La durabilidad de una estructura de hormigón, según el artículo 37 de la Instrucción Española de Hormigón (EHE), es su capacidad para soportar, durante la vida útil para la que ha sido proyectada, las condiciones físicas y químicas a las que está expuesta, y que podrían llegar a provocar su degradación como consecuencia de efectos diferentes a las cargas y solicitaciones consideradas en el análisis estructural. Una estructura durable debe conseguirse con una estrategia capaz de considerar todos los posibles factores de degradación y actuar consecuentemente sobre cada una de las fases de proyecto, ejecución y uso de la estructura. Una estrategia correcta para la durabilidad debe tener en cuenta que en una estructura puede haber diferentes elementos estructurales sometidos a distintos tipos de ambiente.
La carbonatación en el hormigón armado se produce avanzando desde el exterior
Os recomiendo este enlace: http://www.inti.gob.ar/cirsoc/pdf/publicom/ACI_201_2R_01.pdf para que os podáis descargar la Guía de Durabilidad del Hormigón del ACI (en español). Además, os dejo un vídeo del profesor Antonio Garrido, de la Universidad Politécnica de Cartagena, destinado a que sus alumnos adquieran un conocimiento sobre los mecanismos de deterioro del hormigón y las estrategias preventivas de la EHE. Espero que os guste.
El diseño completamente al azar es el más sencillo de los diseños de experimentos que tratan de comparar dos o más tratamientos, puesto que sólo considera dos fuentes de variabilidad: los tratamientos y el error aleatorio.
Para ilustrar el diseño, supongamos que queremos determinar si cuatro dosificaciones de un hormigón A,B,C y D presentan una misma resistencia característica a compresión. Para ello se han elaborado 5 probetas para cada tipo de dosificación y, a los 28 días, se han roto las probetas a compresión simple y los resultados son los que hemos recogido en la tabla que sigue.
DOSIFICACIONES DE HORMIGÓN
A
B
C
D
Resistencia característica a compresión fck (Mpa)
42
45
64
56
39
46
61
55
48
45
50
62
43
39
55
59
44
43
58
60
Para este caso, la variable de respuesta es la resistencia característica del hormigón a compresión (MPa), la unidad experimental es la probeta de hormigón y el factor es la dosificación de hormigón. En este caso se trata de un diseño balanceado porque hemos realizado el mismo número de repeticiones (5) para cada uno de los tratamientos (dosificaciones).
Este tipo de diseño se llama completamente al azar porque todas las repeticiones experimentales se realizan en orden aleatorio completo, pues no se han tenido en cuenta otros factores de interés. Si durante el estudio se hacen N pruebas, éstas se deben realizar al azar, de forma que los posibles efectos ambientales y temporales se vayan repartiendo equitativamente entre los tratamientos.
El número de repeticiones a realizar en cada tratamiento depende de la variabilidad que se espera observar en los datos, a la diferencia mínima que el experimentador considera que es importante detectar y al nivel de confianza que se desea tener en las conclusiones. Normalmente se recomiendan entre 10 y 30 mediciones en cada tratamiento. Con 10 mediciones se podrían detectar diferencias de medias mayores o iguales a 1,5 sigmas con una probabilidad alta, y con 30 mediciones se podrían detectar diferencias mayores o iguales a 0,7 sigmas.
Se utiliza el análisis de la varianza (ANOVA) para comprobar si existen diferencias en las medias. Fundamentalmente este análisis consiste en separar la contribución de cada fuente de variación en la variación total observada. Sin embargo, éste ANOVA está supeditado a los siguientes supuestos que deben verificarse:
Normalidad
Varianza constante (igual varianza en los tratamientos)
Indepedencia
Para los que queráis saber qué ha pasado con nuestro experimento con las amasadas, os diré que que el ANOVA dió como resultado el rechazo de la igualdad de medias, es decir, que la resistencia media se ve afectada por la dosificación. Sin embargo, las cuatro dosificaciones no son igual de efectivas, pues existen diferencias significativas entre las resistencias medias de cada una de ellas. De hecho, las dosificaciones A y B no presentan diferencias significativas entre sí, tampoco entre la C y la D, sin embargo, entre ambos grupos sí que hay diferencias significativas. Asimismo, se ha podido comprobar que se cumplieron los supuestos de normalidad, varianza constante e independencia.
Os dejo en el siguiente vídeo cómo se puede utilizar el software SPSS para realizar un diseño de experimentos completamente al azar.
Referencias:
Box, G.E.; Hunter, J.S.; Hunter, W.G. (2008). Estadística para investigadores. Diseño, innovación y descubrimiento. Segunda Edición, Ed. Reverté, Barcelona.
