MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2015). A postgraduate course on precast-prestressed concrete road bridges optimization. 3rd International Conference on Mechanical Models in Structural Engineering CMMoST 2015, 24-26 de june, Seville (Spain), pp. 27-40. ISBN: 978-84-606-9356-7
Este artículo trata sobre la formación universitaria en ingeniería de proyectos en un curso de postgrado dentro del Máster en Ingeniería del Hormigón de la UPV, centrado en el diseño automatizado de estructuras de hormigón, optimizando el coste de ejecución material. El curso considera la mayoría de los algoritmos heurísticos básicos aplicándolos al diseño práctico de estructuras reales, tales como muros, pórticos y marcos de pasos inferiores de carreteras, pórticos de edificación, bóvedas, pilas, estribos y tableros de puentes. Se presentan dos tipos distintos de muros de hormigón armado in situ usados en la construcción de carreteras. Se aplica el algoritmo recocido simulado (SA), en primer lugar a un muro ménsula de 10,00 metros de altura, y en segundo lugar a un muro nervado de la misma altura. El primer modelo consta de 20 variables que definen la geometría estructural, así como las características del hormigón y los armados. El segundo modelo necesita 32 variables para su definición. Los parámetros son los mismos para los dos casos. Finalmente, se concluye que la optimización heurística es una buena herramienta para diseñar muros y comparar las distintas tipologías de proyecto, reduciendo los costes.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2015). An engineering postgraduate course on heuristic design of different types of retaining walls. 19 th International Congress on Project Management and Engineering, 15-17 July, Granada (Spain).
Resumen: Este artículo se ocupa del diseño automático de estribos abiertos de hormigón armado en puentes de carretera de coste mínimo, empleando para ello dos algoritmos híbridos de escalada estocástica con operadores de mutación basados en los algoritmos genéticos. Los algoritmos empleados se basan en el recocido simulado (SAMO) y en la aceptación por umbrales (TAMO). Ambos algoritmos se aplican a un estribo definido por 40 variables discretas. Se han comprobado ahorros económicos superiores al 18 % respecto a un estribo de referencia de una altura de 9 m realmente construido, con diferencias pequeñas entre ambos algoritmos, del 0,5 % a favor de SAMO. Además, se ha realizado un estudio paramétrico para alturas de estribo entre 6 y 15 m para diferentes tensiones admisibles del terreno que ofrece criterios de predimensionamiento a los proyectistas. Se ha comprobado, además, que el ahorro económico se localiza fundamentalmente en la zapata de estas estructuras.
Cómo citar este artículo/Citation: Luz, A., Yepes, V., González-Vidosa, F., Martí, J. V. (2015). Diseño de estribos abiertos en puentes de carretera obtenidos mediante optimización híbrida de escalada estocástica. Informes de la Construcción, 67(540): e114, doi: http://dx.doi.org/10.3989/ic.14.089.
Los puentes de arco pueden construirse mediante cimbras; sin embargo, si no se reutilizan, se pueden dejar en el propio arco formando parte de su armadura. De esta forma, la cimbra pasa de ser un medio auxiliar a formar parte de la estructura definitiva. Esta idea de usar una armadura rígida portante la empezó a utilizar el ingeniero austriaco Josef Melan a finales del siglo XIX, con la que se podían construir bóvedas de hormigón sin necesidad de cimbras. Los encofrados se colgaban de una estructura metálica portante durante el hormigonado, que finalmente quedaba embebida en el hormigón.
Eduardo Torroja utilizó este procedimiento en 1939 en el viaducto de ferrocarril Martín Gil. En aquel momento, se empezó a construir este puente suspendiendo una cimbra de madera mediante cables, pero surgieron muchos inconvenientes durante el hormigonado. Además, el desgraciado accidente ocurrido en el puente de Sandö, en Suecia, en agosto de ese mismo año, donde la cimbra para un arco de 264 m, que iba a ser el arco de hormigón más grande del mundo, costó la vida a 18 personas. La solución fue ejecutar una autocimbra metálica con sus componentes unidos mediante soldadura. Se prestó mucha atención al hormigonado para no sobrepasar la capacidad portante de la propia cimbra. Se empezó por la parte inferior del cajón, después las almas y por último la parte superior. Este arco, de 202 m, constituyó en su momento un récord mundial de luz, hasta 1943, cuando se acabó el puente de Sandö.
