Encofrados especiales

Figura 1. Encofrado a medida en tres dimensiones. https://www.peri.es/productos/encofrados/soluciones-para-obra-civil/encofrado-especial/freeform-formwork.html

En este apartado se incluyen aquellos encofrados no incluidos en los habituales encofrados verticales y horizontales. Algunas características de estos encofrados especiales serían las siguientes:

  • Geometrías complejas: Se trata de formas que no pueden lograrse mediante encofrados estándar o tradicionales. Suelen ser construcciones con diversas curvaturas, que requieren modelos tridimensionales (Figura 1).
  • Altas presiones o cargas: Requieren encofrados con un mayor refuerzo.
  • Acabados singulares: Son encofrados que buscan una terminación de una calidad especial (Figura 2).
  • Condiciones especiales de obra: En el caso de que la obra no permita usar encofrados convencionales. En estos casos se diseñan encofrados a medida o se instalan estructuras auxiliares o de apoyo, siendo comunes en obras marítimas (Figura 3).
Figura 2. Museum of Tomorrow. https://www.peri.es/proyectos/cultural-buildings/museum-of-tomorrow.html

Para aumentar la rentabilidad y la reutilización de los elementos, los encofrados especiales aprovechan al máximo las piezas normalizadas de las estructuras auxiliares existentes en el mercado. La madera es el material que más se adapta a cualquier tipología, siendo reforzada con correas metálicas. Otras veces los encofrados son de acero o incluso de aluminio, lo que permiten unas 1000 puestas. Es habitual el uso en proyectos con unidades repetitivas, como es el caso de las viviendas sociales en países en desarrollo.

En otros artículos anteriores se pueden ver algunos de estos encofrados especiales, como puede ser el sistema de muros portantes o encofrado túnel, el encofrado hinchable, los carros de encofrado para túneles o para puentes.

Figura 3. Contradique de obras de abrigo de Valencia. https://rubricaingenieria.com/es/rubrica-proyecto/contradique-obras-de-abrigo-valencia/

Referencias:

AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441. Valencia, 50 pp.

Cursos:

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

 

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Sistemas de encofrados horizontales

Figura 1. Encofrado de losa. https://www.ulmaconstruction.es/es-es/encofrados/encofrados-losas/encofrado-losa-recuperable-rapid

El encofrado horizontal se configura como una estructura provisional auxiliar compuesta por elementos prefabricados metálicos y madera. Estos componentes se ensamblan para sostener y dar forma al hormigón fresco hasta que adquiera la resistencia adecuada. Se utiliza para la ejecución de estructuras horizontales, tales como forjados, vigas o losas. En otros artículos de este mismo blog ya se describieron los encofrados para los forjados reticulares y las mesas encofrantes o sistemas premontados.

Es importante comprobar la disposición correcta del armado del forjado o de la losa, así como la propia preparación del encofrado, el vertido del hormigón, el control de la temperatura y la humedad relativa, así como el empleo de desencofrantes, entre otros factores.

Figura 2. Encofrado horizontal con vigas metálicas. https://www.ulmaconstruction.com/es/encofrados/encofrados-losas/encofrado-vigas-metalicas-btm

Según la forma de ejecución, los forjados se clasifican en los siguientes tipos:

  • Forjados in situ: Empleados en la construcción de losas y forjados bidireccionales, ya sean macizos o aligerados. Requieren la instalación de un encofrado y un apuntalado o cimbrado integral. Además, el aligeramiento, como en el caso de los casetones, puede ser recuperable o perdido.
  • Forjados parcialmente prefabricados: Utilizados en los forjados unidireccionales mediante viguetas o semiviguetas. Este sistema implica la necesidad de un encofrado y apuntalamiento completos de la superficie. Aquí se incluye el forjado con chapa colaborante como encofrado perdido (chapa grecada), donde solo se requiere el apuntalamiento o cimbrado (Figura 3).
  • Forjados completamente prefabricados: Construidos con prelosas nervadas o aligeradas, generalmente unidireccionales. Solo es necesario el encofrado y el apuntalamiento o cimbrado en algunas zonas específicas (Figura 4).
Figura 3. Chapa colaborante. https://mundopanelpalma.com/productos/mg-60-220-encofrado-perdido-y-colaborante/

 

Figura 4. Tareas de aproximación y fijación de la losa alveolar por parte del operario con sistema de protección anticaídas. https://equiposdetrabajoenaltura.lineaprevencion.com/equipos-de-trabajo/encofrados/descripcion-general-y-aplicaciones-2/encofrados-horizontales

El encofrado horizontal lo integra la superficie encofrante, la estructura resistente y los elementos sustentantes que transfieren las cargas al suelo. Se pueden distinguir, entre otros, los siguientes elementos:

