasta 6 m/día), con una muy buena calidad de obra

d) Se logra un gran número de reutilizaciones de los paneles

e) Es posible la construcción de obras de gran altura sin andamiajes, aplicando sistemas de elevación para personal y materiales

f) Economías significativas de mano de obra, al mecanizarse gran parte de las operaciones

g) Continuidad en la ejecución, incluso en tiempo frío, tomando las medidas que garanticen el endurecimiento del hormigón

h) Muy buen acabado de obra, debido al monolitismo, sin juntas frías, y a la uniformidad

Figura 3. Esquema de encofrado deslizante

Condiciones de aplicación:

En contrapartida a las ventajas anteriores, el sistema exige:

a) Estudio y redacción de todo un proyecto de encofrado mecanizado por técnicos competentes

b) La ejecución de las obras debería ser dirigida por técnicos que hayan aplicado ya el método

c) Organización perfecta de la ejecución, con personal muy especializado, que asegure el trabajo las 24 horas

d) Fabricación y montaje de encofrados con gran exactitud, con tolerancias muy estrictas

Figura 4. Esquema de encofrado deslizante

El principio de funcionamiento:

La unidad fundamental del equipo son los gatos de trepa. Son huecos por donde pasa un tubo de acero que es la barra de trepa, que se apoya en la cimentación. El gato dispone de dos juegos de cuñas dentadas que se clavan alternativamente en la barra y hacen que el gato ascienda a lo largo de esta. Del gato cuelgan dos vigas de acero por medio de una transversal que forman lo que se denomina normalmente «yugo» o «caballete». De los yugos se suspende el encofrado y el resto de estructuras, andamios y plataformas necesarias para las tareas de ferralla, hormigonado, etc., así como los mecanismos de reducción de diámetro y espesor. Los procedimientos de hormigonado varían en función del tipo de estructura. En estructuras muy altas, como chimeneas o torres de televisión, lo más habitual es colocar un ascensor en el centro, suspendido de unas estructuras radiales y guiado mediante unos cables tensados. En él sube una tolva de hormigón y, una vez retirada esta, sirve también para el ascenso de ferralla y del personal. La vibración es normalmente con aguja.

Figura 5. Imagen del yugo en el encofrado deslizante

 Elementos de un sistema de encofrado deslizante vertical:

a) Paneles: son los tableros del encofrado propiamente dicho

b) Caballetes: para arrastrar los paneles, a los que se anclan

c) Barras de apoyo: sobre las que se transmite el esfuerzo de elevación

d) Dispositivo de elevación: normalmente gatos o crics, actúan sobre los caballetes para elevar los paneles apoyándose en las barras

e) Plataformas de trabajo: de acceso a los diversos puntos de trabajo y control

f) Redes de las diferentes instalaciones: necesarias para el funcionamiento del encofrado

Figura 6. Sección y elementos de un encofrado deslizante

A continuación dejo algunos vídeos donde se puede comprobar el funcionamiento del sistema.

Referencias:

Cursos:

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

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Nota: Para la construcción de la chimenea se utilizó una torre colgada de 120 t, con gatos de trepa de 40 m de altura, de la que se atirantaban los soportes. El problema radicó en desmontar esta torre una vez finalizada la operación. Para ello, según me comenta Juan Manuel Lázaro (responsable del Departamento de Obras Singulares de Entrecanales y Tavora en aquel momento), se empleó un puente Bailey de 18 m, colgado por medio de barras Dywidag de dos pórticos apoyados sobre el fuste de hormigón sobre el que se apoyó la torre. Esta maniobra fue idea de Javier Urquijo Grijalba.

Montaje de puente prefabricado en la carretera Betxí-Borriol

Gruas Rigar

La prefabricación en elementos de puentes comenzó en España a principios de los años 50, con los primeros tableros de vigas prefabricadas pretensadas. Hoy en día existen soluciones prefabricadas para casi todas las tipologías de puentes de hormigón, aunque habitualmente solo se prefabrica el tablero.