En el puente de Echelsbacher se ejecutó un procedimiento constructivo más complejo en el que la autocimbra era total. En vez de construir solo la cimbra del arco, se realizó en la totalidad del puente para crear una estructura metálica triangulada que pudiese avanzar por voladizos sucesivos. El vertido de hormigón en el arco se realizó cuidadosamente para evitar situaciones inadmisibles para la cimbra. Se subdividió la sección transversal en fases, completando en cada una de ellas el hormigonado.
Puente de Echelsbacher
Os dejo a continuación un artículo sobre el sistema Melan y la invención paralela de José Eugenio Ribera.
Multi-storey and high-rise buildings use a significant amount of carbon-intensive materials in their structure and in their slab floors. The latter are the focus of this paper. Not only structural efficiency and construction costs need to be considered, but also energy efficiency, emissions, resource extraction and building flexibility over time. In addition to functionality, slab floor components can respond to resource depletion and GHG minimisation while ensuring cost effectiveness. As there is no single solution for an optimal slab type, we provide a set of criteria and sub-criteria. Accordingly, a multi-criteria decision matrix is required to select the best choice. A group of experts will rank and validate the proposed structure to know how relevant each is to the decision maker.
Reference:
MOLINA-MORENO, F.; YEPES, V. (2016). Indicators for Serviceability for Low-Carbon Building Slab Types. IABSE Conference — Structural Engineering: Providing Solutions to Global Challenges, September 23-25, 2015, Geneva, Switzerland, pp. 178-185.
Una forma interesante de construir un puente con dovelas prefabricadas es mediante un pórtico auxiliar que permite sujetarlas en un vano determinado. Las cimbras autoportantes suelen emplearse en puentes con muchos vanos de luces moderadas. Se trata de una viga metálica que se apoya en las pilas del puente y que permite construir completamente uno o varios vanos. Posteriormente, la cimbra se traslada horizontalmente y se apoya en las pilas del puente hasta construir el vano siguiente. Este procedimiento permite un ritmo de construcción elevado, similar al de las vigas prefabricadas. La amortización de estos medios exige aproximadamente cuatro usos de los mismos en obras de similares características con longitudes superiores a los 300 metros, aunque existe la posibilidad de que el contratista alquile estos equipos posteriormente.
En este vídeo se explica con más detalle el procedimiento constructivo.
Vista inferior del Pont Antig Regne de València, de Salvador Monleón. Imagen: V. Yepes (2013)
En esta entrada continuamos divulgando los aspectos básicos de la construcción de puentes viga de hormigón pretensado, a partir de otros artículos anterioresanteriores sobre esta misma temática.
Uno de los ingenieros que más contribuyó al desarrollo del hormigón armado y que tuvo una actuación más destacada en el origen y desarrollo del hormigón pretensado fue el francés Freyssinet. Sin embargo, no fue hasta después de la Segunda Guerra Mundial cuando los puentes de hormigón pretensado adquirieron toda su potencia y se desarrollaron. El hormigón pretensado ha demostrado sus ventajas económicas y técnicas tanto para puentes de luces medias (vigas prefabricadas, por ejemplo) como para grandes luces (puentes empujados y atirantados, entre otros). El récord mundial de luz para un puente en cajón de hormigón pretensado es de 330 metros en Shibanpe (China), terminado en 2005.
Tal es la importancia de que el proceso de construcción de un puente sea sencillo y económico, que los puentes viga se clasifican en función de dichos procedimientos. En general, se pueden construir los puentes in situ, con piezas prefabricadas o de forma mixta. Además, salvo que el puente sea muy pequeño, los puentes viga se construyen por partes, bien en subdivisiones longitudinales (vigas independientes que se unen mediante una losa, por ejemplo) o en subdivisiones transversales (dovelas de sección completa, que dan lugar a una gran variedad de métodos constructivos).
Los procedimientos constructivos de los puentes viga de hormigón pretensado se pueden clasificar en: (a) construcción sobre cimbra, (b) construcción por voladizos sucesivos y (c) construcción por traslación horizontal o vertical.
1. Construcción sobre cimbra
Un puente viga de hormigón pretensado puede construirse sobre una cimbra hormigonando «in situ» o bien con dovelas prefabricadas. Las cimbras pueden apoyarse directamente sobre el suelo o ser cimbras móviles autoportantes.