  • Las correas reticulares, longitudinales o sopandas soportan el peso del forjado y la carga de trabajo, distribuyéndola a los puntales. Sus extremos presentan enganches que facilitan su ensamblaje. En la parte inferior del perfil, se disponen pivotes para ubicar los puntales y repartir las cargas.
  • El portacorreas reticular, transversal o portasopanda posiciona las correas a distancias predefinidas y permite nivelarlas. Al igual que las correas, los portacorreas pueden ser perfiles de acero laminado o vigas de madera.
  • El cabezal recuperable o basculante se localiza sobre la correa longitudinal y sirve para la recuperación parcial del encofrado. Incluye un pasador que facilita su montaje y desmontaje al retirar los tableros de apoyo. Cuenta con un seguro o soporte de seguridad para prevenir desmontajes involuntarios.
  • El cabezal de carga, con forma de horquilla o en U, actúa como elemento de sustentación.
  • El cabezal de caída posibilita la retirada del encofrado recuperable, mediante un giro de cuña, sin dejar caer los elementos al suelo.
  • Los tableros, comúnmente de madera, se emplean para cubrir el área donde se vierte el hormigón. Sus dimensiones y geometría varían según las características del forjado o losa. Existen distintos tipos de tableros que permiten acabados y texturas específicas, incluyendo versiones reforzadas que mejoran la resistencia y reducen la deformación bajo las cargas.
  • El puntal, esencial para el apeo del forjado o losa de hormigón, suelen ser telescópicos de acero. Consisten en dos tubos que pueden desplazarse uno dentro del otro, y se eligen en función de su protección contra la corrosión, de su resistencia y su longitud de extensión máxima.

Adjunto unos vídeos que os pueden servir para tener una mayor idea de este tipo de encofrado.

Os dejo un catálogo de ULMA sobre un encofrado horizontal, que espero os sea de utilidad.

Descargar (PDF, 11.05MB)

También os dejo una ficha donde podrás conocer los aspectos más importantes en la utilización, montaje y mantenimiento de los encofrados horizontales.

Descargar (PDF, 818KB)

Referencias:

AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441. Valencia, 50 pp.

Cursos:

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

 

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Marco normativo en seguridad y salud de encofrados y cimbras

Figura 1. Imagen: V. Yepes

En lo que respecta a la seguridad y salud en el uso de encofrados y cimbras, existen un conjunto de normativas, recomendaciones y buenas prácticas que incluyen normativas básicas, leyes y reglamentos de cumplimiento obligado. Además, se encuentran las normativas técnicas UNE, las cuales consisten en especificaciones técnicas no vinculantes, a menos que se indique lo contrario. Por último, se incluyen las Notas Técnicas de Prevención (NTP), que se presentan como guías de buenas prácticas y se consideran recomendaciones no obligatorias, a menos que se establezca lo contrario. Veamos estas normas a fecha de hoy (AFECI, 2021); no obstante, si se detecta que alguna está obsoleta o que existen nuevas normativas, se agradecería se comunicara para actualizar el listado:

Normativas básicas, leyes y reglamentos de obligado cumplimiento:

  • Constitución Española: en su artículo 40.2, encomienda a los poderes públicos velar por la seguridad e higiene en el trabajo.
  • Transposición de la Directiva Europea 89/391/CEE.
  • Ley 31/1995, de 8 de noviembre, de prevención de riesgos laborales.
  • Ley 54/2003, de 12 de diciembre, de reforma del marco normativo de la prevención de riesgos laborales.
  • Directiva 92/57/CEE del Consejo, de 24 de junio, relativa a las disposiciones mínimas de seguridad y de salud que deben aplicarse en las obras de construcción temporales o móviles.
  • Real Decreto 1627/1997, de 24 de octubre, por el que se establecen disposiciones mínimas de seguridad y de salud en las obras de construcción.
  • Real Decreto 2177/2004, de 12 de noviembre, por el que se modifica el Real Decreto 1215/1997, de 18 de julio, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo, en materia de trabajos temporales en altura.
  • Real Decreto 171/2004, de 30 de enero, por el que se desarrolla el artículo 24 de la Ley 31/1995, de 8 de noviembre, de prevención de riesgos laborales, en materia de coordinación de actividades empresariales.
  • Real Decreto 1801/2003, de 26 de diciembre, de seguridad general de los productos.
  • Real Decreto 604/2006, de 19 de mayo, por el que se modifican el R.D. 39/1997, de 17 de enero, por el que se aprueba el reglamento de los servicios de prevención, y el R.D. 1627/97, de 24 de octubre, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras de construcción.
  • Orden Circular 3/2006 sobre medidas a adoptar en materia de seguridad en el uso de instalaciones y medios auxiliares de obra.

