Figura 1. Pilotes Starsol. http://www.soletanche-bachy.com.ar
Dentro de los pilotes de extracción de barrena continua podemos distinguir un procedimiento mejorado denominado STARSOL. Se trata de un sistema desarrollado por el grupo francés SOTELANCHE-BACHY, al cual pertenece la empresa española RODIO, por lo que también se llama este procedimiento Rodiostar/Starsol. Con este sistema se resuelven dos problemas que tenían procedimientos anteriores: la perforación de capas duras y la ejecución y control de la calidad del hormigonado. La perforación en capas duras se realiza mediante un motor de gran potencia, con un par de 90000 N·m, incorporando un útil de corte bajo el eje de la hélice, con lo que puede atravesar o empotrase en terrenos de 35 a 50 N/mm² de resistencia a rotura. Ello hace innecesario el uso de trépano. Tampoco se necesitan lodos ni camisa porque el hormigonado se efectúa a través del tubo interno, que funciona a modo de Tremie. El mayor problema es que las armaduras deben introducirse después del hormigonado, aunque este problema se podría resolver definitivamente con hormigones armados con fibras de acero. Los diámetros habituales de este tipo de pilotes se encuentran entre 0,40 y 1,00 m, con una profundidad máxima normal de 30 m. La potencia total instalada ronda los 250 kVA.
Los elementos principales del equipo son los siguientes:
Grúa dotada de grupo hidráulico
Mástil guía
Cabeza de rotación hidráulica
Manguera de introducción del hormigón al tubo interior
Barrena continua alrededor del tubo exterior
Tubo central con desplazamiento por el interior del tubo exterior
Sistema de gatos que permite el desplazamiento vertical del tubo central hasta 1,50 m
Útil de limpieza
En la Figura 2 se muestran las fases constructivas del método. El procedimiento comienza con la perforación mediante rotación de la barrena. Una vez llega a la profundidad requerida, se para la rotación, se levanta el conjunto y se comienza a bombear hormigón a presión. La distancia entre las bases de la barrena y del tubo sumergido es de 1,50 m. Por último, una vez hormigonado el pilote, se coloca la armadura, incluso con vibradores si fuera necesario. La armadura se puede introducir con este método fácilmente hasta 15 m, aunque el mejor registro de 17 m se consiguió en 1988.
La diferencia entre el procedimiento STARSOL y los pilotes de barrena continua convencionales es que en los primeros el hormigón se bombea a presión (de al menos 0,1 MPa, lo que asegura un excelente contacto en cualquier terreno), de forma que dicha presión y el volumen de hormigón se encuentran controlados. Esto garantiza que el primer hormigón vertido es el único que ha estado en contacto con el terreno y el único que puede estar contaminado. En el caso de los pilotes de barrena continua clásica, el hormigón se vierte a través del tubo central de la barrena y directamente sobre el anterior, mientras que en el sistema STARSOL, se realiza mediante un tubo telescópico introducido por dicha barrena hueca, el cual puede quedar introducido hasta 1,0 m por debajo de la lámina libre de hormigón, de ahí la mayor presión de bombeo y la gran ventaja con respecto al CPI-8 convencional; pues se evita la posibilidad de cortes en el hormigón.
Figura 2. Esquema del proceso de ejecución del pilote STARSOL
A continuación os dejo algunos vídeos explicativos que creo de interés.
Referencias:
GARCÍA-VALCARCE, A.; SACRISTÁN, J.A.; GONZÁLEZ, P.; HERNÁNDEZ, R.J.; PASCUAL, R.; SÁNCHEZ-OSTIZ, A.; IRIGOYEN, D. (2003). Manual de edificación. Mecánica de los terrenos y cimentaciones. Editorial CIE Dossat 2000, 710 pp.
Figura 1. Detalle de cajones de blindaje Robust BOX. Fuente: www.atenko.com
Se utilizan los escudos o cajones de blindaje cuando se busca no solo un sostenimiento del terreno, sino una buena protección a los trabajadores. Se trata de dos paneles unidos por codales de longitud regulable (Figura 1). La longitud de la plancha oscila entre los 2,00 y 6,00 m. Además, no es apta para entibar con presencia transversal de servicios.
