Optimización de puentes mixtos mediante aceptación por umbrales

Hemos presentado en el 11th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management IABMAS 2022, una comunicación sobre la optimización de puentes mixtos mediante el algoritmo de aceptación por umbrales. Este congreso se desarrolla en Barcelona, del 11 al 15 de julio del 2022. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

La complejidad de la optimización de los puentes se debe, entre otras razones, a que el diseño de este tipo de estructuras presenta muchas variables. Estas generan un espacio de soluciones con demasiadas posibilidades para ser evaluadas en su totalidad. Por ello, en este trabajo se ha realizado la optimización de un puente mixto de vigas cajón considerando el coste como función objetivo mediante el uso de métodos heurísticos. Para lograr este objetivo, se ha elegido un Operador de Aceptación de Umbral con Mutación (TAMO) para la optimización estructural de un puente compuesto de acero-hormigón. La adición de celdas en las conexiones entre almas y alas mejora el comportamiento estructural de la sección transversal. El diseño de doble acción compuesta propuesto permite reducir el número de rigidizadores para este caso de estudio. Este método automatiza el proceso de optimización de un diseño inicial de un puente de material compuesto, permitiendo alcanzar diseños óptimos sin necesidad de contar con una experiencia significativa en el diseño estructural de puentes.

Abstract

The bridge optimization’s complexity is due to the design of this type of structure’s many variables. These generate a space of solutions with too many possibilities to be evaluated in their totality. Because of this, in this work, the optimization of a steel-concrete composite box girder bridge has been performed considering cost as an objective function by using heuristic methods. To achieve this objective, a Threshold Accepting with a Mutation Operator (TAMO) has been chosen for the structural optimization of a steel-concrete composite bridge. The addition of cells on the connections between webs and flanges improves the cross-section structural behaviour. The proposed double composite-action design allows for reducing the number of stiffeners for this study case. This method automatizes the optimization process of an initial design of a composite bridge, allowing it to reach optimum designs without significant expertise in bridge structural design.

Reference:

MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2022). Steel-concrete composite bridge optimization through threshold accepting. 11th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management IABMAS 2022, 11-15 July 2022, Barcelona, Spain.

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El Puente de Aragón sobre el viejo cauce del Turia en Valencia. Una aproximación histórica, estética y constructiva

Puente de Aragón. Fotografía V. Yepes.

La imperiosa necesidad de solucionar las constantes interrupciones causadas por la estrangulación del Puente del Mar debidas a la cada vez mayor tráfico de mercancías hacia el puerto y a las fuertes pendientes de acceso a dicho puente, provocaron la construcción de un nuevo paso que lo sustituyese. Este puente figuraba en el Ensanche de 1924 como prolongación de la gran vía Marqués del Turia y con sus alineaciones paralelas a las del puente del Mar. Es de destacar que el nuevo puente supondría el derribo del puente histórico del Mar y el posible aprovechamiento de los cimientos, pilas o materiales. Dicha decisión, como apunta Aguilar (2008:188) hubiera sido una medida que hoy día nos hubiese llamado mucho la atención.

El acuerdo de construcción del nuevo puente se tomó el 19 de enero de 1927, aprovechando el proyecto redactado por el ingeniero jefe de la División Hidráulica del Júcar, Antonio Monfort. La estructura se terminó de construir en 1933. Su nombre se debe su paso por la antigua estación de ferrocarril de Aragón, que prolonga la Gran Vía del Marqués del Turia con el puerto. Esta nueva estructura se situaría a apenas 150 m aguas abajo del Puente del Mar.

Os dejo a continuación el artículo completo.