Normativas técnicas UNE

  • UNE 180201:2022 Encofrados. Diseño general, requisitos de comportamiento y verificaciones.
  • UNE-EN 795:2012 Protección contra caídas de altura: Dispositivos de anclaje. Requisitos y ensayos.
  • UNE-EN 341:2011 Equipos de protección individual contra caídas en altura: Dispositivos de rescate.
  • UNE-EN 353-1:2014 Equipos de protección individual contra caídas de altura. Dispositivos anticaídas deslizantes sobre línea de anclaje. Parte 1: Dispositivos anticaídas deslizantes sobre línea de anclaje rígida.
  • UNE-EN 353-2:2002 Equipos de protección individual contra caídas en altura Parte 1: Dispositivos anticaídas deslizantes sobre línea de anclaje flexible.
  • UNE-EN 354:2011 Equipos de protección individual contra caídas. Equipos de amarre.
  • UNE-EN 355:2002 Equipos de protección individual contra caídas en altura: Absorbedores de energía.
  • UNE-EN 360, 361, 362 y 363 Equipos de protección individual contra caídas de altura (dispositivos retráctiles, arneses, conectores y sistemas contra caídas, respectivamente).
  • UNE-EN 795:2012 Equipos de protección individual contra caídas. Dispositivos de anclaje.
  • UNE-EN 813:2009 Equipos de protección individual contra caídas. Arneses de asiento.
  • UNE-EN 1263-1:2014 Equipamiento para trabajos temporales de obra. Redes de seguridad. Parte 1: Requisitos de seguridad y métodos de ensayo.
  • UNE-EN 1263-2:2016 Equipamiento para trabajos temporales de obra. Redes de seguridad. Parte 2: Requisitos de seguridad para los límites de instalación.
  • UNE-EN 358:2018 Equipo de protección individual para sujeción en posición de trabajo y prevención de caídas de altura. Cinturones y equipos de amarre para posicionamiento de trabajo o de retención.
  • UNE-EN 360:2002 Equipos de protección individual contra caídas de altura. Dispositivos anticaídas retráctiles.
  • UNE-EN 13374-2013 Sistemas provisionales de protección de borde. Especificaciones del producto. Métodos de ensayo.
  • UNE-EN ISO 14122-4:2017 Seguridad de las máquinas. Medios de acceso permanentes a máquinas. Parte 4: Escalas fijas.
  • UNE-CEN/TR 15563 IN Equipamiento para trabajos temporales de obras. Recomendaciones de seguridad y salud.
  • UNE-EN 1263-1:2014 Equipamiento para trabajos temporales de obra. Redes de seguridad. Parte 1: Requisitos de seguridad y métodos de ensayo.
  • UNE-EN 1263-2:2016 Equipamiento para trabajos temporales de obra. Redes de seguridad. Parte 2: Requisitos de seguridad para los límites de instalación.
  • UNE-EN 13414-1:2004+A2:2008 Eslingas de cables de acero. Seguridad. Parte 1: Eslingas para aplicaciones generales de elevación.

Notas técnicas de prevención NTP:

  • NTP 239: Escaleras manuales — Año 1989.
  • NTP 408: Escaleras fijas de servicio – Año 1996.
  • NTP 719: Encofrado horizontal. Puntales telescópicos de acero – Año 2006.
  • NTP 803: Encofrado horizontal. Protecciones colectivas (I) – Año 2008.
  • NTP 804: Encofrado horizontal. Protecciones colectivas (II) – Año 2008.
  • NTP 816: Encofrado horizontal. Protecciones individuales contra caídas de altura – Año 2008.
  • NTP 834: Encofrado vertical. Muro a dos caras, pilares, muros a una cara (I) – Año 2009.
  • NTP 835: Encofrado vertical. Muro a dos caras, pilares, muros a una cara (II) – Año 2009.
  • NTP 836: Encofrado vertical. Sistemas trepantes (I) – Año 2009.
  • NTP 837: Encofrado vertical. Sistemas trepantes (II) – Año 2009.

Referencias:

AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441. Valencia, 50 pp.

Cursos:

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

 

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Tolerancias exigibles en los encofrados

Figura 1. Encofrado vertical para muro. Imagen: V. Yepes

La correcta utilización del encofrado es fundamental para garantizar tolerancias aceptables en las estructuras de hormigón. Según el Anejo 14 del Código Estructural, el sistema de tolerancias que adopte el autor del proyecto debe quedar claramente establecido en el pliego de prescripciones técnicas particulares, bien por referencia a este anejo, bien completado o modificado según se estime oportuno. En dicho anejo se recogen las tolerancias dimensionales a las que deben ajustarse los elementos de hormigón.

Es esencial destacar que tanto el encofrado como las cimbras requieren un mantenimiento específico y criterios para evaluar cuándo debe repararse, limpiarse o retirarse.

Para asegurar una ejecución adecuada, es necesario considerar el deterioro que el tiempo y el uso pueden provocar en las estructuras de los encofrados. La norma UNE 180201 proporciona tablas con valores admisibles para estas tolerancias y niveles de calidad.

Además, esta norma establece tres tipos fundamentales de acabado:

  • Clase E1 (Convencional): Se refiere al hormigón que no necesita una calidad estética, ya sea porque no es necesario o porque se le aplicará un tratamiento posterior.
  • Clase E2 (Para hormigón visto): Hace referencia al hormigón que requiere cierta estética y generalmente no lleva ningún recubrimiento o este es mínimo.
  • Clase E3 (Con control estricto de las deformaciones del encofrado): Se utiliza en estructuras singulares donde se exige un acabado superior, como en el caso de acabados con hormigón blanco.

Estas clases E1, E2 y E3 se corresponden con los grupos 5, 6 y 7, respectivamente, de la Norma DIN 18202.

La calidad de la superficie encofrante, es decir, el material que entra en contacto con el hormigón fresco, desempeña un papel crucial en este proceso. A continuación se describen los criterios de comprobación empleados en la evaluación del acabado del hormigón.

