La Ingeniería más antigua contada a los ingenieros más modernos

Isaac Moreno Gallo.

El pasado 9 de mayo del 2022, con motivo de la XXVIII semana de la Ingeniería Civil y el Medio Ambiente de la Universitat Politècnica de València, tuvimos la ocasión de escuchar la conferencia inaugural impartida por Isaac Moreno Gallo sobre las principales técnicas y logros de la Ingeniería Civil practicada desde la más remota antigüedad.

Para mí fue muy agradable conocer personalmente a Isaac, pues como nos conocemos por redes sociales, tuve la osadía de invitarlo a esta Conferencia y le puse en contacto con la Dirección de nuestra Escuela para que pudiese impartirla. Como siempre, la persona es infinitamente más interesante que el perfil en redes sociales o su imagen en documentales. Es lo que tiene la desvirtualización, tan necesaria para la verdadera comunicación entre las personas.

Isaac es de esos personajes especiales, ingeniero técnico de obras públicas e historiador, que es uno de los grandes especialistas en ingeniería romana de nuestro país. Burgalés, pero afincado en Zaragoza, sin duda, es una voz autorizada que pone el grito en el cielo cuando nos habla del grave deterioro que está sufriendo nuestro patrimonio. Sobre todo por la gran ignorancia que tenemos en este país. Como siempre, la necesidad de las humanidades en nuestras carreras técnicas.

Aunque ya he hecho personalmente, doy de nuevo las gracias a Isaac, ahora de forma pública, por habernos deleitado con su saber. Os recomiendo que lo sigáis en redes sociales o a través de los fabulosos documentales sobre ingeniería romana de La 2 de RTVE. Por cierto, su blog lo podéis encontrar en la siguiente dirección: https://terraeantiqvae.com/profile/IsaacMorenoGallo

Para los que aún no hayáis visto la serie documental, la podéis ver https://www.rtve.es/play/videos/ingenieria-romana/. En la primera temporada, el acueducto de Nimes, el teatro de Cartagena o los magníficos monumentos de Roma fueron algunas de las infraestructuras que permitieron comprender los desafíos a los que se enfrentaron los ingenieros romanos. En la segunda temporada, nuevos ocho capítulos: ‘Ciudades I’, ‘Acueductos I’, ‘Ciudades II’, ‘Acueductos II’, ‘Carreteras’, ‘Minería’, ‘Estructuras’ y ‘Levantando un imperio’.

Pero creo que será mejor que escuchemos directamente la charla. En esta conferencia se trató de la ingeniería que abarca desde el Calcolítico hasta justo antes de la ingeniería romana. Espero que os guste.

La Editorial de la Universitat Politècnica de València destaca cinco libros imprescindibles

Es un honor que la revista Publishers Weekly, en su número de abril del 2022, haya destacado uno de mis libros: Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención, como uno de los cinco ejemplares imprescindibles dentro de la producción editorial de la Universitat Politècnica de València. El libro tiene 480 páginas, 439 figuras y fotografías, así como 430 cuestiones de autoevaluación resueltas.

Tal y como apunta esta revista, “la revolución incruenta es la marca de agua de quien vislumbra un nuevo mundo y lo hace posible sin efectos colaterales“. En esta revolución se encuentra la editorial de la Universitat Politècnica de València, que en 2010 dio un giro a su producción, dirigida hasta entonces a la formación interna del alumnado, para adentrarse con éxito en la proyección internacional.

Es por este motivo la importancia de destacar uno de mis libros, dentro del gran volumen de libros y revistas editados por esta editorial, que asciende a 1.119, tal y como se recoge en esta publicación.

Os paso la entrevista realizada a la directora de la editorial, Reme Pérez García.

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¿Qué alternativa de puente es la más sostenible medioambientalmente? ¿Y socialmente?

He empezado una serie de vídeos divulgativos donde quiero explicar, de forma breve, los resultados que estamos obteniendo en nuestro grupo de investigación. Considero que es importante hacerlo debido a que, muchas veces, los artículos científicos quedan almacenados en las grandes revistas y no llegan al técnico o al público en general.

En este caso, os he preparado un vídeo sobre en el que explico cómo hemos realizado el análisis del ciclo de vida de cuatro tipologías de puentes muy utilizados en nuestro país: losas macizas, losas aligeradas, secciones en cajón y secciones mixtas. Se analiza no solo el impacto social, sino también el medioambiental. Os explico qué metodología usamos, el software, las bases de datos, etc. Os llevaréis una relativa sorpresa con los resultados obtenidos. Ya os adelanto que las mejores alternativas medioambientales no se corresponden con las mejores desde el punto de vista social.

Los que queráis descargar gratuitamente el artículo, podéis acudir al siguiente enlace: https://www.mdpi.com/2071-1050/14/9/5186

Referencia:

MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2022). Social Impact Assessment Comparison of Composite and Concrete Bridge Alternatives. Sustainability, 14(9):5186. DOI:10.3390/su14095186.

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Curso en línea de “Gestión de costes y producción de la maquinaria empleada en la construcción”

La Universitat Politècnica de València, en colaboración con la empresa Ingeoexpert, ha elaborado un Curso online sobre “Gestión de costes y producción de la maquinaria empleada en la construcción”.