La cimbra también puede emplearse en la construcción con dovelas prefabricadas. Las dovelas se montan sobre la cimbra y se unen entre sí mediante juntas húmedas (ejecutadas con mortero) o bien juntas secas (adosando las dovelas y pegándolas normalmente con resina epoxi). Posteriormente, se solidarizan las piezas mediante un pretensado.
Las luces cubiertas por la construcción sobre cimbra oscilan entre 20 y 50 metros. Por encima de los 20 metros, se recomienda reducir el peso propio de la losa con voladizos laterales o con aligeramientos. Por encima de los 25 metros, sería conveniente adoptar una variación longitudinal de la inercia. Por encima de los 20 metros, la competitividad frente a las vigas prefabricadas solo se justifica si las condiciones de ejecución permiten abaratar el encofrado. Se pueden alcanzar mayores luces (por encima de los 100 metros) con losas hormigonadas «in situ» de secciones en cajón.
1.1 Cimbra apoyada sobre el terreno
Cimbra de losa de puente pretensado apoyada sobre el terreno
En la actualidad, se utilizan encofrados metálicos reutilizables, de fácil montaje y desmontaje. En el caso de cimbras altas, se emplean apoyos de gran capacidad y vigas trianguladas de gran canto. Se trata de cimbras huecas que permiten el paso de vehículos durante la construcción del puente. Las losas aligeradas construidas sobre cimbra convencional tienen un campo económico de luces entre los 10 y 40 metros. Con sección celular, el campo óptimo oscila entre los 30 y los 90 metros.
1.2 Cimbras autoportantes
Las cimbras autoportantes suelen utilizarse en puentes con muchos vanos de luces moderadas. Se trata de una viga metálica que se apoya en las pilas del puente y que permite construir completamente uno o varios vanos. Posteriormente, la cimbra se traslada horizontalmente y se apoya en las pilas del puente hasta el vano siguiente. Este procedimiento permite un ritmo de construcción elevado, similar al de las vigas prefabricadas.
Cimbra autoportante lanzadora de vigas
En ocasiones, se ha sustituido la viga auxiliar bajo el tablero por un procedimiento de suspensión con pórticos móviles. La secuencia de las operaciones requiere que la parte trasera del pórtico de avance esté apoyada sobre el tablero construido previamente, y que el otro apoyo se encuentre en la pila siguiente, sobre una base provisional que se suprime posteriormente y se hormigona con el tablero. La viga central de todo el conjunto se extiende sobre dos tramos completos para facilitar el avance por etapas.
La amortización de estos medios exige aproximadamente cuatro usos de los mismos en obras de similares características con longitudes superiores a los 300 metros, aunque el contratista también tiene la opción de alquilar estos equipos posteriormente.
La principal ventaja de este sistema frente al de avance por voladizos sucesivos es que permite ahorrar en pretensado al no crear en la estructura construida esfuerzos de voladizo durante las sucesivas fases de la obra.
Los vanos abordables por este método oscilan alrededor de los 40 metros, para conseguir resultados económicamente competitivos. Se puede duplicar la luz empleando atirantamientos o apoyos provisionales intermedios.
2 Construcción por voladizos sucesivos
La construcción por dovelas, prefabricadas o ejecutadas «in situ», que avanzan en voladizo sobre las ya erigidas, es un procedimiento muy adecuado para las grandes luces o cuando las pilas son muy altas. Las dovelas prefabricadas se izan con medios de elevación potentes y se unen a las anteriores. Si se ejecutan in situ, existe un carro de avance que se apoya en las dovelas anteriores. La estabilidad de cada etapa se asegura con el pretensado de cables.
El primer puente construido mediante voladizos sucesivos fue el de Santa Catalina, sobre el río Peixe, cerca de Herval (Brasil), en el año 1931. Su autor fue el ingeniero Baumgarten. Se trata de un puente de hormigón armado de dintel continuo de tres vanos, con 68 metros de luz en el central. En 1951, Finsterwalder aplicó esta tecnología, que ya incluía el pretensado, en el puente de Balduinstein, sobre el río Lahn, con 62,10 metros de luz libre. En España, esta tecnología se empleó por primera vez en los puentes de Almodóvar (1962) y Castejón (1968), según aparece en Fernández Casado et al. (1970).