Al examinar la superficie encofrante, es esencial considerar los siguientes aspectos:

  • Defectos en la geometría superficial: Se deben tener en cuenta valores específicos en función de las calidades obtenidas, medidos con una regla de 3 metros para evaluar la desviación en el punto medio.
  • Presencia de huecos o protuberancias en la superficie: La determinación de la aceptabilidad del material para su reutilización o la necesidad de reparación dependerá de los valores obtenidos mediante mediciones.
  • Condiciones de homogeneidad en la textura superficial: Se realiza un análisis exhaustivo de la superficie encofrante para verificar su compatibilidad con la clase de encofrado. En este punto, se examinan agujeros permitidos, distintos de los presentes en el sistema, considerando su tamaño. Además, se evalúan cortes, arañazos, muescas, fisuras, entre otros, aplicando sus respectivos criterios de aceptación. En el reverso y considerando el marco resistente, no se aceptan en ningún caso acumulaciones de hormigón en esquinas, bastidores y orificios destinados a elementos sustentables.

En el caso de superficies encofrantes de acero o aluminio, se requiere evaluar las abolladuras y determinar su profundidad máxima aceptable, a pesar de que este factor no esté contemplado en la norma UNE 180201. Es fundamental aplicar estos criterios de manera rigurosa para garantizar la calidad y conformidad del acabado del hormigón.

Criterios de comprobación Calidad convencional Calidad de hormigón visto Calidad especial
Defectos en la geometría superficial Desviación admisible medida con regla de 3 m ≤ 13 mm ≤ 5 mm ≤ 3 mm
Huecos o protuberancias en algún punto de la superficie Profundidad o altura admisible del hueco o la protuberancia ≤ 8 mm ≤ 5 mm ≤ 2 mm
Condiciones de homogeneidad en la textura superficial Limpieza de superficie Se admiten restos de hormigón y lechada Sin presencia de restos de hormigón, se admite lechada Ningún resto de hormigón y/o lechada
Condiciones de homogeneidad en la textura superficial Agujeros admisibles distintos de los propios del sistema ≤ 8 mm ≤ 4 mm 0 mm
Condiciones de homogeneidad en la textura superficial (*) Cortes, arañazos, muescas y fisuras con profundidad (**) y apertura admisible ≤ 8 mm ≤ 5 mm ≤ 2 mm
Abolladuras con profundidad (**) admisible en superficies metálicas en encofrados verticales u horizontales ≤ 20 mm ≤ 5 mm

(*) Aplicable únicamente a superficies fenólicas en encofrados verticales u horizontales.

(**) A menos que influyan en la resistencia, rigidez o funcionalidad, según lo indicado en el manual de instrucciones del fabricante, el cual se seguirá para determinar las dimensiones permitidas en cuanto a apertura y profundidad.

Referencias:

AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441. Valencia, 50 pp.

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Construcción “in situ” de tableros por vanos sucesivos

Figura 1. Cimbra porticada – ULMA Construction

Los puentes de tablero continuo con longitudes superiores a 150 m se construyen en fases sucesivas, vano a vano, utilizando el pretensado para unirlos. Esto permite ahorrar en cimbra y reduce las pérdidas de pretensado respecto al cimbrado en una sola etapa. Por lo general, las juntas de cada tramo de vano se ubican a una distancia de 0,20 veces la longitud del vano desde la pila, y no directamente sobre la misma pila. Este proceso es evolutivo y requiere cálculos específicos para cada fase de construcción. La continuidad del pretensado se logra mediante el uso de acopladores o cruces de cables en la cara frontal de cada fase. Se distinguen tres métodos constructivos según los equipos auxiliares utilizados: cimbras desmontables, cimbras trasladables y cimbras autoportantes o autolanzables.

Cimbras desmontables

Las cimbras desmontables se recomiendan cuando existen múltiples vanos de igual luz, resulta difícil el apoyo sobre el terreno o con un tablero de canto constante. Estas cimbras presentan pocos apoyos, con vigas y pilares metálicos modulares reutilizables. Con este sistema se construyeron los viaductos del Guadalmellato para el AVE en el tramo de Alcolea-Adamuz (Córdoba) y el de Garraf en la autopista Castelldefels-Sitges (Barcelona).

Figura 2. Proceso constructivo por vanos sucesivos mediante cimbras desmontables

A continuación os dejo un vídeo sobre este proceso constructivo.

Cimbra móvil sobre ruedas o trasladable paso a paso

Un puente con más de tres vanos de sección constante, de altura reducida, situado sobre un terreno plano y con suficiente capacidad portante, puede construirse con una cimbra móvil. Se trata de una mejora lógica de las cimbras desmontables, donde se hormigona un tramo de una vez hasta la sección de momento nulo del tramo siguiente. Una vez se pretensa el tramo terminado, el encofrado desciende con su cimbra y se traslada hasta el tramo siguiente.

Suele ser una cimbra tubular desplazable sobre carretones. Durante el hormigonado se descargan las ruedas y se apoya la cimbra mediante husillos, cuñas o gatos, que son los elementos que facilitarán el descimbrado. Si el terreno presenta poca capacidad portante, la cimbra se traslada sobre unos carriles que descansan sobre las pilas del puente o sobre una cimentación provisional. Asimismo, se sujeta el extremo de la cimbra al tablero ya ejecutado para evitar movimientos diferenciales en la junta de hormigonado. Las torres de la cimbra se sitúan fuera de las pilas para facilitar el paso de vano a vano. Asimismo, el fondo del encofrado, sus correas y cerchas pueden abrirse para sortear las pilas.