Los blindajes se ensamblan en obra, fuera de la zanja, con anchuras regulables en función de la zanja. Cuando se trata de zanjas profundas, se colocan unos blindajes encima de otros, unidos mediante guías. Los cajones de blindajes se pueden emplear hasta 4 m de profundidad, incluso en terrenos no cohesivos. A mayor profundidad los cajones se extraen con dificultad, pues se originan grandes esfuerzos sobre los codales y pueden aparecer descompensaciones del terreno totalmente desaconsejables. A partir de ahí, y hasta 6 m, deberían utilizarse cámaras con tablestacas.
Se distinguen dos tipos de sistemas de colocación de cajones de entibación: el método de descenso directo y el método de descenso escalonado.
El método de descenso directo, también llamado método de ajuste, consiste en introducir la entibación hasta el fondo en la zanja ya excavada. Esto es posible con paredes estables, verticales y con una excavación que presente la misma anchura que la entibación (ver Figura 2). El espacio entre la cara exterior del blindaje y el frente de excavación debe ser el mínimo posible, debiéndose rellenar para evitar los movimientos laterales del cajón. Estos escudos se montan en obra con una simple retroexcavadora o con una grúa pequeña.
Figura 2. Montaje del sistema de entibación con cajones de blindaje mediante descenso directo. Fuente: http://www.iguazuri.com/catalogos/entibacion_general.pdf
El método de descenso escalonado, también llamado de “corte y bajada”, se utiliza para la colocación de cajones provistos de bordes cortantes. Consiste en empujar cada panel con la cuchara de una pala excavadora a uno y otro lado de la entibación, alternando el descenso con la excavación y retirada del suelo. El avance en el descenso no debe exceder 0,50 m del borde inferior de la plancha.
En el siguiente vídeo se muestra cómo se monta el sistema mediante el método de “corte y bajada”.
Entibadora hidráulica Pressbox Serie 800. Cortesía SBH Tiefbautechnick
El sistema de entibación por presión hidráulica está formado por una cámara compuesta por paneles, del tipo tablestacas. Su profundidad recomendada de trabajo es de hasta 7 m y su anchura máxima de 1,70 a 4,70 m. Una viga accionada hidráulicamente hinca e iza los paneles, por lo que no se recomienda en terrenos rocosos o con bolos. Ambas caras de la cámara están apuntaladas y sostenidas por unas secciones especiales situadas en los bordes.
Es un sistema especialmente diseñado para reparar conductos o instalar tuberías. También se recomienda para trabajos de arqueología y en cascos antiguos, pues no transmite vibraciones. Una vez instaladas las tuberías, una excavadora mueve la cámara a lo largo de unos carriles hasta la siguiente sección.
Entibación por presión hidráulica. https://www.sbh-verbau.de/es/entibacion-trench-shoring-perfiles-sbh/entibacion/pressbox.html
En algunos artículos anteriores hemos descrito algunos procedimientos constructivos de los distintos tipos de pilotes. También se han comentado en artículos anteriores algunas técnicas relacionadas con los informes geotécnicos.
Sin embargo, aquí quiero resaltar algunos casos concretos donde los informes geotécnicos pueden confundir al constructor y llevarlo a errores durante la perforación o hinca de los pilotes (Rodríguez Ortiz, 1982):
Capas delgadas de arenisca floja o vetas de arena cementadas. Las coronas de sondeo las traspasan y disgregan, confundiéndose con arenas. Las barrenas que perforan los pilotes son de diámetro mayor y no tienen potencia suficiente para romper estas capas, con lo que se hace necesario un trépano. En el caso de hinca, se suele dar rechazo al llegar a estas capas, deteniéndose la hinca, lo que supone un riesgo de punzonamiento bajo las cargas de trabajo.