A continuación, os dejo un vídeo de Grúas Rigar donde se puede ver el montaje de un puente en la carretera Betxí-Borriol. Resulta interesante ver el grado de precisión y maestría necesario para encajar las grandes piezas. Espero que os guste.

Fallo por desplazamiento en muro de contención

British Geological Survey
British Geological Survey

A continuación, os dejo un vídeo muy didáctico en el que se explica un fallo muy habitual en muros de contención. En él se puede ver el caso típico de un muro construido para soportar un suelo arenoso seco sobre el que ya existen construcciones. Este caso es muy habitual en carreteras o vías férreas, donde se construye un muro para soportar una excavación. Si el muro se desplaza, se puede observar claramente lo que ocurre en la superficie y con las edificaciones existentes.

El vídeo lo ha elaborado el British Geological Survey y podéis encontrar más información en su página web: www.bgs.ac.uk

Referencia:

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

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Puentes sobre el Guadalquivir para la Sevilla de la Expo 92

Puente de la Barqueta. bloglamochiladepedro.files.wordpress.com

Se ha comentado mucho en la red acerca de los puentes construidos sobre el Guadalquivir para la Sevilla de la Expo 92. El horizonte del 92 supuso para muchos ingenieros (entre los que me incluyo) una bocanada de aire fresco y de ilusión por trabajar en España, ilusión que hoy se ha esfumado por completo para nuestros jóvenes titulados. El artículo de hoy no pretende aportar nada nuevo al tema, pero sí invita a echar la vista atrás y recordar una época que marcó el destino de nuestro país en aquella década. Para ello, nada mejor que el reportaje de Canal Sur Televisión que adjunto al artículo.

Tras la concesión de la Exposición Universal 1992, se inició un periodo de realización de grandes obras en lo que a comunicaciones se refiere en la ciudad de Sevilla, en los que fue preparada para el inicio del Siglo XXI. Seis nuevos puentes, se construyeron sobre la dársena: al sur se construyeron El Puente del V Centenario, que permite el paso del tráfico fluvial por debajo gracias a los 51 metros que hay desde el tablero al agua, y el Puente de las Delicias, puente basculante que substituyó al obsoleto puente de Alfonso XIII. Al norte, se construyeron cuatro nuevos puentes: Puente del Cristo de la Expiración, la Pasarela de la Cartuja, el Puente de la Barqueta y el impresionante Puente del Alamillo. En este enlace podéis ver más sobre los puentes de Sevilla.

Dos de los tres puentes situados más al norte en la dársena, en primer término, el de la barqueta, en segundo, el del Alamillo. Wikipedia.

En el reportaje que os dejo a continuación se incluyen fotografías antiguas de inundaciones, barcas por las calles, … además de imágenes históricas. Se muestran imágenes aéreas de Sevilla y la Isla de la Cartuja y de la construcción de los puentes. Ofrece un plano con la evolución de los puentes y el río Guadalquivir desde 1903 a 1992. Redacción Juan Luis Carrasco. Realización Miguel Ángel Carrasco [Reportaje «Sobre el viejo río», Los Reporteros, 089. 22/12/1991. Canal Sur Televisión]

Aplicación de métodos matemáticos en la estimación de la vida útil de los puentes

Fases de iniciación y propagación de la corrosión (Tuutti, 1982)
Fases de iniciación y propagación de la corrosión (Tuutti, 1982)