El curso, totalmente en línea, se desarrollará en 6 semanas, con un contenido de 75 horas de dedicación del estudiante. Empieza el 13 de junio de 2022 y termina el 25 de julio de 2022. Hay plazas limitadas.

Toda la información la puedes encontrar en esta página: https://ingeoexpert.com/cursos/curso-de-gestion-de-costes-y-produccion-de-la-maquinaria-empleada-en-la-construccion/

Os paso un vídeo explicativo y os doy algo de información tras el vídeo.

Este es un curso básico sobre la gestión de los costes y la producción de los equipos y maquinaria empleada en la construcción, tanto en obras civiles y de edificación. Se trata de un curso que no requiere conocimientos previos especiales y está diseñado para que sea útil a un amplio abanico de profesionales con o sin experiencia, estudiantes de cualquier rama de la construcción, ya sea universitaria o de formación profesional. Además, el aprendizaje se ha escalonado para que el estudiante pueda profundizar en aquellos aspectos que les sea de interés mediante documentación complementaria y enlaces de internet a vídeos, catálogos, etc.

En este curso aprenderás los conceptos básicos sobre la gestión de la producción, la selección económica de los bienes de equipo, los costes de propiedad y operación de la maquinaria, su amortización, la disponibilidad y fiabilidad de los equipos, el mantenimiento y reparación, los parques de maquinaria y la gestión de instalaciones, almacenes e inventarios, el estudio del trabajo y la productividad, las políticas de incentivos, métodos de medición del trabajo y la producción de equipos de máquinas. El curso se centra especialmente en la comprensión de los fundamentos básicos que gobiernan la gestión de los costes y la producción de los equipos, mostrando especial atención a la maquinaria pesada de movimientos de tierras y compactación. Es un curso de espectro amplio que incide en el conocimiento de los fundamentos de la ingeniería de la producción. Resulta de especial interés desarrollar el pensamiento crítico del estudiante en relación con la selección de los métodos y técnicas empleadas en la gestión de los costes y el rendimiento de la maquinaria en casos concretos. El curso trata llenar el hueco que deja la bibliografía habitual, donde no se profundiza en el coste y la producción de conjuntos de equipos. Además, el curso está diseñado para que el estudiante pueda ampliar por sí mismo la profundidad de los conocimientos adquiridos en función de su experiencia previa o sus objetivos personales o de empresa.

El contenido del curso se organiza en 30 lecciones, que constituyen cada una de ellas una secuencia de aprendizaje completa. Además, se entregan 75 problemas resueltos que complementan la teoría estudiada en cada lección. La dedicación aproximada para cada lección se estima en 2-3 horas, en función del interés del estudiante para ampliar los temas con el material adicional. Al finalizar cada unidad didáctica, el estudiante afronta una batería de preguntas cuyo objetivo fundamental es afianzar los conceptos básicos y provocar la duda o el interés por aspectos del tema abordado. Al final se han diseñado tres unidades adicionales para afianzar los conocimientos adquiridos a través del desarrollo de casos prácticos, donde lo importante es desarrollar el espíritu crítico y su capacidad para resolver problemas reales. Por último, al finalizar el curso se realiza una batería de preguntas tipo test cuyo objetivo es conocer el aprovechamiento del estudiante, además de servir como herramienta de aprendizaje.

El curso está programado para 75 horas de dedicación por parte del estudiante. Se pretende un ritmo moderado, con una dedicación semanal en torno a las 10-15 horas, dependiendo de la profundidad requerida por el estudiante, con una duración total de 6 semanas de aprendizaje.

Objetivos

Al finalizar el curso, los objetivos de aprendizaje básicos son los siguientes:

  1. Comprender la utilidad y las limitaciones de las técnicas actuales para la gestión de costes y producción de los equipos de máquinas empleados para la construcción
  2. Evaluar y seleccionar la maquinaria atendiendo a criterios económicos y técnicos
  3. Conocer la gestión de los sistemas de almacenamiento de materiales en obra y los parques de maquinaria
  4. Aplicar las técnicas de estudios de métodos y medición del trabajo para mejorar la eficiencia de los equipos
  5. Aplicar técnicas de aprendizaje e incentivos a la producción para mejorar la productividad