Las vetas carbonatadas y costras, de naturaleza evaporítica y de espesores variables, con elevadas resistencias. Los sondeos a rotación disgregan las gravas presentes, otras veces se sacan testigos rocosos que se confunden con gravas o bolos calcáreos. Son errores de apreciación que, unido a la difícil correlación entre los cortes geotécnicos, provocan que pasen desapercibidas estas vetas y causen problemas en la hinca y en la perforación.
Las vetas silicatadas se confunden con los cantos de sílex. Son capas de extraordinaria dureza que hace difícil la penetración de los pilotes, incluso con espesores de pocos centímetros.
Bloques erráticos u obstáculos de tamaño similar al diámetro del pilote. Pueden dificultar enormemente el hincado o la perforación.
Confusión entre roca sana y alterada en el apoyo del pilote, que puede magnificar o infravalorar la capacidad portante prevista.
Evaluación de la resistencia de una capa rocosa para predecir si la excavación debe realizarse con trépano, tricono o elementos de corte rotativo.
La estructura del substrato rocoso debe caracterizarse geológicamente y con reconocimientos puntuales para determinar si las fracturas impiden la perforación rotativa para un determinado diámetro.
Los sondeos pueden interpretar una estabilidad de las paredes diferente a la perforación del pilote, pues los diámetros son diferentes. Si el terreno lo permite, se prefieren los sondeos helicoidales, pues se aproximan mejor a las condiciones de perforación del pilote.
La permeabilidad del terreno y la presencia de capas granulares abiertas pueden impedir la perforación con lodos, debiéndose recurrir a la entubación. Un sondeo convencional puede pasar por alto este aspecto, salvo que se hagan pruebas de bombeo o permeabilidad.
Referencias:
RODRÍGUEZ ORTIZ, J.M. (1982). Reconocimientos del terreno para pilotajes, en ROMANA, M. (Ed.): Apuntes sobre pilotes. Universidad Politécnica de Valencia.
Los que sois seguidores habituales de mi blog conocéis mis artículos y trabajos de investigación en optimización heurística. Esta aventura, además de ser gratificante, te permite conocer gente de gran talento y colegas en el ámbito internacional. Y, a veces, nos juntamos y escribimos alguna cosa conjunta, como es el caso de esta recopilación de artículos sobre el uso de técnicas de optimización en el ámbito de la ingeniería civil. Esta recopilación sirve de muestra de las posibilidades de la optimización y también puede aportar referencias de interés a aquellos que estén iniciándose en estos temas. Os dejo este artículo en abierto que acabamos de publicar en abierto.
Referencia:
DEDE, T.; KRIPKA, M.; TOGAN, V.; YEPES, V:, VENKATA RAO, R. (2019). Usage of optimization techniques civil engineering during the last two decades. Current Trends in Civil & Structural Engineering, 2(1): 1-17.
El puente de los Ingleses, Burgos. De DaianaSol – Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=64484066
A veces no hay más remedio que sustituir algunas infraestructuras. Sin embargo, cuando desaparece un puente, algo nuestro también se va. Es el caso de este puente burgalés.
El Puente de los Ingleses, inaugurado en 1928, se ha demolido para construir un nuevo puente sobre el Arlazón y el vial de la Universidad, en Burgos. Este puente formaba parte de la infraestructura de la línea Santander-Mediterráneo.
Este puente de fábrica se utilizó hasta que se cerró la línea férrea, usándose desde entonces como ramal industrial para dar servicio al Polígono de Villalonquéjar hasta 2009. Su demolición se realizó en marzo de 2018.
En su lugar se ha construido un nuevo puente que da continuidad a los viales cercanos y que une los barrios de la zona suroeste (como el barrio del Pilar, la zona de Bakimet y el campus universitario de la Milanera) con los barrios de la zona noroeste (como Fuentecillas y la barriada Yagüe).
Os dejo a continuación un vídeo rápido elaborado por Herrero Temiño, la empresa adjudicataria del proyecto, que lo ha ejecutado en colaboración con Metálicas Estrumar, encargada de la nueva estructura. Espero que os guste.