Figura 3. Proceso constructivo por vanos sucesivos mediante cimbra desplazable

Referencias:

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441.

SEOPAN (2015). Manual de cimbras autolanzables. Tornapunta Ediciones, Madrid, 359 pp.

PEURIFOY, R.L. (1967). Encofrados para estructuras de hormigón. McGraw-Hill y Ediciones Castillo, Madrid, 344 pp.

RICOUARD, M.J. (1980). Encofrados. Cálculo y aplicaciones en edificación y obras civiles. Editores Técnicos Asociados, S.A. Barcelona, 312 pp.

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376.

Cursos:

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Curso en línea de “Estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras”

La Universitat Politècnica de València, en colaboración con la empresa Ingeoexpert, ha elaborado un Curso online sobre “Estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras”.

El curso, totalmente en línea, se desarrollará en 6 semanas, con un contenido de 75 horas de dedicación del estudiante. Hay plazas limitadas.

Toda la información la puedes encontrar en esta página: https://ingeoexpert.com/cursos/curso-de-estructuras-auxiliares-en-la-construccion-andamios-apeos-entibaciones-encofrados-y-cimbras/

 

 

Acerca de este curso

Este curso aborda de manera amplia las estructuras auxiliares utilizadas en la construcción, abarcando tanto el ámbito de la edificación como el de las obras de ingeniería civil. No se requieren conocimientos previos específicos para participar, ya que está diseñado para beneficiar a un amplio espectro de profesionales, tanto con experiencia como sin ella, así como a estudiantes de diversas disciplinas relacionadas con la construcción, ya sea a nivel universitario o de formación profesional. Además, el proceso de aprendizaje ha sido estructurado de manera gradual, permitiendo a los estudiantes adentrarse en aquellos aspectos que despierten su interés mediante material complementario y enlaces a recursos en línea, como videos y catálogos.

En este curso, adquirirás conocimientos fundamentales sobre andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras. El enfoque principal de este programa se centra en comprender los principios básicos que rigen las estructuras auxiliares esenciales para la construcción de edificios e infraestructuras, especialmente aquellas destinadas a la contención temporal del terreno y a la ejecución de estructuras de hormigón. Este curso abarca un amplio espectro, profundizando en los fundamentos de la ingeniería de la construcción. Se destaca la importancia de cultivar el pensamiento crítico del estudiante, particularmente en relación con la selección de métodos y técnicas empleadas en el diseño y uso de medios auxiliares en casos concretos. El curso trata llenar el hueco que deja la bibliografía habitual, donde no se profundiza en los procedimientos constructivos y el empleo de estas estructuras auxiliares, especialmente desde el punto de vista de su diseño, uso y seguridad. 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 50 lecciones, que constituyen cada una de ellas una secuencia de aprendizaje completa. Además, se entregan un amplio conjunto 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.

Lo que aprenderás

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

  1. Comprender la utilidad y las limitaciones de los medios auxiliares empleados para la construcción
  2. Evaluar y seleccionar las estructuras temporales atendiendo a criterios económicos y técnicos
  3. Conocer las buenas prácticas y los aspectos de seguridad implicados en el uso de las estructuras temporales
  4. Comprobar los aspectos básicos de las acciones que intervienen en el diseño de las estructuras temporales

Programa del curso

  • Lección 1. Estructuras auxiliares y desmontables: concepto y clasificaciones
  • Lección 2. Apeos y apuntalamientos
  • Lección 3. Apeo de fachadas para el vaciado de edificios: estabilizadores de fachada
  • Lección 4. El apeo de urgencia
  • Lección 5. Entibaciones de madera
  • Lección 6. Entibación de zanjas mediante paneles
  • Lección 7. Problemas resueltos de entibaciones
  • Lección 8. Andamio de trabajo en obras de construcción
  • Lección 9. Andamio de borriquetas
  • Lección 10. Torres de trabajo móviles
  • Lección 11. Plataformas de trabajo desplazables sobre mástil: andamio de cremallera
  • Lección 12. Plataformas de trabajo suspendidas de nivel variables
  • Lección 13. Andamios de marcos prefabricados: andamios de fachada europeos
  • Lección 14. Andamios multidireccionales o de volumen
  • Lección 15. Criterios generales para la ejecución de estructuras de hormigón
  • Lección 16. Introducción a los encofrados y moldes
  • Lección 17. Clasificación de los sistemas de encofrado
  • Lección 18. Requisitos sobre encofrados y moldes
  • Lección 19. Reducción de costes en la construcción de encofrados
  • Lección 20. Moldes para hormigón prefabricado
  • Lección 21. Encofrado prefabricado para pilares
  • Lección 22. Encofrados para forjados reticulares
  • Lección 23. Construcción mediante encofrados túnel
  • Lección 24. Mesas encofrantes o sistemas premontados
  • Lección 25. Encofrados de contrachapado fenólico
  • Lección 26. Productos desencofrantes de desmoldeo
  • Lección 27. Cimbras y encofrados hinchables
  • Lección 28. Encofrados deslizantes
  • Lección 29. Encofrado trepante
  • Lección 30. Carros de encofrado para túnel
  • Lección 31. Carros de encofrado para la construcción de puentes por avance en voladizo
  • Lección 32. Medidas de seguridad durante el desencofrado
  • Lección 33. Coeficientes de seguridad de los materiales de un encofrado
  • Lección 34. Empuje del hormigón fresco sobre un encofrado
  • Lección 35. Problemas resueltos de encofrados
  • Lección 36. El proyecto de una cimbra
  • Lección 37. Parámetros de diseño y seguridad en las cimbras
  • Lección 38. Clases de diseño de cimbras según la norma UNE-EN 12812
  • Lección 39. El anejo y la guía de operación de una cimbra
  • Lección 40. Construcción in situ de tableros con cimbra completa apoyada
  • Lección 41. Construcción in situ de tableros por vanos sucesivos
  • Lección 42. Cimbras autolanzables
  • Lección 43. Clasificación de cimbras autolanzables
  • Lección 44. Lanzadores de vigas
  • Lección 45. Construcción con cimbra y autocimbra de puentes arco
  • Lección 46. Requisitos de los cimientos de una cimbra
  • Lección 47. Cimbrado, recimbrado, clareado y descimbrado de plantas consecutivas
  • Lección 48. Resistencia del hormigón para el descimbrado
  • Lección 49. Precauciones específicas en seguridad relativas al montaje y desmontaje de cimbras
  • Lección 50. Problemas resueltos de cimbras
  • Supuesto práctico 1.
  • Supuesto práctico 2.
  • Supuesto práctico 3.
  • Batería de preguntas final