En la construcción con dovelas prefabricadas se pueden distinguir tres etapas (ver Pérez Fadón, 1990). La primera generación, de los años sesenta, se caracteriza por el uso de juntas de mortero de cemento, llave única a cortante y cables anclados en la propia junta. La segunda se caracteriza por la prefabricación conjunta, el empleo de resinas epoxi en las juntas, las llaves múltiples para el cortante y el anclaje de los cables en el interior de la dovela en unos bloques dispuestos al efecto. La tercera generación, iniciada en Francia, emplea el pretensado exterior y las almas de celosía (puente de Bubiyán en Kuwait, 1983).
La construcción por voladizos sucesivos puede realizarse con una única dirección de avance, la denominada construcción evolutiva, o bien con crecimiento simétrico del tablero a ambos lados de las pilas, voladizos compensados. En el primer caso, se suprime uno de los inconvenientes de la progresión simétrica del tablero, con la consecuente multiplicación de equipos (uno por cada frente de avance) o su traslado.
El campo habitual de aplicación de los puentes construidos por voladizos sucesivos abarca luces de entre 50 y 150 metros. Sin embargo, y de forma excepcional, pueden encontrarse puentes con luces de 250 metros construidos por voladizos sucesivos con dovelas atirantadas de forma provisional. Entre los 30 y 50 metros de luz, tampoco es muy habitual. A partir de los 200 metros, los puentes atirantados entran en competencia.
3 Construcción por traslación horizontal o vertical
Se construye el puente, total o parcialmente, fuera de su posición definitiva y después se traslada a su posición final. Dentro de esta familia de procedimientos constructivos, se puede distinguir la construcción de puentes con vigas prefabricadas, los puentes empujados, los puentes girados y los trasladados por flotación. Asimismo, una vez colocada una parte del puente en su posición definitiva, este puede servir de apoyo para completar la sección mediante la construcción in situ o con elementos prefabricados del resto de elementos (por ejemplo, el hormigonado de la losa sobre vigas prefabricadas).
3.1 Puentes de vigas prefabricadas
La industrialización de la fabricación de vigas de hormigón pretensado permite la construcción de puentes de tramos simples. Se trata de vigas de sección normalmente en T, en I o incluso en cajón, que permiten un intervalo amplio de luces. Los cantos de estas secciones varían según la luz y la disponibilidad de elementos prefabricados en el mercado, entre L/18 y L/23. La luz óptima se sitúa entre los 30 y 40 metros, puesto que por encima de los 50 metros los medios auxiliares de colocación deben estar ampliamente sobredimensionados. De forma excepcional, podría llegarse a los 70 metros de luz. Esta tipología resulta de gran interés cuando el número de vigas a colocar es elevado (al menos 40).
Puente de vigas prefabricadas
Sobre las vigas prefabricadas se coloca una losa de entre 15 y 20 cm de espesor. Este elemento, además de aumentar el tamaño de la sección, cumple la función de rigidizar la superestructura en sentido vertical para repartir las cargas y en sentido horizontal para evitar movimientos relativos entre las vigas y hacer las veces de diafragma rígido. Estas losas se construyen normalmente in situ, aunque también pueden ser prefabricadas (ver Burón et al., 2000).
En ocasiones, también se necesita un diafragma que proporcione rigidez lateral a las vigas y a la superestructura en general. Estos se colocan en los extremos del puente y en puntos intermedios. Los diafragmas intermedios tienen como función primordial restringir el pandeo lateral de las vigas principales, garantizando el trabajo en conjunto y un adecuado funcionamiento a flexión.
Para luces muy pequeñas (inferiores a 8 metros), pueden emplearse vigas prefabricadas de sección rectangular aligerada. Con luces entre 6 y 20 metros, las vigas de sección en «pi» son el tipo de sección óptimo. Cuando las luces están comprendidas entre los 10 y 25 metros, la sección T es muy efectiva. Para luces mayores, son más eficientes las secciones en I (rango útil entre 15 y 35 metros) o en cajón con aletas (entre 20 y 40 metros).