A continuación os dejo la versión autor de un artículo publicado en la revista Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice, del American Society of Civil Engineers (ASCE), donde se realizó un estudio sobre la empleabilidad de los egresados universitarios en el ámbito de la gestión de la construcción. Creo que puede ser de vuestro interés.
ABSTRACT:
The economic crisis that currently affects some western countries has reduced the employability of graduates in the construction industry. Nevertheless, many young professionals consider this situation as an opportunity to further their training, thus the higher enrollment in graduate programs in the construction industry. In light of this scenario, the authors of this paper sought to identify students’ perceptions of training gaps that affect their employability. The research was based on a case study, conducted in a Spanish graduate program (M.Sc.) in construction management during two consecutive academic years; a questionnaire survey was given to all enrolled students at the beginning of the first semester. The statistical analyses consisted of a principal component analysis of the 21 variables listed as possible explanations for their graduates’ unemployment, and an analysis of variance based on the aforementioned principal components. Respondents recognized the intrinsic internal barriers, which jeopardized their job opportunities, such as their unwillingness to move to another country, their lack of knowledge of a foreign language and communication skills, or their preferences for only well-paid and comfortable jobs. Other perceived problems were related to economic policy, training gaps, labor market structure, graduate surplus, and setbacks related to business management.
KEYWORDS:
Construction management, employment, graduate degree, labor market.
REFERENCE:
TORRES-MACHÍ, C.; CARRIÓN, A.; YEPES, V.; PELLICER, E. (2013). Employability of graduate students in construction management. Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice ASCE, 139(2):163-170. DOI:10.1061/(ASCE)EI.1943-5541.0000139
Existe un interés creciente por las obras de ingeniería, que no solo deben ser funcionales y económicas, sino también estéticas. Sin embargo, saber valorar la estética o la calidad visual de una obra plantea algunos interrogantes. Se trata de un tema controvertido para muchos ingenieros, no suficientemente tratado en los planes de estudios. Resulta llamativa la reflexión realizada por Modest Batlle (2005) en relación con un mecanismo de autodefensa del ingeniero: “si no soy capaz de diseñar bien, mi alternativa es plantear que el diseño no tiene importancia; que lo hagan los otros“.
Javier Manterola (2010) reflexionaba en “Saber ver la ingeniería” sobre el lenguaje propio de cada una de las manifestaciones artísticas como la pintura, la escultura, la música, la arquitectura, el cine, la fotografía o la ingeniería. Si bien la forma de entender el arte se ha configurado a lo largo del tiempo, no son lenguajes independientes, aunque un pintor no tenga porqué saber nada de ingeniería o viceversa. La ingeniería va creando y modificando el paisaje donde se inserta, y es el espectador el que puede calibrar el valor intrínseco de la obra si entiende su lenguaje propio. David P. Billington (2013) acuña el término “arte estructural” como manifestación del arte del ingeniero de estructuras, que se muestra con claridad en puentes, rascacielos y cubiertas de gran luz. Podría pensarse que en estas estructuras, o en cualquier manifestación de la ingeniería civil (carreteras, presas, etc.), la belleza es una función más. Pero, como bien indica Juan José Arenas (1995), “contraponer funcionalidad y belleza es tomar el camino equivocado“.
Estos planteamientos conducen a la búsqueda de la verdad estructural como base de los valores estéticos de una estructura. Como dice Billington, “La forma controla las fuerzas y, cuanto más claramente pueda el proyectista visualizarlas, tanto más seguro se sentirá de esa forma“. También Eduardo Torroja acuñó su célebre frase “La lógica de la forma“, en el sentido que era la función que ha de cumplir una estructura su guía de diseño. El arco o la catenaria serían bellos en sí mismo porque expresan en sí mismos cómo se transmiten las cargas. Por tanto, fuera cualquier adorno superfluo. La estética de Torroja surge “del deseo último de fundir en un mismo ser la forma artística con la resistente“, lo cual es independiente del paisaje, resultando su integración más de la economía y simplicidad de formas y materiales, que de unos deseos explícitos de relacionar la obra con el paisaje (Nárdiz, 2001).