Gutiérrez, H.; de la Vara, R. (2003). Análisis y diseño de experimentos. McGraw-Hill, México.
Vicente, M.L.; Girón, P.; Nieto, C.; Pérez, T. (2005). Diseño de experimentos. Soluciones con SAS y SPSS. Pearson Educación, Madrid.
El objetivo del diseño y fabricación del hormigón es obtener una mezcla que posea un mínimo de determinadas propiedades tanto en estado fresco como endurecido, al menor costo de producción posible. Es muy importante conseguir la mezcla óptima en las proporciones precisas de áridos de distintos tamaños, cemento y agua. Sin embargo, no hay una mezcla óptima que sirva para todos los casos. Para establecer la dosificación adecuada en cada caso se debe tener en cuenta la resistencia mecánica, factores asociados a la fabricación y puesta en obra, así como el tipo de ambiente a que estará sometido.
Las materias primas, tras haber sido sometidas a los pertinentes controles de calidad se almacenan en silos y tolvas especialmente diseñadas. La dosificación de estas materias primas se hace de forma automática. La unidad central remite las órdenes a los sistemas de pesado que dosifican el material en las proporciones adecuadas según su aplicación. Esto permite garantizar la homogeneidad entre los distintos pedidos de hormigón suministrados. Determinada la dosificación más adecuada, en la planta de hormigón hay que medir los componentes, el agua en volumen, mientras que el cemento y áridos se miden en peso.
El amasado del hormigón puede realizarse por amasadoras fijas o móviles. Este amasado se podrá realizar por alguno de los siguientes procedimientos: totalmente en amasadora fija, iniciado en amasadora fija y terminado en amasadora móvil o bien iniciado en amasadora fija y terminado en amasadora móvil, antes de su transporte.
El proceso de fabricación del hormigón en central puede ser de dos tipos:
Fabricación en amasadora. En esta modalidad las materias primas constituyentes del hormigón se pesan en seco mediante básculas y se introducen en la amasadora, donde se mezclan con el agua y se homogeneiza la pasta. Posteriormente se vierte en el camión hormigonera que realizará su trasporte hasta la obra.
Dosificación en planta y mezcla en camión hormigonera. En este caso las materias primas se pesan y son vertidas directamente en la cuba del camión hormigonera que en este caso será responsable tanto de la mezcla de los componentes y homogeneización de la masa como de su transporte hasta la obra.
Las materias primas se introducen en la amasadora o camión hormigonera, dependiendo del proceso empleado, y se mezclan y homogeneizan mediante el movimiento giratorio de las aspas de la amasadora o la cuba del camión. El mezclado debe hacerse de tal forma que asegure la homogeneidad del hormigón. Se recomienda el uso de hormigoneras en obras pequeñas y solicitarlos a una planta de fabricación de hormigones para obras medianas y grandes. En caso de que se realice manualmente deben extremarse los cuidados durante su elaboración, el agua debe dosificarse por volumen, el cemento y los áridos por peso. Para el transporte al lugar de empleo se emplean medios que no varien la calidad del material, sin experimentar variación sensible en las características que poseían recién amasadas. El tiempo transcurrido no debe ser superior a hora y media desde su amasado.
Para aclarar algunos de estos aspectos, os dejo un vídeo presentado por el profesor Antonio Garrido sobre la fabricación de hormigones. Este vídeo ha sido realizado por el servicio Polimedia de la Universidad Politécnica de Cartagena. Espero que os guste.
Os dejo también otros vídeos sobre el tema:
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València. 189 pp.
Si lo que se pretende es conseguir un hormigón de gran calidad, por ejemplo en una planta de prefabricados, lo adecuado es disponer de una mezcladora planetaria de eje vertical a contracorriente. Se trata de unas mezcladoras forzadas de eje vertical donde la cuba no es fija, sino que posee un movimiento de rotación contrario al del sistema planetario. Las paletas tienen un doble movimiento de rotación, alrededor de su propio eje y alrededor del eje de la máquina. El bastidor es una estructura robusta de acero soldado. Las placas en el fondo, las palas de mezclado y el rascador son piezas intercambiables debido a su desgaste. Las paletas rascan la parte inferior de la cuba impidiendo la formación de costras presentes en otros tipos de máquina. Existen dos compuertas de servicio en la cubierta de la mezcladora y una puerta de servicio en el lateral para facilitar la limpieza y el mantenimiento. Estas mezcladoras suministran un hormigón muy homogéneo, pero al tener más mecanismos y mayor peso que otras, es también más cara.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València. 189 pp.