Referencia:

YEPES, V. (2010). El Puente Aragón sobre el viejo cauce del Río Turia en Valencia. Una aproximación histórica, estética y constructiva. Universitat Politècnica de València, 7 pp. DOI:10.13140/RG.2.2.24203.77605

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Optimización de puentes mixtos mediante algoritmos de inteligencia de enjambre

Acaban de publicarnos un artículo en la revista Engineering Structures, revista indexada en el primer cuartil del JCR. En este caso se ha optimizado un puente mixto de hormigón y acero, mediante algoritmos discretos de inteligencia de enjambre. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

El artículo lo puedes descargar GRATUITAMENTE en el siguiente enlace: https://authors.elsevier.com/sd/article/S0141-0296(22)00708-8

La optimización de un puente mixto puede ser un reto debido al importante número de variables que intervienen en el problema. En este estudio se realizó la optimización de un puente mixto de hormigón y acero con vigas en cajón, con el coste y las emisiones como funciones objetivo. Ante este reto, el trabajo propone un algoritmo híbrido que integra la técnica de aprendizaje no supervisado de k-means con la metaheurística de inteligencia de enjambre continuo para reforzar el rendimiento de esta última. En particular, se discretizan las metaheurísticas sine-cosine y cuckoo search. Se estudia la contribución del operador k-means a la calidad de las soluciones obtenidas. En primer lugar, se diseñan operadores aleatorios para utilizar posteriormente funciones de transferencia que permitan evaluar y comparar los rendimientos. Además, para tener otro punto de comparación, se adaptó una versión del recocido simulado, que ha resuelto eficientemente problemas de optimización relacionados. Los resultados muestran que nuestra propuesta híbrida supera a los diferentes algoritmos diseñados.

Highlights

  • A cost and CO2 emissions optimization a three-span steel–concrete composite bridge has been performed.
  • The optimization considers 35 design variables on average 55 possible choices for each variable.
  • The performance and robustness of a hybrid k-means swarm intelligence metaheuristic is studied for this optimization problem.
  • Hybrid k-means algorithm results are compared with other discrete trajectory based and swarm algorithms.

Abstract

Composite bridge optimization might be challenging because of the significant number of variables involved in the problem. The optimization of a box-girder steel-concrete composite bridge was done in this study with cost and emissions as objective functions. Given this challenge, this study proposes a hybrid algorithm that integrates the unsupervised learning technique of k-means with continuous swarm intelligence metaheuristics to strengthen the latter’s performance. In particular, the metaheuristics sine-cosine and cuckoo search are discretized. The contribution of the k-means operator regarding the quality of the solutions obtained is studied. First, random operators are designed to use transfer functions later to evaluate and compare the performances. Additionally, a version of simulated annealing was adapted to have another point of comparison, which has solved related optimization problems efficiently. The results show that our hybrid proposal outperforms the different algorithms designed.

Keywords

Combinatorial optimization; Bridge; Metaheuristics; Composite structures; K-means

Reference:

MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; GARCÍA, J.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2022). Discrete swarm intelligence optimization algorithms applied to steel-concrete composite bridges. Engineering Structures, 266:114607. DOI:10.1016/j.engstruct.2022.114607

Como este artículo está publicado en abierto, os lo dejo para vuestra descarga:

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Optimización de las emisiones de CO₂ en la construcción de puentes losa postesados utilizando metamodelos

Acaban de publicarnos un artículo en la revista Materials, revista indexada en el primer cuartil del JCR. En este caso se ha optimizado, mediante un metamodelo tipo Kriging, las emisiones de CO₂ de un puente losa postesado aligerado. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

Se trata de un trabajo de investigación en el que se ha propuesto una metodología novedosa, bifase, que utilizando un metamodelo tipo Kriging y con un muestreo inteligente del espacio de soluciones, permite optimizar problemas de alto nivel de complejidad computacional. Es el caso de las estructuras de hormigón, y en este trabajo en particular, de un tablero de puente losa pretensado aligerado. Por tanto, el objetivo general de este trabajo es proponer y comprobar la aplicabilidad de una metodología que permita la reducción energética y reducción de las emisiones de CO₂ en la construcción del tablero de un puente losa pretensado aligerado. La metodología propuesta tiene carácter general, pudiéndose aplicar a la optimización de cualquier otro tipo de estructura para optimizar distintas funciones objetivo. El diseño de la metodología propuesta presenta dos fases secuenciales de optimización, la primera fase de diversificación y la segunda fase de intensificación de la búsqueda de los óptimos.