Conozca a los profesores

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 160 artículos en revistas indexadas en el JCR. Autor de 10 libros, 22 apuntes docentes y más de 350 comunicaciones a congresos. Ha dirigido 16 tesis doctorales, con 10 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. Ha recibido el Premio a la Excelencia Docente por parte del Consejo Social, así como el Premio a la Trayectoria Excelente en Investigación y el Premio al Impacto Excelente en Investigación, ambos otorgados por la Universitat Politècnica de València.

Lorena Yepes Bellver

Ingeniera civil, máster en ingeniería de caminos, canales y puertos y máster en ingeniería del hormigón. Universitat Politècnica de València.

Profesora Asociada en el Departamento de Mecánica de los Medios Continuos y Teoría de las Estructuras de la Universitat Politècnica de València. Es ingeniera civil, máster en ingeniería de caminos, canales y puertos y máster en ingeniería del hormigón. Ha trabajado en los últimos años en empresas constructoras y consultoras de ámbito internacional. Aparte de su dedicación docente e investigadora, actualmente se dedica a la consultoría en materia de ingeniería y formación.

Referencias:

YEPES, V. (2022). Gestión de costes y producción de maquinaria de construcción. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 243 pp. Ref. 442. ISBN: 978-84-1396-046-3

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

 

Avances científicos en relación con los edificios prefabricados de hormigón sismorresistentes

Acaban de publicarnos un artículo en Structures, revista indexada en el JCR. El trabajo lleva a cabo un análisis exhaustivo de 127 artículos para identificar las tendencias predominantes y las brechas actuales en la investigación sobre edificios prefabricados de hormigón (PCB) resistentes a los terremotos. Estos edificios ofrecen ventajas como la rapidez de construcción, la mejora de la durabilidad y la reducción de la mano de obra, pero es necesario estudiar las conexiones entre los elementos prefabricados para garantizar su resistencia sísmica.

El estudio se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

Entre otras, se pueden destacar las siguientes contribuciones del trabajo:

  • Reveló la correlación entre los PCB y temas como las conexiones secas, la disipación de energía, el diseño óptimo y el colapso progresivo, lo que puso de relieve la naturaleza diversa de las investigaciones actuales en este campo.
  • Identificaron los sistemas de marcos y pantallas de rigidización como las categorías predominantes en la investigación de los PCB, siendo el enfoque tradicional de construcción moldeada in situ la referencia para determinar su rendimiento sísmico.
  • Destacó la necesidad de explorar con mayor detalle sistemas estructurales innovadores y resilientes y de adoptar metodologías de vanguardia para integrar la seguridad sísmica y la sostenibilidad de los PCB.
  • Proporcionó una hoja de ruta para futuros proyectos de investigación e informó sobre los últimos avances y tendencias en la investigación de PCB con seguridad sísmica.