Programa

  • – Lección 1. Mecanización de las obras
  • – Lección 2. Adquisición y renovación de la maquinaria
  • – Lección 3. La depreciación de los equipos y su vida económica
  • – Lección 4. Selección de máquinas y equipos
  • – Lección 5. La estructura del coste
  • – Lección 6. Costes de propiedad de las máquinas
  • – Lección 7. Costes de operación de las máquinas
  • – Lección 8. Fondo horario y disponibilidad de los equipos
  • – Lección 9. Fiabilidad de los equipos
  • – Lección 10. Mantenimiento y reparación de los equipos
  • – Lección 11. Instalación y organización interna de la obra
  • – Lección 12. Parques de maquinaria y gestión de inventarios
  • – Lección 13. Constructividad y constructibilidad
  • – Lección 14. Estudio del trabajo y productividad
  • – Lección 15. Los incentivos a la productividad en la construcción
  • – Lección 16. Estudio de métodos
  • – Lección 17. Medición del trabajo
  • – Lección 18. La curva de aprendizaje en la construcción
  • – Lección 19. Ciclo de trabajo y factor de acoplamiento
  • – Lección 20. Producción de los equipos
  • – Lección 21. Composición y clasificación de suelos
  • – Lección 22. Movimiento de tierras y factor de esponjamiento
  • – Lección 23. Producción de los buldóceres
  • – Lección 24. Producción de las cargadoras
  • – Lección 25. Producción de las motoniveladoras
  • – Lección 26. Producción de las mototraíllas
  • – Lección 27. Producción de las retroexcavadoras
  • – Lección 28. Producción de las dragalinas
  • – Lección 29. Producción de los equipos de acarreo
  • – Lección 30. Producción de los compactadores
  • – Supuesto práctico 1.
  • – Supuesto práctico 2.
  • – Supuesto práctico 3.
  • – Batería de preguntas final

Profesorado

Víctor Yepes Piqueras

Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Universitat Politècnica de València

Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos (1982-1988). Número 1 de promoción (Sobresaliente Matrícula de Honor). Especialista Universitario en Gestión y Control de la Calidad (2000). Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, Sobresaliente “cum laude”. Catedrático de Universidad en el área de ingeniería de la construcción en la Universitat Politècnica de València y profesor, entre otras, de las asignaturas de Procedimientos de Construcción en los grados de ingeniería civil y de obras públicas. Su experiencia profesional se ha desarrollado como jefe de obra en Dragados y Construcciones S.A. (1989-1992) y en la Generalitat Valenciana como Director de Área de Infraestructuras e I+D+i (1992-2008). Ha sido Director Académico del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón (2008-2017), obteniendo durante su dirección la acreditación EUR-ACE para el título. Profesor Visitante en la Pontificia Universidad Católica de Chile. Investigador Principal en 5 proyectos de investigación competitivos. Ha publicado más de un centenar artículos en revistas indexadas en el JCR. Autor de 8 libros, 22 apuntes docentes y más de 250 comunicaciones a congresos. Ha dirigido 14 tesis doctorales, con 4 más en marcha. Sus líneas de investigación actuales son las siguientes: (1) optimización sostenible multiobjetivo y análisis del ciclo de vida de estructuras de hormigón, (2) toma de decisiones y evaluación multicriterio de la sostenibilidad social de las infraestructuras y (3) innovación y competitividad de empresas constructoras en sus procesos.

Referencias:

YEPES, V. (2015). Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. Editorial Universitat Politècnica de València, 157 pp. ISBN: 978-84-9048-301-5. Ref. 402.

Método de la Dirección General de Carreteras para la determinación del tiempo disponible para el trabajo

Figura 1. Isolíneas de coeficientes de reducción de los días de trabajo (MOP, 1964).

En todo proyecto constructivo suele aparecer un anejo que trata del Plan de Obra donde se planifica la duración de cada una de las actividades que se van a desarrollar en una obra. Para ello, además de conocer las mediciones y los rendimientos de los equipos, es necesario establecer el número de días que son útiles para el trabajo, considerando tanto los datos climáticos como el calendario laboral del lugar.

La previsión de los días trabajables en función de la climatología, se puede estimar de acuerdo con las recomendaciones de la publicación “Isolíneas de coeficientes de reducción de los días de trabajo”, editada por la División de Construcción de la Dirección General de Carreteras del M.O.P.T., actual Ministerio de Fomento. Los datos climáticos necesarios para su redacción se pueden obtener de la publicación “Datos climáticos para Carreteras”, editado asimismo por la División de Construcción de la Dirección general de M.O.P.T. (1964). Según este método, para calcular el tiempo disponible en las distintas clases de obra, se establecen unos coeficientes de reducción aplicables al número de días laborables de cada mes.

Figura 2. Portada de la publicación “Datos climáticos para Carreteras” (MOP, 1964)

No obstante, si se dispone de datos recientes de los regímenes de precipitaciones y temperaturas de estaciones meteorológicas suficientemente próximas a las obras, deben utilizarse dichos datos. Se trata de dar un orden de magnitud, pues en la práctica, durante la ejecución de las obras, la evolución del tiempo atmosférico en cada momento es impredecible. Sin embargo, con los resultados de este cálculo se podrá elaborar un plan de obra lo más ajustado posible, de forma que se reduzcan las desviaciones de plazo.

En la Figura 3 se muestra cómo los condicionantes climatológicos y los imprevistos influyen en el plazo de obra. También es necesario conocer el desglose de las actividades, sus mediciones y el rendimiento de los equipos elegidos.

Figura 3. Condicionantes para determinar el plazo de una obra. 

Días aprovechables en la ejecución de las obras

Para estimar el número de días hábiles en la jornada laboral, se analizan los datos climáticos históricos registrados por estaciones meteorológicas cercanas al área de trabajo.

Condiciones límite

Para cada clase de obra, se entiende por día útil de trabajo, en cuanto a la climatología se refiere, el día en que la precipitación y la temperatura del ambiente sean inferior y superior, respectivamente, a los límites que se definen a continuación.