Sin embargo, ¿es suficiente el rigor de la ciencia estructural para alcanzar el nivel de calidad de diseño y construcción que pueda considerarse como “arte”? Arenas lo niega con rotundidad al afirmar que los mejores ingenieros buscan una síntesis “entre arte y tecnología, entre forma y mecanismos resistentes, entre claridad de expresión externa y limpieza y eficiencia del comportamiento estructural interno“. Miguel Aguiló (1999), reflexionando sobre el paisaje construido, sostiene que “normalmente se construye con una finalidad pero, algunas veces, lo construido trasciende a su propio uso y adquiere significados“. Es ahí donde está la clave, ¿qué significado tienen las obras de ingeniería?, ¿cómo valora el observador la imagen construida?, ¿es necesario un lenguaje específico para valorar la estética o el arte en ingeniería?
Figura 2. Presa de Aldeadávila. Difícil no emocionarse ante este arco gravedad. Crédito: Raiden32 (Imagen cedida por onmeditquenosvies, miembro del foro embalses.net) – Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9884054
Es difícil entrar en este campo de la estética y de la calidad visual de las infraestructuras. Aspectos como la armonía con el entorno, la esbeltez, el orden o la proporción se unen a la eficiencia económica y estructural en la valoración de la belleza de la obra pública. Pero no todos los espectadores utilizan el mismo lenguaje para valorar lo bello. Además, la subjetividad se acrecienta con las modas y con el contexto histórico y cultural en un ámbito determinado. Se trata, por tanto, de una respuesta emocional del observador (Figura 2). Con todo, ¿podemos utilizar algunos aspectos del lenguaje de la pintura, la fotografía o la escultura para entender mejor por qué existen imágenes u objetos que nos emocionan más que otros? ¿Se puede hablar, por tanto, de emoción en las obras de ingeniería?
Una de las formas universales, aunque no la única, de aproximarse a la realidad es el lenguaje visual. Se trata de un lenguaje mucho más universal que las lenguas escritas, aunque dispone de sus propias normas gramaticales y ortográficas que conviene conocer para transmitir lo que deseamos. Este lenguaje está presente en el diseño gráfico, industrial o la arquitectura, trasciende las bellas artes, la pintura, la fotografía y llega a la publicidad o a las redes sociales. Estamos en inmersos en un universo visual al que no es ajeno la ingeniería civil. Por tanto, existe cierta labor de alfabetización visual necesaria para entender el valor o demérito de una infraestructura y su contexto. Se trata de que el espectador pase a observador, transite sucesivamente de ver a mirar, para llegar a observar lo que se le presenta. Un correcto lenguaje visual permite al espectador dirigir la vista al objeto y formarse un juicio sobre él, por tanto, depende tanto de lo que se mira como de la experiencia previa.
Gran parte del conocimiento actual sobre la percepción humana y cómo interactúa con el significado visual nació en Europa en el primer tercio del siglo XX con la psicología de la Gestalt. Se comprobó cómo el principio básico de la organización perceptual es que el todo supera a la suma de las partes. Nuestro cerebro aprehende de la realidad simplificándola, analiza los componentes y los organiza en estructuras como pueden ser formas, objetos o secuencias. Entre el sujeto y el fondo, el cerebro crea un contraste que exagera las diferencias. Distinguimos sensaciones en la luz como el brillo, el contraste o la degradación tonal, así como el tamaño, la textura, la masa estimada o la localización espacial de lo que vemos. Incluso cuando falta información, nuestro cerebro crea incluso realidad mediante ilusiones ópticas.