La editorial permite la descarga gratuita del artículo en la siguiente dirección: https://authors.elsevier.com/sd/article/S2352-0124(23)01686-7

Abstract:

Precast concrete buildings (PCB) offer several advantages, including swift construction, exceptional quality, enhanced durability, decreased formwork requirements, and reduced labour. However, it is crucial to effectively study the connections between the various prefabricated elements that make up the structure, particularly in the face of dynamic loads and seismic actions. Extensive research has been conducted to develop seismic-resistant PCB, underscoring the necessity of exploring research approaches, identifying trends, addressing gaps, and outlining future research directions. A thorough analysis was carried out on a literature set comprising 127 articles published between 2012 and May 2023, using a three-step research process that included bibliometric search, quantitative analysis, and qualitative analysis. The primary objective was to identify prevailing research trends and pinpoint current gaps that would contribute to the advancement of future research. The scientific mapping of authors’ keywords revealed the correlation between PCB and topics such as dry connections, energy dissipation, optimal design, and progressive collapse, highlighting the diverse nature of current research in the field. Furthermore, the qualitative literature analysis demonstrated that frame and shear wall systems emerged as the predominant categories. This dominance can be attributed to the seismic performance reference being the traditional cast-in-place building approach. Nonetheless, this study brings attention to several notable research gaps. These gaps include exploring innovative, resilient structural systems in greater detail and adopting state-of-the-art methodologies that facilitate decision-making processes in integrating PCB seismic safety and sustainability. This study provides a roadmap for future research projects and reports on the latest developments and trends in seismically safe PCB research.

Keywords:

Precast concrete; Prefabricated building; Connections; Seismic design; Construction industry; Modern methods of construction; State of the art

Reference:

GUAYGUA, B.; SÁNCHEZ-GARRIDO, A.; YEPES, V. (2023). A systematic review of seismic-resistant precast concrete buildings. Structures, 58; 105598. DOI:10.1016/j.istruc.2023.105598

 

Optimización estructural asistida por metamodelos: Aplicaciones

Figura 1. Conceptos relacionados con el uso de metamodelos, (a) relación entre precisión y coste computacional para diferentes enfoques de la modelación (adaptado de Roman et al. (2020)) y (b) descripción genérica de un metamodelo como una función de caja negra (adaptado de Texeira et al. (2020)).

Dentro del XIII Coloquio de Análisis, Diseño y Monitoreo Estructural de la IV Convención Científica Internacional UCLV 2023, se presentó una ponencia sobre las aplicaciones de la optimización estructural asistida por metamodelos. Os paso a continuación la ponencia, por si os resulta de interés.

Resumen:

Debido al creciente interés por mejorar la sostenibilidad del sector de las construcciones, la optimización del diseño estructural ha venido cobrando auge en los últimos tiempos. Una de las desventajas de estos procedimientos es el enorme consumo computaciones que requieren. Sin embargo, la optimización asistida por metamodelos (MASDO por sus siglas en inglés) es una variante muy útil, ya que permite acortar considerablemente los tiempos de cómputo manteniendo la precisión en los resultados de la optimización. En este trabajo se exponen las estrategias de MASDO más utilizadas en el ámbito de la ingeniería estructural, así como algunas aplicaciones prácticas.

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Revisión de estado del conocimiento en infraestructuras hídricas usando técnicas de aprendizaje automático

Acabamos de recibir la noticia de la publicación de nuestro artículo en la revista Applied Sciences, la cual está indexada en el JCR. Este estudio explora las diversas aplicaciones del aprendizaje automático (Machine Learning, ML) en relación con la integridad y calidad de las infraestructuras hidráulicas, identificando cuatro áreas clave donde se ha implementado con éxito. Estas áreas abarcan desde la detección de contaminantes en el agua y la erosión del suelo, hasta la predicción de niveles hídricos, la identificación de fugas en redes de agua y la evaluación de la calidad y potabilidad del agua.

Cabe destacar que esta investigación se llevó a cabo en el marco de una colaboración fructífera entre nuestro grupo de investigación e investigadores chilenos, liderados por el profesor José Antonio García Conejeros. El proyecto en sí, denominado HYDELIFE, forma parte de las iniciativas que superviso como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

Se realizó un análisis bibliográfico de artículos científicos a partir de 2015, que arrojó un total de 1087 artículos, para explorar las aplicaciones de las técnicas de aprendizaje automático en la integridad y la calidad de la infraestructura hídrica. Entre las contribuciones realizadas por el trabajo, caben destacar las siguientes:

  • Se identificaron cuatro áreas clave en las que el aprendizaje automático se ha aplicado a la gestión del agua: los avances en la detección de contaminantes del agua y la erosión del suelo, la previsión de los niveles del agua, las técnicas avanzadas para la detección de fugas en las redes de agua y la evaluación de la calidad y potabilidad del agua.
  • Destacó el potencial de las técnicas de aprendizaje automático (Random Forest, Support Vector Regresion, Convolutional Neural Networks y Gradient Boosting) combinadas con sistemas de monitoreo de vanguardia en múltiples aspectos de la infraestructura y la calidad del agua.
  • Proporcionó información sobre el impacto transformador del aprendizaje automático en la infraestructura hídrica y sugirió caminos prometedores para continuar con la investigación.
  • Empleó un enfoque semiautomático para realizar análisis bibliográficos, aprovechando las representaciones codificadas bidireccionales de Transformers (BERTopic), para abordar las limitaciones y garantizar una representación precisa de los documentos.
  • Las técnicas de aprendizaje automático ofrecen una alta precisión, un tiempo de procesamiento reducido y datos valiosos para la toma de decisiones en materia de gestión sostenible de los recursos y sistemas de alerta temprana.
  • La colaboración interdisciplinaria, los marcos integrados y las tecnologías avanzadas, como la teledetección y la IoT, son esenciales para avanzar en la investigación sobre la integridad y la calidad de la infraestructura hídrica.