No se consideran las altas del ambiente que impidan la puesta en obra del hormigón, tanto por el número inapreciable de días que se dan como por caer dentro del microclima de una zona reducida.

Los límites que se dan a continuación son los correspondientes al método del MOP (1964). No obstante, se deberían adaptar a los condicionantes de las distintas disposiciones técnicas vigentes, así como lo que el propio proyecto pudiese considerar.

Temperatura límite para la ejecución de unidades bituminosas: Es aquella por debajo de la cual no se pueden ejecutar riegos, tratamientos superficiales o por penetración, y mezclas bituminosas. Normalmente se considera 10 ºC para tratamientos superficiales o por penetración y 5 ºC para mezclas bituminosas.

Temperatura límite para la manipulación de materiales húmedos: Se determina en 0 ºC la temperatura límite del ambiente para la manipulación de materiales naturales húmedos.

Precipitación límite diaria: Se definen dos valores: 1 mm/día, que limita el trabajo en ciertas unidades sensibles a la lluvia ligera; y 10 mm/día para el resto de los trabajos. Se considera que, con 10 mm de precipitación al día, es necesaria una protección especial para realizar cualquier trabajo.

Coeficientes de reducción por condiciones climáticas durante los trabajos

El número total de días hábiles disponibles para cada tipo de trabajo se calcula multiplicando el número de días laborables del mes por sus respectivos coeficientes reductores. A continuación, se enumeran dichos coeficientes:

Cálculo de los días utilizables para cada clase de obra en la fase constructiva

Para obtener los coeficientes de reducción promedio para cada tipo de trabajo y su ubicación, se asocia un factor meteorológico que afecta a la obra, tal y como se representa en la Tabla 1.

Tabla 1. Factores climáticos

Suponiendo que estos sucesos son independientes entre sí, como el trabajo debe cancelarse cuando ocurra una de las condiciones adversas, los coeficientes de reducción se aplican de forma reiterada. La Tabla 2 indica el coeficiente de reducción de los días laborables que afecta a cada clase de obra.

Tabla 2. Coeficientes reductores

Tras aplicar las fórmulas anteriores, se obtienen los valores correspondientes a cada mes y a cada coeficiente para un determinado lugar y año.

Para determinar los días utilizables netos de cada mes se contemplan dos factores de reducción; uno, el de los días de climatología adversa, cuyo coeficiente de reducción coincide con cm, para cada clase de obra y, otro, el de los días no laborables cf y que dependen de los días festivos que varían según el año, la localidad y los convenios laborales. El coeficiente cf  es el cociente entre los días laborables y los totales del mes correspondiente.

Dado que los días festivos también pueden ser de climatología adversa, se puede adoptar el criterio propuesto en la publicación de la Dirección General de Carreteras. En ese caso (1-cm) representa la probabilidad de que un día cualquiera del mes presente climatología adversa para dicha clase de obra; y (1-cmcf, la probabilidad de que un día laborable presente una climatología adversa.

El coeficiente de reducción total será, por tanto:Para obtener una mayor precisión que la obtenida en el coeficiente de reducción arriba indicado, se podría emplear la fórmula siguiente:que representa la probabilidad de que un día del mes presente climatología favorable (cm) y que sea laborable (cf).

En la Figura 4 se recoge el número de días aprovechables del 2015 para la ejecución de las principales de obra para Ourense, tal y como figura en el “Proyecto de Trazado. Autovía A-76 Ponferrada-Ourense. Tramo: A Veiga de Cascallá-O Barco de Valdeorras”, elaborado por INECO.

Figura 4. Días aprovechables del 2015 para la ejecución de las principales de obra para Ourense. “Proyecto de Trazado. Autovía A-76 Ponferrada-Ourense. Tramo: A Veiga de Cascallá-O Barco de Valdeorras”, elaborado por INECO

Referencias:

MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS (1964). Datos Climáticos para Carreteras. Dirección General de Carreteras.

YEPES, V. (2008). Productivity and Performance, in Pellicer, E. et al.: Construction Management. Construction Managers’ Library Leonardo da Vinci: PL/06/B/F/PP/174014. Ed. Warsaw University of Technology, pp. 87-101. ISBN: 83-89780-48-8.

YEPES, V. (1997). Equipos de movimiento de tierras y compactación. Problemas resueltos. Colección Libro Docente nº 97.439. Ed. Universitat Politècnica de València. 256 pág. Depósito Legal: V-4598-1997. ISBN: 84-7721-551-0.

YEPES, V. (2015). Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. Editorial Universitat Politècnica de València, 155 pp. ISBN: 978-84-9048-301-5.