El diseño puede considerarse como la expresión visual de una idea. Esta idea se transmite en forma de composición. Las formas (sus tamaños, posiciones y direcciones) constituyen la composición en la que se introduce un esquema de color. El lenguaje visual presenta, por tanto, unos elementos básicos como el punto, la línea, las superficies y el volumen. Todo ello crea formas, volúmenes, que en la obra pública se integran en el paisaje, transformándolo. Cómo disponer de estos elementos básicos forma parte de lo que se denomina “composición”, todo un arte dentro de la pintura o la fotografía, pero cuyos principios básicos también forma parte de la visión subjetiva del espectador del paisaje y sus infraestructuras.
Figura 3. Círculo cromático en la teoría tradicional del color
La forma ha sido un clásico en la estética, fundamentalmente en las estructuras, tal y como hemos visto anteriormente. Sin embargo, en este artículo vamos a centrarnos solamente en uno de los aspectos básicos de la calidad visual, que es la materia prima fundamental: la luz. Es la visión el sentido de la percepción del sujeto que consiste en la habilidad de detectar la luz e interpretarla. El espectro electromagnético visible por el ojo humano comprende longitudes de onda entre los 380 nm hasta los 780 nm, es decir, desde el violeta hasta el rojo. El color como tal no existe, son las células sensibles de la retina las que reaccionan de forma distinta con la longitud de onda de la luz reflejada por los objetos y que permite distinguir los colores. El ojo humano presenta tres tipos de células que transforman las longitudes de onda en los colores azul, rojo y verde, y de esta combinación se percibe el resto de gama de colores. Estos tres colores constituyen los colores primarios, de cuya combinación se puede producir la luz blanca, se trata del modelo de color RGB. Sin embargo, también existe el modelo CMYK formado por los pigmentos cian, magenta y amarillo, de cuya combinación se produce el negro. No obstante, la tradición del arte y en especial de la pintura, nos lleva al modelo de color RYB, donde los colores primarios son el rojo, el amarillo y el azul (Figura 3). Al conjunto de reglas básicas en la mezcla de colores para conseguir el efecto deseado se le denomina teoría del color.
En la Figura 3 se muestra el círculo cromático tradicional. En él los colores primarios (rojo, amarillo y azul) se combinan en la misma proporción para obtener los colores secundarios (violeta, naranja y verde). Incluso se obtienen los colores terciarios como combinación de primarios y secundarios (rojo violáceo, rojo anaranjado, amarillo anaranjado, amarillo verdoso, azul verdoso y azul violáceo). Los colores tienen tres atributos básicos: el matiz o tono, que es el propio color, la luminosidad, que es la mayor o menor cercanía al blanco o al negro, y la saturación o pureza del color, que es la concentración de gris. Por ejemplo, en el caso de mezclar colores opuestos en el círculo cromático, se obtienen grises.
Si bien el color se ha usado con maestría en la pintura, la fotografía, la arquitectura, no se podría decir lo mismo con la ingeniería, donde existe un desconocimiento absoluto sobre el fenómeno perceptivo con inagotables posibilidades espaciales. La fascinación por el blanco llegó a considerar el color como algo “casi delictivo”. Incluso no faltan los que opinan que el color en la obra pública es un ornato innecesario cuando se cambian los tonos naturales de los materiales, incluso se tacha de decoración. Le Corbusier argumenta al respecto en torno a tres ideas que quedan respaldadas con ejemplos de sus propios edificios construidos: “el color modifica el espacio”, “el color clasifica los objetos” y “el color actúa psicológicamente sobre nosotros y reacciona fuertemente sobre nuestros sentimientos”. El color tenía una gran importancia en la docencia de los primeros cursos de la Bauhaus, escuela que sentó las bases normativas y patrones de lo que hoy conocemos como diseño industrial y gráfico. El color interfiere en las propiedades visuales de la forma (puente, edificio, etc.) para mimetizar o singularizar las estructuras con el paisaje urbano o para integrar o desintegrar sus elementos componentes, para describir aspectos relacionados con la función o la composición de la forma, para vincularse con la cultura local de un contexto determinado, para incorporar un valor artístico añadido, etc. (Serra, 2013). No tiene sentido proyectar una obra y luego pensar cómo la pintaremos.