Abstract:

This paper deals with optimizing embedded carbon dioxide (CO₂) emissions using surrogate modeling, whether it is the deck of a post-tensioned cast-in-place concrete slab bridge or any other design structure. The main contribution of this proposal is that it allows optimizing structures methodically and sequentially. The approach presents two sequential phases of optimization, the first one of diversification and the second one of intensification of the search for optimums. Finally, with the amount of CO₂ emissions and the differentiating characteristics of each design, a heuristic optimization based on a Kriging metamodel is performed. An optimized solution with lower emissions than the analyzed sample is obtained. If CO₂ emissions were to be reduced, design recommendations would be to use slendernesses as high as possible, in the range of 1/30, which implies a more significant amount of passive reinforcement. This increase in passive reinforcement is compensated by reducing the measurement of concrete and active reinforcement. Another important conclusion is that reducing emissions is related to cost savings. Furthermore, it has been corroborated that for a cost increase of less than 1%, decreases in emissions emitted into the atmosphere of more than 2% can be achieved.

Keywords:

CO₂ emission; optimization; metamodel; Kriging; post-tensioned concrete; structural optimization

Reference:

YEPES-BELLVER, L.; BRUN-IZQUIERDO, A.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2022). CO₂-optimization of post-tensioned concrete slab-bridge decks using surrogate modeling. Materials, 15(14):4776. DOI:10.3390/ma15144776

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Comunicaciones presentadas al 26th International Congress on Project Management and Engineering AEIPRO 2022

Durante los días 5-8 de julio de 2022 tendrá lugar en Terrasa (Spain) el 26th International Congress on Project Management and Engineering AEIPRO 2022. Es una buena oportunidad para debatir y conocer propuestas sobre dirección e ingeniería de proyectos. Nuestro grupo de investigación, dentro del proyecto de investigación HYDELIFE, presenta varias comunicaciones. A continuación os paso los resúmenes.

NAVARRO, I.J.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2022). ANP-based sustainability-oriented indicator for bridges in aggressive environments. 26th International Congress on Project Management and Engineering, AEIPRO, 5-8 de julio, Terrassa (Spain).

La presente comunicación presenta un indicador de sostenibilidad para la evaluación de las infraestructuras de puentes basado en el uso del Proceso Analítico en Red (ANP). Se presenta un análisis de sensibilidad sobre los resultados, discutiendo la aplicación del AHP convencional y de los procedimientos ANP más generales. Formulando el problema de decisión de forma cuantitativa, el método ANP ha arrojado resultados con una consistencia de más del doble que la obtenida mediante la técnica AHP frente al mismo problema de decisión, resultando ser más fiable al simplificar las comparaciones pareadas del experto.

NAVARRO, I.J.; VILLALBA, I.; YEPES, V. (2022). Development of social criteria for the social life cycle assessment of railway infrastructures. 26th International Congress on Project Management and Engineering, AEIPRO, 5-8 de julio, Terrassa (Spain).

El diseño sostenible de las infraestructuras requiere la consideración de los impactos económicos, ambientales y sociales. Desde la firma del Acuerdo de París, se han hecho grandes esfuerzos para desarrollar las metodologías orientadas a evaluar los impactos económicos y ambientales a lo largo del ciclo de vida de las infraestructuras. Sin embargo, la evaluación de la dimensión social en el diseño de las infraestructuras todavía requiere un desarrollo significativo. La presente comunicación propone un conjunto de indicadores sociales orientados a la evaluación del ciclo de vida de las infraestructuras ferroviarias. En particular, se presenta la evaluación de los impactos sociales de una vía férrea convencional con balasto. A continuación, se recomienda un indicador basado en la aplicación de procedimientos de toma de decisión multicriterio que ayudará en la elección del diseño de vía más ventajoso en términos sociales.

YEPES-BELLVER, V.J.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2022). Study of solutions for the design of a footbridge based on a hierarchical analytical process. 26th International Congress on Project Management and Engineering, AEIPRO, 5-8 de julio, Terrassa (Spain).