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Optimización de la vía en placa mediante metamodelos para mejorar la sostenibilidad de la construcción ferroviaria

Acaban de publicarnos un artículo en el Journal of Construction Engineering and Management-ASCE, revista indexada en el primer cuartil del JCR. Se trata de optimizar la vía en placa mediante metamodelos para mejorar la sostenibilidad de la construcción ferroviaria. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

Este artículo no está publicado en abierto, pero podéis encontrarlo, solicitándolo, en esta dirección: https://www.researchgate.net/publication/360243758_Slab_Track_Optimization_Using_Metamodels_to_Improve_Rail_Construction_Sustainability o bien descargarlo directamente de la página web de ASCE: https://ascelibrary.org/doi/full/10.1061/%28ASCE%29CO.1943-7862.0002288

El ferrocarril es un medio de transporte eficaz, sin embargo, la construcción y el mantenimiento de las vías férreas tienen un impacto medioambiental importante en términos de emisiones de CO2 y uso de materias primas. Esto es especialmente cierto en el caso de la vía en placa, pues necesitan grandes cantidades de hormigón. También son más caras de construir que las vías convencionales con balasto, pero requieren menos mantenimiento y presentan otras ventajas que las convierten en una buena alternativa, especialmente para las líneas de alta velocidad. Para contribuir a un ferrocarril más sostenible, este trabajo pretende optimizar el diseño de una de las tipologías de vía en placa más comunes: RHEDA 2000. El objetivo principal es reducir la cantidad de hormigón necesaria para construir la losa sin comprometer su rendimiento y durabilidad. Para ello, se utilizó un modelo basado en el método de los elementos finitos (MEF) de la vía, emparejado con un metamodelo de kriging que permite analizar múltiples opciones de espesor de la losa y resistencia del hormigón de forma puntual. Mediante kriging, se obtuvieron soluciones óptimas que se validaron a través del modelo MEF para garantizar el cumplimiento de las restricciones mecánicas y geométricas predefinidas. Partiendo de una configuración inicial con una losa de 30 cm de hormigón con una resistencia característica de 40 MPa, se llegó a una solución optimizada, consistente en una losa de 24 cm de hormigón con una resistencia de 45 MPa, que arroja una reducción de costes del 17,5%. Este proceso puede aplicarse ahora a otras tipologías de losas para obtener diseños más sostenibles.

Abstract:

Railways are an efficient transport mode, but building and maintaining railway tracks have a significant environmental impact in terms of CO2 emissions and the use of raw materials. This is particularly true for slab tracks, which require large quantities of concrete. They are also more expensive to build than conventional ballasted tracks, but require less maintenance and have other advantages that make them a good alternative, especially for high-speed lines. To contribute to more sustainable railways, this paper aims to optimize the design of one of the most common slab track typologies: RHEDA 2000. The main objective is to reduce the amount of concrete required to build the slab without compromising its performance and durability. To do so, a model based on the finite-element method (FEM) of the track was used, paired with a kriging metamodel to allow analyzing multiple options of slab thickness and concrete strength in a timely manner. By means of kriging, optimal solutions were obtained and then validated through the FEM model to ensure that predefined mechanical and geometrical constraints were met. Starting from an initial setup with a 30-cm slab made of concrete with a characteristic strength of 40 MPa, an optimized solution was reached, consisting of a 24-cm slab made of concrete with a strength of 45 MPa, which yields a cost reduction of 17.5%. This process may be now applied to other slab typologies to obtain more sustainable designs.

Keywords:

Slab track; Optimization; Latin hypercube; Kriging; Finite-element method (FEM).

Reference:

MARTÍNEZ FERNÁNDEZ, P.; VILLALBA SANCHIS, I.; INSA FRANCO, R.; YEPES, V. (2022). Slab track optimisation using metamodels to improve rail construction sustainabilityJournal of Construction Engineering and Management, 148(7):04022053. DOI:10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0002288

Valoración del impacto social de puentes de hormigón y mixtos

Acaban de publicarnos un artículo en Sustainability, revista indexada en el JCR. Se trata de valorar distintas alternativas de puentes de hormigón o mixtos desde el punto de vista de la sostenibilidad social. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

La definición de sostenibilidad incluye tres pilares fundamentales: económico, medioambiental y social. Los estudios sobre el impacto económico en las infraestructuras de ingeniería civil se han centrado en la reducción de costes. No está necesariamente en consonancia con la sostenibilidad económica, pues no se cosideran otros factores económicos. Además, la evaluación del pilar social se ha desarrollado poco en comparación con la económica y la medioambiental. Es esencial centrarse en la sostenibilidad social y evaluar indicadores claros que permitan a los investigadores comparar alternativas. Además, los estudios de evaluación del ciclo de vida de los puentes se han centrado hasta ahora en soluciones de hormigón. Esto ha dado lugar a una falta de análisis del impacto de las alternativas de puentes mixtos. Este estudio se realiza en dos fases. La primera parte evalúa la sostenibilidad social y medioambiental de “la cuna a la tumba” con las bases de datos SOCA v2 y ecoinvent v3.7.1. Esta evaluación se realiza sobre cuatro alternativas de puentes de hormigón y mixtos con luces entre 15 y 40 m. Para obtener los indicadores sociales y medioambientales se ha utilizado ReCiPe y el método de ponderación del impacto social. La segunda parte del estudio compara los resultados obtenidos de la evaluación social y medioambiental de las alternativas variando la tasa de reciclaje del acero. Las alternativas de puente son la losa maciza de hormigón pretensado, la losa aligerada de hormigón pretensado, el cajón-viga de hormigón pretensado y el cajón-viga mixto. Los resultados muestran que las opciones compuestas son las mejores en cuanto al impacto medioambiental, pero las soluciones de viga cajón de hormigón son mejores en cuanto al impacto social. Además, un aumento de la tasa de reciclaje del acero aumenta el impacto social y disminuye el medioambiental.