En particular, las vigas en cajón con alas o voladizos laterales deben su gran eficiencia a los siguientes factores: (1) una mayor rigidez torsional que, en la mayoría de los casos, evita el uso de diafragmas intermedios; (2) un ancho inferior que permite albergar más torones y, así, proporcionar una mayor excentricidad al pretensado, lo que aumenta los esfuerzos y el momento resistente de la sección; (3) la presencia de las alas elimina la necesidad de usar una cimbra para hormigonar la losa, lo que permite un canto menor (unos 15 cm) en comparación con el requerido por una viga I (unos 18 cm).
Las secciones prefabricadas tipo cajón de grandes dimensiones, de una sola pieza o en dovelas, son muy eficientes debido a su bajo peso y a su rigidez. Estas secciones se emplean en puentes atirantados y empujados. En ocasiones, presentan un doble pretensado, uno longitudinal y otro transversal, este último para resistir la flexión de las alas.
Las vigas prefabricadas también pueden dar lugar a tipologías hiperestáticas si se les da continuidad mediante un postesado posterior que las una al resto de la estructura. Por ejemplo, en un tramo de 58 metros de luz, se utilizaron vigas prefabricadas en cajón para un tramo de tren de alta velocidad (Millanes et al., 2002).
3.2 Tableros empujados
El procedimiento consiste en fabricar o montar el tablero detrás del estribo y, a continuación, empujarlo deslizándolo sobre las pilas hasta alcanzar su posición definitiva al llegar al otro estribo. Este tablero también puede estar compuesto por dovelas prefabricadas u hormigonadas in situ. El método del empuje ha permitido resolver satisfactoriamente la construcción de puentes sobre obstáculos importantes situados por debajo del tablero. Este procedimiento es particularmente ventajoso en los puentes muy largos, pues permite aplicar la construcción industrializada. Según Pérez-Fadón (2004), esta es rentable a partir de los 600 metros de longitud.
Puente construido por empuje
Este sistema constructivo fue desarrollado en la segunda mitad del siglo XIX para ubicar en su situación definitiva grandes viaductos metálicos de celosía. De hecho, la ligereza de los tableros metálicos y mixtos es una ventaja frente a los de hormigón, mucho más pesados. Sin embargo, es habitual la construcción de estos puentes con hormigón pretensado. En particular, los puentes de ferrocarril son estructuras idóneas para construirlas mediante empuje, pues han de soportar, además de su peso propio, unas cargas de servicio elevadas que obligan a dimensionar secciones con una gran capacidad resistente. Al construir el puente, en el que solo actúa el peso propio, es posible aprovechar el exceso de capacidad sin sobredimensionar la estructura.
El primer viaducto de hormigón empujado fue el Puente de Ager, en Austria, terminado en 1959, donde se usaban dovelas cortas prefabricadas. Sin embargo, muchos autores citan el puente sobre el río Carona (Venezuela), terminado en 1963, de Leonhardt y Baur como iniciadores de esta técnica con el hormigón. Posteriormente, se consolidó el método de dovelas largas hormigonadas «in situ» en una instalación industrializada que se monta detrás del estribo, aunque sigue siendo habitual el empleo de dovelas de entre 10 y 25 metros de longitud, tanto fabricadas «in situ» como prefabricadas.
Millanes y Matute (1999) describen la construcción de un viaducto con un tramo continuo singular compuesto por dos vanos de 40 metros y un vano central de 80 metros que se construyó mediante el lanzamiento de las vigas con un carro. Se emplearon dos pilas provisionales y se tesó la losa para darle continuidad antes de eliminar dichas pilas.
El campo de luces óptimo para los tableros empujados se encuentra entre los 30 y 60 metros, aunque, de forma excepcional, dicho intervalo se amplía desde los 20 a los 90 metros.
3.3 Puentes girados
Constituye una alternativa a la traslación longitudinal del tablero, en la que el giro se efectúa tras construir el puente, generalmente en la orilla de un río. Una opción consiste en construir un semipuente en cada lado y luego girarlos sobre las pilas hasta situarlos en prolongación y cerrar la clave, o bien construir la totalidad en una orilla y girarlo apoyando la punta en una barcaza o llevándolo en voladizo.
3.4 Puentes trasladados por flotación
Supone un método constructivo empleado con frecuencia en zonas marítimas o grandes ríos. Consiste en trasladar las vigas por flotación y luego izararlas con grandes grúas flotantes o con gatos.