El presente trabajo muestra la aplicación de la metodología AHP (Analytic Hierarchy Process) para realizar el estudio de soluciones necesario para el proyecto de una pasarela. Para ello se han planteado cuatro alternativas: viga de hormigón, hormigón ejecutado “in situ”, viga metálica y celosía metálica. Tras efectuar un estudio cualitativo de las ventajas e inconvenientes de las tipologías planteadas, se procede a establecer una jerarquía de criterios basados en la economía, la facilidad constructiva, la funcionalidad, la integración en el entorno, la estética y la durabilidad. A su vez, se han analizado once subcriterios dependientes de aquellos. Para evaluar las matrices de comparación pareada se ha procedido a una ronda de consultas a un grupo de cinco expertos que, por aproximaciones sucesivas, han acordado las valoraciones de comparación. Se ha comprobado, a su vez, la consistencia de todas las matrices de comparación utilizadas. Tras aplicar la metodología completa de toma de decisiones, la solución elegida, por su mayor valoración final, fue la pasarela en celosía.

 

Resultados finales del proyecto DIMALIFE: Diseño y mantenimiento robusto y basado en fiabilidad de puentes

Figura 1. Mapa mental del proyecto de investigación DIMALIFE

En el pasado Congreso ACHE 2022, celebrado recientemente en Santander, tuve la oportunidad de presentar los resultados del proyecto de DIMALIFE. Este proyecto fue anterior al actual HYDELIFE y supone una línea de investigación de alta productividad para nuestro grupo de investigación. En el periodo comprendido entre 2018 y 2021, tuvimos la ocasión de publicar 50 artículos indexados de alto impacto en el JCR, defender 5 tesis doctorales, 10 trabajos fin de máster y 25 comunicaciones a congresos. A ello hay que añadir la irrupción de la pandemia, que impidió una mayor presencia física en los congresos para diseminar los resultados alcanzados. Pero para eso está internet y las redes sociales.

Os paso, por tanto, el artículo completo donde se recogen los resultados. Lo más interesante son las referencias. Si alguien tiene interés por alguna de ellas, me las puede solicitar. También os paso un enlace a los resultados del grupo en este y otros proyectos de investigación: https://victoryepes.blogs.upv.es/publicaciones/articulos-jcr/

Referencia:

YEPES, V.; PELLICER, E.; MARTÍ, J.V.; KRIPKA, J. (2022). Diseño y mantenimiento óptimo robusto y basado en fiabilidad de puentes de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos. VIII Congreso de la Asociación Española de Ingeniería Estructural ACHE. Santander, 2022.

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Entrevista en El Confidencial sobre la importancia de invertir en el mantenimiento de infraestructuras

Uno de los dos tramos del viaducto desplomado en el A-6. (EFE/Ana Maria Fernández Barredo))

Con motivo del VIII Congreso de la Asociación Española de Ingeniería Estructural celebrado en Santander, me solicitaron una entrevista para El Confidencial sobre el problema del viaducto de la A-6 en el municipio leonés de Vega de Valcarce. Los que ya me conocéis, sabéis que nunca comento este tipo de problemas concretos, a no ser que tenga todos los datos disponibles. Pero aproveché para insistir en la importancia del mantenimiento de nuestras infraestructuras. Os paso en pdf el contenido de la entrevista que me realizó el periodista José Pichel, por si os resulta de interés.

También la podéis ver completa aquí: https://www.elconfidencial.com/tecnologia/ciencia/2022-06-23/ingeniero-avisa-derrumbe-invertir_3448284/

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Comunicaciones presentadas al VIII Congreso Internacional de Estructuras de ACHE

Durante los días 20-22 de junio de 2022 tendrá lugar el VIII Congreso Trienal de la Asociación Española de Ingeniería Estructural (ACHE), un excelente encuentro internacional de profesionales y especialistas en el campo de las estructuras, cuyo nivel técnico lo avalan las anteriores ediciones. Los objetivos fundamentales de este Congreso Internacional de Estructuras son, por un lado, dar a conocer los avances, estudios y realizaciones recientemente alcanzados en el ámbito estructural (en Edificación y en Ingeniería Civil e Industrial), y, por otro, exponer las actividades de la Asociación a sus miembros, amigos, y a toda la sociedad a cuyo servicio se encuentra ACHE realizando una labor de difusión técnica sin ánimo de lucro.