Cuando se trata de construir un puente con vigas prefabricadas, uno de los problemas a resolver es el transporte por carretera de este tipo de elementos. Debido a las características técnicas de la carga, que exceden en dimensiones, masa y carga por eje de las máxima autorizadas, se requiere de una Autorización Complementaria de Circulación que expedirá el Organismo competente en materia de tráfico. Las unidades de transporte son camiones semirremolques que se denominan habitualmente “dollys”.
A continuación os paso varios vídeos explicativos y un vídeo tutorial de Javier Luque donde se aplica el concepto de Centro Instantáneo de Rotación para el cálculo de velocidades lineales en función de condicionantes iniciales de la velocidad angular. Un buen problema de física que tiene su aplicación en el transporte de vigas de gran tamaño. Espero que os sean útiles los vídeos.
Empiezo con Antoni Marí una serie de artículos sobre ingenieros que, de una u otra forma, han influido en mi pensamiento y en mi trayectoria. Valenciano, catedrático de hormigón en la Universidad Politécnica de Cataluña. No he tenido la suerte de tenerlo como profesor, pero, sin duda, siempre que he necesitado alguna cosa de él, siempre me ha tendido una mano y siempre me ha dado un buen consejo. Quisiera destacar su faceta humana y cómo ha sido capaz de conjungar la labor docente, investigadora, profesional y de gestión. Aunque la labor docente y el contacto humano es, quizás, una de características que más me gustaría destacar de él. Dejo aquí un par de entrevistas producidas por Zigurat TV. Espero que os gusten.
Kugira significa ballena en japonés, como es la máquina que funciona como cajonero: 56 m de altura, lo que equivale a un edificio de 18 pisos; 74 m de largo, y 49 m de ancho. Aunque, tratándose de una estructura flotante, lo más apropiado sería hablar de puntal, eslora y manga. Este tamaño le permite fabricar cajones de hormigón de hasta 24.000 toneladas, y ostentar el récord de ser el cajonero que ha construido el cajón en dique flotante más grande del mundo. Nada menos que los 66,85 m de largo, 32 de ancho y 34 de altura de los 31 bloques del puerto de Algeciras. No obstante, el Kugira se adapta a las necesidades de cada proyecto, y puede realizar cajones de las dimensiones requeridas. Os recomiendo el enlace de Acciona donde se explica el funcionamiento: https://www.acciona-construccion.com/es/salaprensa/a-fondo/2017/febrero/el-barco-que-construye-puertos-el-kugira/
También os paso un vídeo donde se explica cómo se ha transportado la plataforma Kugira para levantar el mayor astillero de Suramérica, en Brasil. Forma parte del Dique de Abrigo Exento de Isla Verde Exterior. El encargo parte del conglomerado industrial brasileño EBX, su presupuesto alcanza los 400 millones de euros y el contrato ha sido firmado por Acciona. La solución propuesta por la firma española es construir los diques artificiales a base de cajones de hormigón, una técnica hasta ahora inédita en Latinoamérica. Son necesarios 35 cajones. La altura es equivalente a un edificio de doce plantas y se han necesitado 9.500 metros cúbicos de hormigón y un millón de kilos de acero.
La optimización de estructuras reales de hormigón armado constituye un campo de gran interés no sólo en la investigación, sino en la aplicación real en obra. Os paso un artículo reciente donde se explica una forma de optimizar bóvedas de hormigón empleadas habitualmente en pasos inferiores como falsos túneles. Los ahorros que se pueden conseguir, en este caso, han sido de un 7% respecto a un diseño tradicional. En el caso de obras lineales de gran longitud, los ahorros pueden ser nada despreciables. La revista Latin American Journal of Solids and Structures es una revista en abierto, de donde podéis descargaros éste y otros artículos de interés.
La durabilidad de una estructura de hormigón, según el artículo 37 de la Instrucción Española de Hormigón (EHE), es su capacidad para soportar, durante la vida útil para la que ha sido proyectada, las condiciones físicas y químicas a las que está expuesta, y que podrían llegar a provocar su degradación como consecuencia de efectos diferentes a las cargas y solicitaciones consideradas en el análisis estructural. Una estructura durable debe conseguirse con una estrategia capaz de considerar todos los posibles factores de degradación y actuar consecuentemente sobre cada una de las fases de proyecto, ejecución y uso de la estructura. Una estrategia correcta para la durabilidad debe tener en cuenta que en una estructura puede haber diferentes elementos estructurales sometidos a distintos tipos de ambiente.