Con este procedimiento se han elevado grandes vigas, como en el caso del puente Nanco del puerto de Osaka (Japón): un puente cantilever construido en 1974 con una viga central de 186 metros y 4500 toneladas, que se llevó por flotación y se elevó mediante cables. El puente de Ohshima, también en Japón, es una viga continua triangulada de 200+325+200 metros de luz, una de las mayores del mundo, que se montó en tres partes mediante unas grúas flotantes gigantes con capacidad de 3000 toneladas, empalmándose in situ.
Sin embargo, las obras de hormigón pretensado se reducen a vanos de 56 metros de luz y 22 metros de ancho, como el cajón bicelular de los vanos laterales del viaducto Jamestown-Verrazzano, en Rhode Island (Estados Unidos). En primer lugar, se montaba la dovela sobre la pila y, después, el vano completo, subiéndolo mediante gatos de pretensado.
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¿Por qué los edificios chilenos modernos se comportan tan bien frente a los seísmos? La calidad de la tecnología antisísmica empleada en las edificaciones chilenas, que permitió que solo un 1 % sufriera daños estructurales durante el terremoto del año 2010, el sexto más grande del mundo, ha impulsado el interés de varios países de la región por estos dispositivos. En estructuras de hasta 18 pisos se utiliza el aislamiento sísmico, que permite interrumpir la estructura en su conexión a nivel del suelo y generar una interfaz para que el movimiento sísmico no se propague hacia la estructura. En cambio, en las construcciones de mayor altura se emplea la disipación de energía, que aprovecha el movimiento de la estructura para conectar entre dos puntos un sistema que disipe la energía producida por la deformación relativa de estos.
Os dejo esta entrevista de televisión a Juan Carlos de la Yera, decano de ingeniería de la Universidad Católica de Chile. Es muy ilustrativa e interesante.
Acaban de publicarnos un artículo muy novedoso sobre la aproximación cognitiva a los problemas de optimización multiobjetivo de las estructuras de hormigón. La revista es Archives of Civil and Mechanical Engineering, que es una revista de alto impacto en el campo de la ingeniería civil, indexada en el JCR en el primer cuartil. El resultado de combinar técnicas de decisión multicriterio junto con la optimización multiobjetivo supone una auténtica revolución en la forma de abordar el diseño de las estructuras. Ya no basta con aplicar la experiencia, la imaginación y las normas para proyectar una estructura. Se hace necesario abordar el problema desde el origen, considerando múltiples perspectivas y buscando soluciones que optimicen a la vez aspectos como los costes, la seguridad, la sostenibilidad, los riesgos laborales, la durabilidad, la estética y tantos otros.
El artículo plantea la metodología básica necesaria para establecer la resolución de este tipo de problemas. Sin embargo se deben potenciar los estudios que permitan valorar los aspectos más subjetivos que intervienen en la decisión de la mejor opción de las posibles. Esta línea de investigación se encuadra dentro del proyecto de investigación BRIDLIFE, del cual soy investigador principal. Además, supone un ejemplo de colaboración con otras universidades, en este caso con la Universidad de Zaragoza.
Referencia:
YEPES, V.; GARCÍA-SEGURA, T.; MORENO-JIMÉNEZ, J.M. (2015). A cognitive approach for the multi-objective optimization of RC structural problems.Archives of Civil and Mechanical Engineering, 15(4):1024-1036. doi:10.1016/j.acme.2015.05.001
Abstract:
This paper proposes a cognitive approach for analyzing and reducing the Pareto optimal set for multi-objective optimization (MOO) of structural problems by means of jointly incorporating subjective and objective aspects. The approach provides improved knowledge on the decision-making process and makes it possible for the actors involved in the resolution process and its integrated systems to learn from the experience. The methodology consists of four steps: (i) the construction of the Pareto set using MOO models; (ii) the filtering of the Pareto set by compromise programming methods; (iii) the selection of the preferred solutions, utilizing the relative importance of criteria and the Analytic Hierarchy Process (AHP); (iv) the extraction of the relevant knowledge derived from the resolution process. A case study on the reinforced concrete (RC) I-beam has been included to illustrate the methodology. The compromise solutions are obtained through the objectives of economic feasibility, structural safety, and environmental sustainability criteria. The approach further identifies the patterns of behavior and critical points of the resolution process which reflect the relevant knowledge derived from the cognitive perspective. Results indicated that the solutions selected increased the number of years of service life. The procedure produced durable and ecological structures without price trade-offs.