Nuestro grupo de investigación, dentro del proyecto de investigación HYDELIFE, presenta varias comunicaciones. A continuación os paso los resúmenes. Además, tendré el honor de ser Presidente de Sala en la Sesión Técnica 5 de Gestión de Estructuras, el martes 21 de junio de 2022, en el Aula 5. Nos veremos pronto en el Congreso.

MARTÍ, J.V.; MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; YEPES, V. (2022). Diseño de experimentos para la calibración de la heurística de optimización de muros de contrafuertes. VIII Congreso de la Asociación Española de Ingeniería Estructural ACHE. Santander, 2022.

En la actualidad, los técnicos se enfrentan al desafío de encontrar soluciones estructurales más eficientes, cumpliendo con todas las restricciones de seguridad y funcionalidad. Como ayuda a este reto, surgen las técnicas de optimización heurísticas. El algoritmo aplicado en este artículo es el Recocido Simulado o Simulated Annealing (SA). La estructura sobre la que se emplea esta metodología es un muro de contrafuertes de hormigón armado de 11 metros de altura. La eficiencia del algoritmo depende de la elección de los parámetros más adecuados que lo definen. Para ello, se realiza un diseño de experimentos factorial fraccionado que permite, a través de un análisis estadístico, detectar aquellos parámetros de la heurística que más afectan al resultado de la solución obtenida.

SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; YEPES, V. (2022). Aplicación del análisis del valor MIVES a la estructura de una vivienda unifamiliar de autopromoción con criterios de sostenibilidad. VIII Congreso de la Asociación Española de Ingeniería Estructural ACHE. Santander, 2022.

En este trabajo se estudia el óptimo diseño de la estructura y cerramiento entre tres alternativas dispares aplicadas a una vivienda unifamiliar adosada, para la toma de decisión de un autopromotor, apoyándose en métodos multicriterio y teniendo en cuenta parámetros de sostenibilidad. Se obtiene así la validación del método para una alternativa “convencional”, “prefabricada” y “tecnológica”, consiguiendo esta última la mejor valoración. Esta información permitiría a cualquier gestor conocer desde el inicio del proyecto los aspectos fundamentales que marcarán el equilibrio medioambiental, económico y social del futuro edificio a lo largo de su ciclo de vida para hacerlo, en definitiva, más sostenible.

YEPES, V.; PELLICER, E.; MARTÍ, J.V.; KRIPKA, J. (2022). Diseño y mantenimiento óptimo robusto y basado en fiabilidad de puentes de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos. VIII Congreso de la Asociación Española de Ingeniería Estructural ACHE. Santander, 2022.

El artículo expone los resultados alcanzados dentro del proyecto de investigación DIMALIFE. Se desarrolla una metodología que incorpora la variabilidad en los procesos de toma de decisiones en el ciclo completo de vida de puentes e infraestructuras viarias, de forma que se contemplen las necesidades e intereses sociales y ambientales con presupuestos restrictivos. La variabilidad inherente a los parámetros, variables y restricciones del problema resulta crítica si se dan por buenas soluciones optimizadas, que pueden encontrarse al borde de la infactibilidad. Se precisa introducir en el análisis la optimización multiobjetivo basada en fiabilidad y conseguir diseños óptimos robustos.

ADN basura en los proyectos de construcción: el Cuadro de Precios Nº 2

Figura 1. Orden Circular 3/2021 de la Dirección General de Carreteras

La evolución humana nos ha dejado algunos rasgos que han perdido la totalidad o la mayor parte de su función original. Son las llamadas estructuras vestigiales. Así, el coxis humano, el apéndice o las muelas del juicio son características humanas que han quedado obsoletas, pero que, en su momento, tuvieron su razón de ser. También tenemos segmentos de ADN que no contienen información, es decir, que no codifican proteínas. Este ADN basura puede oscilar entre el 75 y el 90 %. No presentan una función conocida, pero sí que es cierto que facilitan la evolución.