Abstract:

Water infrastructure integrity, quality, and distribution are fundamental for public health, environmental sustainability, economic development, and climate change resilience. Ensuring the robustness and quality of water infrastructure is pivotal for sectors like agriculture, industry, and energy production. Machine learning (ML) offers the potential for bolstering water infrastructure integrity and quality by analyzing extensive data from sensors and other sources, optimizing treatment protocols, minimizing water losses, and improving distribution methods. This study delves into ML applications in water infrastructure integrity and quality by analyzing English-language articles from 2015 onward, compiling 1087 articles. A natural language processing approach centered on topic modeling was initially adopted to classify salient topics. From each identified topic, key terms were extracted and utilized in a semi-automatic selection process, pinpointing the most relevant articles for further scrutiny. At the same time, unsupervised ML algorithms can assist in extracting themes from the documents, generating meaningful topics often requires intricate hyperparameter adjustments. Leveraging the Bidirectional Encoder Representations from Transformers (BERTopic) enhanced the study’s contextual comprehension in topic modeling. This semi-automatic methodology for bibliographic exploration begins with broad categorizing topics, advancing to an exhaustive analysis. The insights drawn underscore ML’s instrumental role in enhancing water infrastructure’s integrity and quality, suggesting promising future research directions. Specifically, the study has identified four key areas where ML has been applied to water management: (1) advancements in the detection of water contaminants and soil erosion; (2) forecasting of water levels; (3) advanced techniques for leak detection in water networks; and (4) evaluation of water quality and potability. These findings underscore the transformative impact of ML on water infrastructure and suggest promising paths for continued investigation.

Keywords:

Water infrastructure integrity; machine learning; environmental sustainability; natural language processing; BERTopic

Reference:

GARCÍA, J.; LEIVA-ARAOS, A.; DÍAZ-SAAVEDRA, E.; MORAGA, P.; PINTO, H.; YEPES, V. (2023). Relevance of Machine Learning Techniques in Water Infrastructure Integrity and Quality: A Review Powered by Natural Language Processing. Applied Sciences, 13(22):12497. DOI:10.3390/app132212497

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Premio a la Trayectoria Excelente en Investigación y Premio al Impacto Excelente en Investigación

Ayer, jueves 9 de noviembre de 2023, recibí dos de los premios más importantes en el ámbito de la investigación en nuestra universidad. Se trata del Premio a la Trayectoria Excelente en Investigación y el Premio al Impacto Excelente en Investigación, ambos otorgados por la Universitat Politècnica de València.

Son unos premios muy especiales, pues se concede a nivel personal y es un reconocimiento valorado por aquellos que nos dedicamos a la investigación. Además, solo se conceden una vez cada cinco años, siendo un premio al que no debes presentar ninguna candidatura, por lo que fue una auténtica sorpresa. El prestigio de estos premios lo dan los excelentes finalistas que han competido conmigo que, en mi modesta opinión, tienen méritos más que merecidos para ello. Teniendo en cuenta que la Universitat Politècnica de València cuenta con casi 3.000 investigadores, el hecho de estar premiado en dos de las categorías más relevantes, es un logro que agradezco mucho. Muy agradecido por ello.

El Premio a la Trayectoria Excelente en Investigación reconoce al personal investigador de la UPV que disponga de un índice de actividad investigadora en, al menos, los últimos años (2018 al 2021), dentro de su área de conocimiento. El Premio al Impacto Excelente en Investigación reconoce al personal investigador de la UPV cuyo conjunto de publicaciones científicas de los últimos 10 años haya obtenido un alto grado de reconocimiento en la comunidad científica internacional. Estos reconocimientos se unen al recibido en el mes de junio de este mismo año al Premio Excelencia Docente 2023 del Consejo Social de la Universitat Politècnica de València. Este año, desde luego, es irrepetible.

El esfuerzo ha sido enorme durante estos últimos años, y nada de esto hubiera sido posible sin el equipo de investigación que ha trabajado conmigo en la realización de sus respectivas tesis doctorales. No hay mayor satisfacción que ver cómo muchas carreras académicas y profesionales han salido de nuestro pequeño grupo. A diferencia de otros grupos, el nuestro realiza investigación “artesanal”, muy cuidada y con medios muy ajustados a nuestro trabajo.

Y cómo no, se lo agradezco a mi familia, sin cuyo apoyo constante y paciencia, no hubiera sido posible dedicar el tiempo necesario a este menester.

Os dejo algunas fotografías y un vídeo del evento. Muchas gracias a todos.

 

Aquí os dejo los enlaces a algunos medios de comunicación que se han hecho eco de estos premios.

https://www.upv.es/noticias-upv/noticia-14377-ii-premios-inv-es.html

https://www.lasprovincias.es/comunitat/cientificos-brillantes-universitat-politecnica-20231110003549-nt.html

https://www.lavanguardia.com/local/valencia/20231110/9367673/upv-reconoce-33-cientificos-mas-sobresalientes-ii-premios-investigacion-agenciaslv20231110.html

https://www.europapress.es/valencia/noticia-upv-reconeix-les-seues-33-cientifics-mes-excellents-els-ii-premis-dinvestigacio-20231110133651.html