Abstract

The definition of sustainability includes three fundamental pillars: economic, environmental, and social. Studies of the economic impact on civil engineering infrastructures have been focused on cost reduction. It is not necessarily in line with economic sustainability due to the lack of other economic factors. Moreover, the social pillar assessment has been weakly developed compared to the economic and the environmental ones. It is essential to focus on the social pillar and evaluate clear indicators that allow researchers to compare alternatives. Furthermore, bridge life cycle assessment studies have been focused on concrete options. This has resulted in a lack of analysis of the impact of composite bridge alternatives. This study is conducted in two stages. The first part of the study makes a cradle-to-grave social and environmental sustainability evaluation with the SOCA v2 and ecoinvent v3.7.1 databases. This assessment is carried out on four concrete and composite bridge alternatives with span lengths between 15 and 40 m. The social impact weighting method and recipe have been used to obtain the social and environmental indicators. The second part of the study compares the results obtained from the social and environmental assessment of the concrete and the composite alternatives varying the steel recycling rate. The bridge alternatives are prestressed concrete solid slab, prestressed concrete lightened slab, prestressed concrete box-girder, and steel-concrete composite box-girder. The results show that composite options are the best for environmental impact, but the concrete box girder solutions are better for social impact. Furthermore, an increase in the steel recycling rate increases the social impact and decreases the environmental one.

Keywords

Sustainability; bridges; structures; LCA; ReCiPe; SOCA

Reference:

MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2022). Social Impact Assessment Comparison of Composite and Concrete Bridge Alternatives. Sustainability, 14(9):5186. DOI:10.3390/su14095186.

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Integración del proyecto estructural en BIM. Estado del arte

Acaban de publicarnos en la revista Journal of Building Engineering, que está en el primer decil del JCR, un artículo de revisión sobre la integración del proyecto estructural en BIM. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

Podéis descargar el artículo gratuitamente hasta el 12 de junio de 2022 en la siguiente dirección: https://authors.elsevier.com/c/1eymz_rVfDj4OB

La revolución hacia la Industria 4.0 en el sector AECO ha tomado como uno de sus puntos centrales el Building Information Modelling (BIM). Las capacidades de BIM para la automatización, la interoperabilidad y la sostenibilidad juegan un papel clave en este cambio. En este artículo se presenta una revisión bibliográfica sobre la adopción de BIM para el proyecto estructural. El objetivo de la revisión presentada es establecer el estado actual del conocimiento de la implementación de la metodología BIM en el campo del análisis estructural. Se han seleccionado trabajos relacionados con estos dos temas simultáneamente, BIM y análisis de estructuras, durante los últimos 10 años. La literatura se ha analizado desde dos enfoques diferentes. En primer lugar, se ha realizado un análisis bibliométrico, estudiando la producción sobre el tema. En segundo lugar, se han seleccionado y analizado 81 artículos representativos, estableciendo áreas temáticas a través del análisis de cluster. También se han clasificado los artículos a partir de varias categorizaciones basadas en el ciclo de vida estructural y su objetivo. Por último, se realiza un análisis DAFO a partir de estos datos para crear un marco completo que muestre el estado de la integración del proyecto estructural en entornos BIM y los posibles desarrollos y riesgos futuros. Este conjunto de estudios muestra una tendencia hacia las herramientas de diseño y las nuevas construcciones. Mientras que la automatización y el diseño asistido por ordenador han sido una tendencia en la investigación durante varios años, se ha señalado una laguna en la investigación sobre el análisis estructural a través de BIM para los edificios existentes y del patrimonio, mostrando su capacidad para mejorar el análisis de los edificios existentes y su mantenimiento.

Highlights:

  • The state-of-art of the integration of the structural project into BIM environments has been performed.
  • A quantitative approach has been performed studying the scientific production of the topic.
  • A qualitative analysis through proof-reading 81 articles relates the design phase and the agent involved in it to weigh the received attention.
  • A cluster analysis on keywords of 81 articles reveal the trends in BIM research.
  • Discussion through SWOT system reveals the different trends, weaknesses and further opportunities in the research area.

Abstract:

The revolution towards Industry 4.0 in the AECO Industry has taken Building Information Modelling (BIM) as one of its central points. BIM abilities for automatization, interoperability and sustainability play a key role in this change. In this paper, a literature review about BIM adoption for the structural project is presented. The aim of the presented review is to clearly establish the current state of knowledge of the implementation of the BIM methodology in the field of structural analysis. Papers related to these two topics simultaneously, BIM and structure analysis, during the last 10 years have been selected. The literature has been analysed from two different approaches. First, bibliometric analysis has been performed, studying the production on the topic. Secondly, 81 representative papers have been selected and analysed, establishing thematic areas via cluster analysis. The articles have also been classified upon several categorizations based on the structural life cycle and their aim. Finally, a SWOT analysis is performed from this data to create a complete framework that shows the state of the integration of the structural project in BIM environments and possible future developments and risks. This set of studies shows a tendency towards design tools and new buildings. While automatization and computer-aided design have been a trend in the research for several years, a research gap on the structural analysis via BIM for existing and heritage buildings has been pointed out, showing its ability to improve the analysis of existing buildings and its maintenance.