Por tanto, ¿tiene sentido colorear una obra de ingeniería? ¿No sería mejor dejar los colores naturales de los materiales? ¿Qué importancia tiene el código de color en la restauración? En el caso de las estructuras metálicas, el coloreado es casi obligatorio para su protección; en hormigones o aglomerados asfáticos se pueden agregar pigmentos; incluso el color puede conseguirse por biofilia, incorporando especies vegetales a la obra creada. Si bien cada individuo tiene una forma diferente de ver el mundo, en el fondo todos tenemos muchísimo en común. Los colores influyen en la emoción del observador, pues unos son fríos (tranquilos, estáticos, introvertidos) y otros más cálidos (energéticos, extrovertidos, dinámicos). Los colores neutros (gris, negro, blanco) son muy versátiles. El peso visual tiene un fuerte componente emotivo: se valora como más pesado el objeto de mayor tamaño, las superficies con textura pesan más que las lisas y homogéneas, los colores cálidos, saturados o claros se perciben como más densos que los fríos, desaturados y oscuros. Además, la investigación y la experiencia en la pintura a lo largo de la historia del arte permite disponer conjuntos de colores que armonizan de una forma especial entre ellos o bien contrastan. Ambas, armonía y contraste, son las dos formas compositivas del color.
Los colores complementarios son los que se encuentran en puntos opuestos en el círculo cromático, es decir, proporcionan el máximo contraste. Por ejemplo, el amarillo y el azul. Los complementarios son colores que se refuerzan mutuamente, de forma que un mismo color parece más vibrante si se asocia a su complementario. Son una buena herramienta para llamar la atención y para aquellos proyectos donde se quiera un fuerte impacto. Pero hay que tener cierta precaución, pues el resultado puede ser caótico si se usa la misma cantidad de cada color, por lo que se aconseja que un color sea el dominante.
La armonía doble de complementarios consiste en utilizar dos colores y sus complementarios, es decir, dos pares de colores contrastados. También puede ser algo arriesgada, sobre todo si se eligen porcentajes iguales de cada color.
Los complementarios divididos o adyacentes constituye una variante de los colores complementarios, pero con un menor contraste. En lugar de utilizar el complementario al color dado, se usan los situados en posiciones inmediatamente adyacentes. Por ejemplo, el azul y el rojo naranja y amarillo naranja. A veces basta utilizar dos de los colores. Esta armonía se utiliza mucho para acabados decorativos.
La armonía de análogos son los colores próximos en la rueda del color. Como son parecidos, armonizan muy bien entre sí. Estas combinaciones son muy habituales en la naturaleza. Por tanto, obras de ingeniería que intenten armonizar con el paisaje del entorno casan bien con colores armónicos.
Las tríadas o armonías de tres colores son aquellos que son equidistantes en el círculo cromático. Se podrían utilizar incluso figuras más complejas de cuatro o cinco lados, siempre con colores equidistantes entre sí.
La armonía monocromática es la basada en un solo color y sus diferentes tonos, con adición de blanco, negro y gris, es decir, variando su saturación y luminosidad. Es muy simple, y da sensación de sobriedad y elegancia, dando un efecto unificador y armonioso. Aunque a veces puede ser “excesivamente armónica”, monótono y aburrida, lo cual se puede evitar con alguna pizca de color complementario. Una forma de no fallar es utilizar el blanco, pues funciona de forma armónica, pero siempre que el resto de colores de la familia tonal correspondiente. Muchos de los puentes modernos puentes actuales acaban siendo blancos por este motivo.
Figura 4. Formas compositivas del color. Crédito: V. YepesFigura 5. Puente de La Vicaria, en Yeste. Crédito: Jesús from Albacete, España – Líneas (Puente de la Vicaría), CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=14935472
En las obras de ingeniería, el color es lo más económico y lo más visible (Batlle, 2005). El color cumple su función en la composición de una construcción. Puede integrar por mimetismo la obra con su entorno; por contra puede llamar la atención usando colores saturados o claros (por ejemplo en los puentes destaca el color el flujo de fuerzas). Sirve para ocultar elementos, como puede ser la imposta de un puente para aparentar mayor esbeltez. O incluso puede servir como signo identitario de un ámbito geográfico o sectorial, como es el caso del color azul del TGV en España.