Tras haber cerrado el proyecto de investigación anterior HORSOST, centrado en la optimización de la sostenibilidad de hormigones no convencionales, en este post os paso el resumen del último proyecto de investigación BRIDLIFE: «Toma de decisiones en la gestión del ciclo de vida de puentes pretensados de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos». Dicho proyecto, del cual soy Investigador Principal, se ha aprobado en la última convocatoria de 2014 del Ministerio de Economía y Competitividad «Proyectos de I+D+I RETOS INVESTIGACIÓN». BRIDLIFE lleva asociado un contrato predoctoral. Se trata de un proyecto de tres años, con 5 investigadores doctores de la Universitat Politècnica de València y 2 investigadores participantes de la Universidad de Colorado (Boulder), de Estados Unidos. Iré contando detalles de este proyecto de investigación a lo largo de los próximos meses.
RESUMEN:
Las vías de comunicación terrestre, y en especial los puentes, son infraestructuras básicas en el desarrollo económico, en el equilibrio territorial y en el bienestar social, cuya construcción, diseño, conservación y desmantelamiento se ven afectados gravemente cuando los presupuestos son restrictivos. Una parte significativa de estos puentes son de hormigón pretensado. Su deterioro y su incidencia en la seguridad son objeto de gran alarma social. Si además el mantenimiento es ineficiente, la reparación conlleva costes mucho mayores. El objetivo principal del proyecto BRIDLIFE consiste en desarrollar una metodología que permita incorporar procesos analíticos en la toma de decisiones en el ciclo completo de vida de puentes de hormigón pretensado, de forma que se contemplen las necesidades e intereses sociales y ambientales.
El diseño de los puentes se realiza de forma secuencial. Tras un predimensionamiento se comprueban todos los estados límites, en un proceso iterativo cuyo resultado en términos de eficiencia económica dependen fuertemente de la experiencia previa del proyectista. Una alternativa es el diseño totalmente automático utilizando técnicas de optimización, capaces de incorporar múltiples funciones objetivo y cuyo resultado es la generación de un conjunto de soluciones eficientes (frontera de Pareto). No obstante, esta metodología sigue presentando limitaciones que el proyecto BRIDLIFE pretende superar.
El empleo de técnicas de análisis del valor y toma de decisiones como MIVES ha supuesto un gran avance en la definición de un indicador de sostenibilidad reflejado en el Anejo 13 de la actual instrucción EHE. Sin embargo, este enfoque queda limitado a aspectos ambientales que tampoco consideran todo el ciclo completo de la vida de una estructura o el uso de hormigones de baja huella de carbono. Es una técnica jerárquica que no contempla las interacciones entre los distintos factores. El aspecto más relevante de BRIDLIFE consiste en incorporar un análisis del ciclo de vida definiendo un proceso de toma de decisiones que integre los aspectos sociales y medioambientales mediante técnicas analíticas de toma de decisiones multicriterio tanto de forma previa a los procesos de optimización multiobjetivo, como posteriormente en la priorización de las soluciones del frente de Pareto. Un análisis crítico de las tareas necesarias para la consecución de este objetivo indica la necesidad de coordinar un grupo multidisciplinar amplio capaz de aglutinar no sólo distintas perspectivas técnicas, sino también distintos intereses, públicos y privados. La actividad se pretende realizar aplicando tecnologías de consenso en red.
Por otra parte, la fuerte limitación presupuestaria presente en momentos de crisis como la actual, compromete seriamente las políticas de creación y conservación de las infraestructuras. Los resultados esperados, tras un análisis de sensibilidad de distintas políticas presupuestarias asociadas a un horizonte temporal, pretenden detallar qué tipologías, actuaciones concretas de conservación y alternativas de demolición y reutilización son adecuadas para minimizar los impactos ambientales y sociales. Ello requiere complementar los inventarios de las emisiones equivalentes de gases de efecto invernadero y consumos energéticos para hormigones de baja huella de carbono, así como identificar y valorar los factores de riesgo que afectan a la seguridad de las personas a lo largo de todo el ciclo de vida de los puentes.
PALABRAS CLAVE:
Toma de decisiones; puentes pretensados; hormigón; análisis del ciclo de vida; sostenibilidad; optimización multiobjetivo.