Pues en la contratación de obras por parte de la Administración Pública española nos encontramos aún con ese tipo de estructuras vestigiales cuando hablamos de proyectos de construcción. Es el famoso y poco útil Cuadro de Precios Nº 2. Lo mismo se podría decir de la obligatoriedad de indicar el precio en letra del Cuadro de Precios Nº 1, que tenía sentido cuando los proyectos se redactaban a mano y con máquina de escribir, por si no se entendiera el número. La actual tipología de cuadros de precios ha sido establecida por la normativa interna del Ministerio de Fomento (principalmente con la antigua Instrucción para la redacción de proyectos) a lo largo de los años. Ha dado lugar a que se considere, dentro del ámbito de la ingeniería civil, como la única manera correcta de interpretación de la ley y el reglamento.

Para aquellos de vosotros que desconozcáis este misterioso cuadro de precios, diremos que en este documento se refleja el importe de la unidad de obra completa como de las partes. Solo se aplican los precios de forma exclusiva en los casos que sea preciso abonar obras incompletas, cuando por rescisión u otra causa no lleguen a terminarse los contratos. Sin embargo, como argumentaremos a continuación, es muy difícil encontrar hoy en día un Cuadro de Precios Nº 2 bien redactado y útil.

El conjunto de circunstancias en que puede ser de aplicación del Cuadro de Precios Nº 2 cabe resumirse en tres: (véase la publicación El Contrato de Obras y el Contrato de Consultoría y Asistencia):

  1. La necesidad de abonar al contratista, como consecuencia de la resolución del contrato, unidades de obra cuya ejecución haya quedado incompleta, en las que no será de aplicación el precio global que figure en el Cuadro de Precios Nº 1.
  2. La necesidad de establecer, durante la ejecución del contrato, modificaciones al proyecto, que impliquen creación de nuevas unidades de obra y, por consiguiente, el establecimiento de nuevos precios. La determinación de estos precios se efectúa intentando un acuerdo entre Propiedad y Constructor y para ello es fundamental que esté fijada, de modo contractual, una cierta descomposición de los precios de cada unidad de obra en una serie de partidas elementales.
  3. La posibilidad de abono al contratista, en concepto de anticipos, por acopio de materiales o instalaciones y maquinaria ubicadas en la obra, en los límites contemplados en la legislación de contratos públicos, o en las cláusulas usuales que figuran en los contratos privados. Es evidente que en estos casos resulta necesario conocer, como base para la determinación de las cantidades a abonar, la parte imputable, a efectos de coste, de las citadas partidas en la unidad o unidades de obra que sean de aplicación.

Resulta realmente complicado encontrar el origen legislativo del Cuadro de Precios Nº 2. Hoy día, se confunde muchas veces con el presupuesto de precios descompuestos. A modo de ejemplo, la Orden Circular 3/2021 de la Dirección General de Carreteras ofrece la Base de Precios de referencia. Pero si buscamos el Cuadro de Precio Nº 2 (Figura 2), podemos comprobar que dividiendo el precio en mano de obra, maquinaria, resto de obra y materiales, es imposible pagar una obra a medias con esta descomposición.

Figura 2. Ejemplo del Cuadro de Precios Nº 2 de la Orden Circular 3/2021 de la Dirección General de Carreteras

Un Cuadro de Precios Nº 2 bien elaborado debería descomponer el precio en categorías como adquisición, transporte y montaje y pruebas. Asimismo, los precios correspondientes deben coincidir con los del Anejo de Justificación de Precios. Tampoco hay que olvidarse de imputar el coeficiente adoptado de costes indirectos a cada una de las citadas partidas, para que el precio resultante coincida con el del Cuadro de Precios Nº 1 y el propio Anejo de Justificación de Precios. Desde luego, no tiene sentido que los costes indirectos figuren como partida independiente del Cuadro de Precios Nº 2. Además, debido a su carácter contractual, no deben figurar los datos de rendimientos, costes horarios, etc., que han servido de base de los precios. Por último, las Partidas Alzadas de Abono Íntegro no admiten descomposición. No se excluyen, sino que se indica que son “sin descomposición“.