Cualquier tipo de infraestructura, ya sea una carretera o un puente, se deteriora con el paso del tiempo y también como resultado de acciones y solicitaciones externas. Otros factores que pueden determinar la duración de esta vida útil son los errores o defectos ocurridos en la fase de proyecto o durante el proceso de construcción. El tiempo, por tanto, influye directamente en la mayoría de las variables que intervienen en los procesos de deterioro, tanto físicos (acciones, características resistentes, interacción con el terreno, etc.) como químicos (corrosión, carbonatación, cloruros, sulfatos, etc.). El análisis de la vida útil de un puente es, por tanto, un proceso complejo que requiere identificar las variables que afectan a la durabilidad y su distribución temporal. El deterioro es un proceso inherente a las estructuras y, en consecuencia, inevitable, aunque los sistemas de gestión tratan de cuantificarlo y controlarlo mediante estrategias de mantenimiento. Sus efectos pueden ser devastadores, ya que reducen drásticamente sus aspectos funcionales, portantes, de confort y de seguridad.

Para profundizar en este tema, os dejo un vídeo producido por el Instituto Eduardo Torroja en el que Faviano Tavares explica cómo se aplican los métodos matemáticos para estimar la vida útil de las estructuras. Espero que sea de vuestro interés.

Inspección de puentes: evaluación de daños y su evolución

Inspección especial del Viaducto sobre el río Voltoya
Inspección especial del Viaducto sobre el río Voltoya

Cualquiera que sea el sistema de gestión de un puente, todos ellos requieren de inspecciones que permitan evaluar, a distintos niveles de alcance, los posibles daños existentes y su evolución. En España, la «Guía para la realización de inspecciones principales de obras de paso en la Red de Carreteras del Estado«, de la Dirección General de Carreteras (2012), distingue tres niveles de inspección: básica, principal y especial. En este documento se entiende por “inspección” al conjunto de actuaciones técnicas realizadas conforme a un plan previo, que facilitan los datos necesarios para conocer en un instante dado el estado de conservación de un puente. La consecuencia de estas inspecciones es la determinación de las operaciones de mantenimiento o conservación cuando sean convenientes, o bien se asigna una marca de condición o estado de la estructura, o bien se adoptan medidas de rehabilitación, unas otras acciones extraordinarias.

Inspección básica o rutinaria:

Se trata del primer escalón dentro de las inspecciones, realizado por el personal encargado de la conservación rutinaria de la carretera (no necesariamente especializado en el ámbito estructural, pero con nociones básicas al respecto) en la que se encuentra ubicada la estructura. Su objetivo es detectar problemas importantes de manera precoz, sin tener que esperar a niveles superiores de inspección, que podrían acarrear un empeoramiento del problema con el paso del tiempo. Este nivel de inspección permite detectar deterioros tempranos y evitar que estos evolucionen a ser graves, así como localizar daños que necesiten una reparación urgente. Estas se materializan en fichas básicas adjuntas a las de conservación integral de la red gestionada.

Inspección principal:

Se trata de una inspección visual minuciosa que no requiere, a priori, de medios extraordinarios. Se llevan a cabo en campañas sistemáticas en función de los recursos humanos y técnicos disponibles. La inspección la lleva a cabo personal especializado dirigido por un ingeniero con sólidos conocimientos en patologías y áreas geológico-geotécnicas. Se recomienda una primera inspección principal, denominada «Inspección cero», que se realice antes de la puesta en servicio del puente y que sirva de referencia para determinar la evolución de los deterioros. La guía española mencionada anteriormente va un paso más allá y define el término Inspección Detallada como un caso particular de la Inspección Principal, dentro del cual se engloba un conjunto de estructuras que, por sus características, requieren medios auxiliares extraordinarios para la realización de la inspección, como plataformas, pasarelas de inspección, camiones grúa con canastilla, embarcaciones auxiliares, etc. El resultado se refleja en una ficha en la que, además de informarse del estado de la estructura en la inspección, se proporciona una valoración de su estado con respecto al resto de los puentes de la red gestionados. La periodicidad de las inspecciones principales depende de los recursos disponibles, aunque pueden adelantarse si hay informes que alerten de deterioros que comprometan la seguridad.