Keywords: BIM; Structural project; Building performance; Literature review; Life cycle

Referencia:

FERNÁNDEZ-MORA, V.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2022). Integration of the structural project into the BIM paradigm: a literature review. Journal of Building Engineering, 53:104318. DOI:10.1016/j.jobe.2022.104318.

Primer Congreso CONSTRUC LATAM 2022

Tengo el honor de anunciar la invitación recibida por parte de los organizadores del Primer Congreso CONTRUC LATAM 2022 para impartir una conferencia el lunes 16 de mayo de 2022, a las 15:00 horas (hora de Colombia) cuyo tema es “Gestión del mantenimiento de las carreteras con presupuestos restringidos“, en la Sala 2: pavimentos. La conferencia se realizará en línea.

 

El evento lo organiza el Instituto de Especialización en Construcción y Vialidad, que es un instituto de enseñanza especializada que cuenta con la colaboración de docentes nacionales e internacionales de reconocido prestigio. Cuenta con sedes en Perú y Bolivia. Los temas de los que tratará el congreso son los de geotecnia, puentes, construcción, transporte y tránsito, obras de infraestructura y pavimentos.

El enlace a la página web del congreso con la información correspondiente se encuentra en: https://www.construclatam.com/

Plan de calidad de obra del constructor en el Código Estructural

Figura 1. Entendiendo lo que es el plan de calidad de una obra

En el ámbito de la gestión de la calidad siempre se ha llamado “Plan de Calidad” a la aplicación del sistema de calidad de una empresa a un producto determinado. En efecto, según la norma ISO 9000:2015 “Fundamentos y vocabulario”, un plan de calidad es una especificación de los procedimientos y recursos asociados a aplicar, cuándo deben aplicarse y quién tiene que aplicarlos a un objeto específico. Por tanto, una empresa constructora que disponga de un sistema de calidad, desarrollará un plan de calidad que se adapte a cada obra. Si subcontratara una parte, debería el subcontratista tener su propio plan de calidad o bien asumir el de la empresa principal.

Lo habitual es que la empresa certifique su sistema de gestión de la calidad según la norma UNE-EN ISO 9001, pero podría hacerlo bajo cualquier otro modelo. Sin embargo, esta certificación es voluntaria, salvo que el cliente la exija para un contrato determinado. En efecto, la gestión del sistema de calidad se materializa y documenta en un Manual de Calidad, en un Manual de Procedimientos (obligatorios y específicos de la actividad) y en el Plan de Calidad. Es la llamada pirámide documental del sistema de calidad.

De hecho, el Código Estructural exige al constructor en determinados casos la posesión de un sistema certificado conforme a la UNE-EN ISO 9001. Por ejemplo, en el Artículo 22.4 esta exigencia se aplica al caso de un control de ejecución a nivel intenso. También aparece en el Anejo 2 referido al índice de contribución de la estructura a la sostenibilidad. Sin embargo, se deslizan erratas en la redacción como en el Anejo 18 de bases de cálculo, donde se refiere a la norma en la versión del año 2000, cuando la versión vigente es la del 2015.

Pues bien, el Código Estructural, en vez de simplificar los términos y acogerse al vocabulario internacionalmente aceptado, utiliza conceptos similares que resultan confusos. Estamos hablando del plan de obra (cronograma) y el programa (procedimiento) de autocontrol del constructor. He tenido que utilizar los paréntesis para señalar que el plan de obra también se puede llamar cronograma, y que el programa de autocontrol también se llama procedimiento de autocontrol (véase el Artículo 19 Plan y programa de control). De estos términos confusos ya hemos hablado anteriormente en otros artículos. De hecho, no es posible diferenciar si el plan de obra y el programa de autocontrol son dos documentos diferentes o es uno solo. Parece que cada administración pública o gremio en la construcción ha querido redefinir los conceptos sobre la calidad de forma particular. Curioso es el nombre de Plan de Aseguramiento de la Calidad (P.A.C.) de la Dirección General de Carreteras (1995).

El Artículo 17 sobre criterios generales de la calidad de las estructuras indica que el “sistema de aseguramiento de la calidad aplicado al proyecto en sí, se describirá en el denominado procedimiento de autocontrol del constructor“. El Artículo 22.1 sobre control de la ejecución mediante comprobación del control de producción del constructor determina que “el programa de autocontrol contemplará las particularidades concretas de la obra, relativas a medios, procesos y actividades y se desarrollará el seguimiento de la ejecución de manera que permita a la dirección facultativa comprobar la conformidad con las especificaciones del proyecto y lo establecido en el Código. Para ello, los resultados de todas las comprobaciones realizadas serán documentados por el constructor, en los registros de autocontrol“. También añade lo siguiente: “en función del nivel de control de la ejecución, el constructor definirá un sistema de gestión de los acopios suficiente para conseguir la trazabilidad requerida de los productos y elementos que se colocan en la obra“. Además, dicho programa de autocontrol del constructor deberá ser aprobado por la dirección facultativa antes del inicio de las obras. Es decir, que lo que internacionalmente se conoce como “Plan de Calidad” se llama en el Código Estructural “Procedimiento de autocontrol“.