Este tema lo saqué un día a colación en redes sociales y obtuve múltiples interpretaciones al respecto. Os voy a comentar algunas de ellas.

Es evidente que, hoy en día, ninguna Administración Pública quiere pagar obras incompletas, pues el mercado ha evolucionado a lo que era 100 años antes. Salvo alguna excepción (dovelas de túneles o viaductos), todo lo demás en una obra incompleta se negocia. Los materiales no suelen desglosarse, los programas habituales de presupuestos no son útiles para esta descomposición. Además, si hay que hacer un precio nuevo, se pueden utilizar los precios básicos que existan el proyecto; y si no existen, se hace un Proyecto Modificado. Sin embargo, estaríamos frente a un precio contradictorio, que es un concepto diferente al del pago de unidades parcialmente ejecutadas.

Por tanto, tal y como está el mercado actual, la obligación del Cuadro de Precios Nº 2 queda en entredicho, pues resulta anacrónica. Se obliga a los proyectistas a incluir este documento en el proyecto, y se hace mal, en gran parte porque los programas actuales de presupuestos no tratan este tema de forma satisfactoria. Es más, en las Escuelas Técnicas seguimos enseñando cómo se hace este documento, pero siempre es conflictivo, pues se copian las malas prácticas presentes en la realidad.

El problema de fondo es que hacer un Cuadro de Precios Nº 2 bien hecho supone un conocimiento en profundidad de los procedimientos constructivos y reflexionar sobre qué ocurriría a la obra si se interrumpiese en cualquier momento. Desde el punto de vista del aprendizaje del futuro ingeniero es enriquecedor, pues sirve para organizar mentalmente al estudiante. En la práctica, no suele dedicarse tiempo a esta tarea. Al final, la propia Administración Pública claudica y publica normas como la citada Orden Circular 3/2021 de la Dirección General de Carreteras.

Por otra parte, también encontramos contradicciones en la propia Administración Pública. Así comprobamos que en la “Nota de Servicio 1/2019 sobre instrucciones para la redacción de los proyectos supervisados por la Subdirección General de Conservación“, de la Dirección General de Carreteras, se dice que el Cuadro de Precios Nº 2 se limitará a reproducir lo siguiente: “En caso de resolución del contrato únicamente se abonarán las unidades total y correctamente ejecutadas, por lo que a efectos de este Cuadro de Precios Nº 2 todos los precios se consideran SIN DESCOMPOSICIÓN“.

En la Modificación de la Orden Circular nº7/01, instrucciones sobre los aspectos a examinar por las oficinas de supervisión de proyectos en la Dirección General de Carreteras, se dice textualmente lo siguiente (santifica lo incorrecto):

“…se ha comprobado que las exigencias de dicha resolución de 3 de julio de 1985, no añaden calidad al proyecto y sí, en cambio, dificultades añadidas durante su redacción. Con todo ello, esta Dirección General resuelve eliminar el párrafo tercero del apartado 6. Presupuesto, sustituyéndolo por el siguiente:

En el Cuadro de Precios Nº 2 los precios de las unidades de obra vendrán descompuestos en al menos los siguientes conceptos:

      • Materiales
      • Mano de obra
      • Maquinaria
      • Varios si los hubiere
      • Costes indirectos.

En aquellas unidades de obra que contengan elementos prefabricados, se indicará, al menos, los precios de estos elementos a pie de obra, así como de sus elementos auxiliares si los hubiese (juntas, apoyos, anclajes, etc.) y su colocación.

Solo en aquellos precios en los que por su singularidad no pudieran ser descompuestos de la forma antes indicada, podrán definirse como “sin descomposición“.