Inspección especial:

Las inspecciones especiales no son sistemáticas, sino que se realizan como consecuencia de los importantes deterioros detectados en una inspección principal o ante situaciones especiales como un impacto de un vehículo o una riada. Por lo general, son el paso previo a las labores de rehabilitación, reparación o refuerzo de la estructura. Requieren de un equipo técnico multidisciplinar, cualificado y altamente especializado en materias estructurales, geotécnicas y de análisis del deterioro de materiales. En este caso, no basta con realizar una inspección visual, sino que se requieren datos cuantitativos completos para evaluar el estado del puente. Con frecuencia, se llevan a cabo pruebas y ensayos destructivos o semidestructivos, como catas, testigos y otras pruebas relacionadas con la durabilidad. Con los resultados obtenidos se redacta un informe de caracterización y evaluación de daños o un proyecto de reparación. La dirección de los trabajos requiere un ingeniero jefe con amplia experiencia que planifique los trabajos de campo y tenga conocimientos estructurales y de gestión suficientes para coordinar al equipo de personas a su cargo. Este tipo de inspección puede ser de naturaleza tan variada que resulta difícil definirlo y detallarlo dentro de un sistema de gestión. No obstante, los resultados de las operaciones de reparación se introducen en el sistema, formando parte del inventario y la biblioteca de daños y costes de reparación.

A continuación os dejo algunos vídeos relacionados con este tema. Espero que os sean de interés.

Evaluación del ciclo de vida de muros óptimos de contrafuertes

s09596526Nos acaban de publicar un artículo que versa sobre la evaluación del ciclo de vida de muros óptimos de contrafuertes. En este estudio se han analizado 30 muros optimizados de varias alturas (4-13 m), con terrenos de distintas capacidades portantes (0,2; 0,3 y 0,4 MPa). Os paso la referencia, el resumen y el enlace al artículo. Espero que os sea de interés.

NOTICIA: Hasta el 21 de diciembre de 2016 podéis descargaros gratis el artículo directamente en:

http://authors.elsevier.com/a/1Tz-03QCo9JQWX

Aprovecha la oportunidad para no pagar los costes de descarga.

Highlights

  • A life cycle assessment over 30 optimized earth-retaining walls is conducted
  • Concrete presents the highest contribution to all impact categories
  • Steel significance on every impact increases with wall size
  • The recycling rate influences each impact category to different degrees
  • Savings on abiotic resource depletion with 70% recycled steel are about 72%

 

l-31-fig31-3-counterfort-retaining-wallsAbstract:

In this paper life cycle assessments are carried out on 30 optimized earth-retaining walls of various heights (4–13 m) and involving different permissible soil stresses (0.2, 0.3 and 0.4 MPa) in Spain. Firstly, the environmental impacts considered in the assessment method developed by the Leiden University (CML 2001) are analyzed for each case, demonstrating the influence of the wall height and permissible soil stress. Secondly, this paper evaluates the contribution range of each element to each impact. The elements considered are: concrete, landfill, machinery, formwork, steel, and transport. Moreover, the influence of the wall height on the contribution of each element over the total impact is studied. This paper then provides the impact factors per unit of concrete, steel, and formwork. These values enable designers to quickly evaluate impacts from available measurements. Finally, the influence of steel recycling on the environmental impacts is highlighted. Findings indicate that concrete is the biggest contributor to all impact categories, especially the global warming potential. However, the steel doubles its contribution when the wall heights increase from 4 m to 13 m. Results show that recycling rates affect impacts differently.

Keywords

Life cycle assessment; Retaining wall; Sustainability; Buttressed wall

Referencia:

ZASTROW, P.; MOLINA-MORENO, F.; GARCÍA-SEGURA, T.; MARTÍ, J.; YEPES, V. (2017). Life cycle assessment of cost-optimized buttress earth-retaining walls: a parametric study. Journal of Cleaner Production, 140:1037-1048. DOI: 10.1016/j.jclepro.2016.10.085