Por tanto, ya que no es posible diferenciar el plan de obra (cronograma) y el programa (procedimiento) de autocontrol del constructor como dos documentos separados, nos referiremos a ellos como plan de calidad de obra, elaborado por el constructor y aprobado por la dirección facultativa.

Figura 2. El control de la calidad de la obra según el Código Estructural. Elaboración propia.

Para la redacción del plan de calidad de obra se debe tener en cuenta el Plan de Control, que es un documento del proyecto. Aunque resulta implícito, es evidente que este plan de control del proyecto debe ser coherente con el resto de documentos de dicho proyecto, y en particular, con el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares. Es en el proyecto donde se deben recoger las condiciones del control de recepción de los materiales, las de ejecución de las unidades de obra y las condiciones de aceptación y rechazo. De esta forma, el constructor puede desarrollar dentro de su plan de calidad un Programa de Puntos Críticos de Inspección (PPI) donde se determinan los puntos de parada donde la dirección facultativa realiza el control exterior en la fecha prevista para que no se produzcan retrasos. Es por eso que también se llama cronograma al plan de obra del constructor. El Artículo 22.1 deja al constructor de documentar todas las comprobaciones realizadas en los llamados “registros de autocontrol“, que, evidentemente, se asocian de forma implícita a los PPI.

Sin embargo, el Código Estructural, para liar un poco más este tema, asocia el PPI al llamado “Programa de Control“. El objetivo es que el PPI englobe no solo el autocontrol del constructor sino que aparezcan todos los agentes implicados. Y si fuera poca la confusión, en el Artículo 19 nos dice que en el caso de obras de puentes de carretera, el programa de control puede estar incluido en el llamado “esquema director de la calidad“.

La única forma de entender este galimatías es dar una interpretación simple a lo que el Código Estructural dice. Digamos que el plan de calidad de una obra es un documento que redacta el constructor para adaptar su sistema de gestión de la calidad a lo recogido por el proyecto. Dicho documento recoge las condiciones aceptación de materiales y unidades de obra, para lo cual incluye un PPI asociado al cronograma de la obra para evitar interrupciones y el sistema de gestión de los acopios. Cuando la dirección facultativa aprueba dicho documento, entonces cambia de nombre y se llama, a partir de ese momento, Programa de Control que incluye, como hemos visto, el PPI. Como podéis ver he tenido que simplificar bajo el nombre “plan de calidad de una obra” al “plan de obra (cronograma) y el programa (procedimiento) de autocontrol” del constructor. No solo es simple, sino que utiliza la nomenclatura internacional en el ámbito de la calidad. En la Figura 3 figura la pirámide documental de un sistema de gestión de la calidad de una empresa y las definiciones particulares que emplea el Código Estructural.

Figura 3. Equivalencia entre la nomenclatura internacional sobre calidad y la empleada por el Código Estructural. Elaboración propia.

García Valcarce et al. (2004) indican que un plan de calidad de obra debería incluir las formas de trabajar, los recursos y la secuencia de actividades que tienen que realizarse. Por lo tanto, debería recoger lo siguiente:

  • Datos generales de la obra (propiedad, proyectista, dirección facultativa, contrato, etc.)
  • Documentación para la ejecución
  • Documentación del proyecto
  • Organigramas nominales de producción y calidad
  • Partes de obra subcontratadas
  • Procedimientos de ejecución
  • Medios de trabajo necesarios, propios o ajenos
  • Organización y funcionamiento del control interno (PPI y fichas de autocontrol)
  • Registros de todas las inspecciones y controles
  • No conformidades detectadas y acciones correctivas aplicadas

El resultado de aplicar el plan de calidad es una serie de documentos que sirven para demostrar la gestión realizada. A modo de ejemplo, se podrían citar los siguientes (García Valcarce et al., 2004): acta de replanteo, certificado final de obra, informes del control de calidad realizado, certificados de calidad de los materiales, resultados de los ensayos de los materiales, certificados parciales del control sobre la calidad de la ejecución, planos definitivos de lo realmente ejecutado, instrucciones de uso y mantenimiento.

Os dejo algún vídeo explicativo genérico sobre el plan de calidad de una obra.

Referencias:

DIRECCIÓN GENERAL DE CARRETERAS (1995). Libro de la calidad. Ministerio de Obras Públicas, Transportes y Medio Ambiente, Madrid, 132 pp.

GARCÍA VALCARCE, A.; SÁNCHEZ-OSTIZ, A.; GONZÁLEZ, P.; CONRADI, E.; LÓPEZ, J.A. (2004). Manual de dirección y organización de obras. Editorial Dossat 2000, Madrid, 362 pp.

YEPES, V. (2001). Garantía de calidad en la construcción. Tomo 1. Servicio de Publicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia. SP.UPV-660. Depósito Legal: V-3150-2001.

YEPES, V. (2001). Garantía de calidad en la construcción. Tomo 2Servicio de Publicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia. SP.UPV-961. Depósito Legal: V-3151-2001.

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