¿Cuál sería la solución? O se elimina la obligatoriedad en la legislación correspondiente, o se obliga a su cumplimiento. También se puede actualizar o modificar la normativa para adaptarse al mercado actual de la construcción. Igual bastaría un buen cuadro de precios descompuestos de todas las unidades.

Como curiosidad, os dejo la Real Orden de 30 de marzo de 1903, por la que se aprueban modificaciones del formulario y de la instrucción para redactor los proyectos de carreteras, donde aparece explícitamente el Cuadro de Precio Nº 2. Por favor, si alguien sabe de una norma anterior a esta donde se nombre expresamente a este cuadro de precios, se agradecería que lo comunicase para incorporarlo a este artículo. Si queréis un listado de la normativa aplicable actualizada sobre proyectos, podéis acudir a la página siguiente: http://carreteros.org/normativa/proyectos/proyectos.htm

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Diseño óptimo de depósitos de agua elevados de hormigón armado bajo cargas sísmicas

Acaban de publicarnos un artículo en Applied Sciences, revista indexada en el JCR. Se trata de la optimización heurística de un depósito elevado de agua de hormigón armado bajo acciones sísmicas.  El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

Este artículo trata del diseño sísmico de las columnas de 35 depósitos elevados de almacenamiento de agua de hormigón armado. Los depósitos constan de un tronco cónico superior, una columna de sección cuadrada hueca variable y una cimentación superficial sobre una capa de arena. Las cinco alturas de columna consideradas son 20, 25, 30, 35 y 40 m. Los cinco depósitos se someten a siete grados de carga sísmica caracterizados por la aceleración pico del suelo de referencia en el Eurocódigo 8. Los depósitos elevados se diseñan según las prescripciones completas del Eurocódigo 2, el Eurocódigo 8 y el Código Estructural español. Esto incluye las cargas variables por sismicidad, viento, nieve, etc., junto con la acción del peso propio y las cargas muertas. El método de diseño de optimización considerado es una variante del algoritmo del solterón, un método de aceptación de umbral adaptativo con un movimiento de vecindad basado en el operador de mutación de los algoritmos genéticos. Los resultados de las columnas muestran la alta no linealidad del problema, pues las fuerzas sísmicas horizontales dependen de la rigidez y la altura de las columnas. Las principales características de los depósitos optimizados dan una orientación para el diseño práctico de este tipo de depósitos de agua elevados de hormigón armado.

El artículo se puede descargar, pues está en abierto, en la siguiente dirección: https://www.mdpi.com/2076-3417/12/11/5635

Abstract:

This paper deals with the seismic column design of 35 elevated RC water storage tanks. Tanks comprise a top conic trunk reservoir, a column with variable hollow square cross-sections, and a shallow foundation on a sand layer. The five-column heights considered are 20, 25, 30, 35, and 40 m. The five tanks are subjected to seven degrees of seismic loading characterized by the reference peak ground acceleration in Eurocode 8. The elevated tanks are designed against the full prescriptions of Eurocode 2, Eurocode 8, and the Spaniard Structural Code of Practice. This includes variable loads for seismicity, wind, snow, etc., together with the action of self-weight and dead loads. The optimization design method considered is a variant of the old bachelor algorithm, an adaptive threshold acceptance method with a neighborhood move based on the mutation operator from genetic algorithms. Column results show the high nonlinearity of the problem since the horizontal seismic forces depend on the rigidity and height of the columns. The main features of the optimized tanks give guidance for the practical design of this kind of elevated RC water tank.

Keywords:

Concrete structures; economic optimization; elevated water tanks; old bachelor algorithm; seismic loading; structural design

Reference:

MARTÍNEZ-MARTÍN, F.J.; YEPES, V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; HOSPITALER, A.; ALCALÁ, J. (2022). Optimization design of RC elevated water tanks under seismic loads. Applied Sciences, 12(11):5635. DOI:10.3390/app12115635

Os paso a continuación el artículo para que podáis consultarlo.

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