Vamos a comentar algunas fotografías para descubrir la armonía o el contraste entre los colores. En la Figura 5 (puente de La Vicaría) se pueden observar los colores rojo anaranjado del arco y del suelo, los azules de la barandilla y el cielo, junto con los verdes del paisaje. Se trata de una armonía de dobles complementarios que funciona bien en el paisaje. Este rojo anaranjado es característico del acero Corten, muy utilizado en estructura mixta, tal y como se puede ver (Figura 1) en el puente Juan Bravo, en Madrid, diseñado por los ingenieros José Antonio Fernández Ordóñez, Julio Martínez Calzón y Alberto Corral López-Dóriga. En este caso, el color del acero autopatinable y el blanco proporcionan una sensación de ligereza visual al tablero que resulta atractiva. Este material es especialmente interesante en cuanto a su integración paisajística, pues presenta tonos análogos a los tostados y marrones propios de la naturaleza.
Otro caso es la deliberación en el uso del color para destacar la singularidad de una obra. Un puente rojo o amarillo puede destacar sobre un paisaje natural, o bien mimetizarse en él si el color es verde o gris. Existe un gran riesgo de equivocación en el caso de una fuerte atracción visual. Por ejemplo, el rojo ligeramente anaranjado característico del Golden Gate, en San Francisco, funciona perfectamente destacando la singularidad de la estructura. Se trata de un color cálido que sintoniza bien con el entorno natural, con colores cálidos del terreno y que contrasta con los colores fríos del cielo y el mar. Además, proporciona una buena visibilidad a los busques en tránsito, pues el puente se encuentra cubierto de una espesa niebla muchos días al año. La propuesta de este icónico color fue de Irving Morrow, arquitecto asociado al proyecto, que pensó que la primera capa de pintura protectora presentaba una estética radical frente a los colores grises aluminio que se barajaban al principio. Este color (69% magenta, 100% amarillo y 6% negro), denominado como “Naranja Internacional” no pasa desapercibido, ya sea conduciendo, caminando o mirando la estructura desde la lejanía. Es simplemente maravilloso. Lo cual no significa que este color sirva en cualquier otro contexto y situación. ¡Qué suerte que la Armada estadounidense no impuso su opinión de pintar el puente de negro y amarillo para que fuera más visible! En la Figura 6 se ve la diferencia.
También se puede utilizar el color en la iluminación ornamental de las infraestructuras. En ese sentido, tuve la experiencia personal de participar, desde la Generalitat Valenciana, en diversas iluminaciones como el Puente de San Jorge (Alcoy), tal y como puede verse en la Figura 7. Otras experiencias fueron la iluminación del casco urbano de Bocairent (Valencia), o las murallas de Xàtiva o Morella. En estos casos, la coloración puede ser más atrevida, ser cambiante y buscar efectos dinámicos, puesto que los cambios no son permanentes. Incluso en ocasiones se utilizan los fondos de determinados monumentos o fachadas como telón de fondo de actividades festivas o artísticas. Es, por ejemplo, el caso de las Torres de Serrano con motivo de la Crida, invitación a las Fallas de Valencia (Figura 8).
Figura 8. Iluminación de las Torres de Serrano con motivo de la Crida fallera
Otras veces el color juega un papel deliberado de integración de una estructura en su territorio. Es el caso del puente Fernando Reig de Alcoy (Alicante). De este puente y de los derechos de autor de las obras de ingeniería, ya hablamos en un artículo anterior. En este caso, el proyecto lo suscribieron los ingenieros de caminos José Antonio Fernández Ordóñez, Julio Martínez Calzón, Manuel Burón Maestro y Ángel Ortíz Bonet. Tal y como se dice en su memoria: “La pila central es el elemento fundamental del puente y, sin ella, todo el concepto estructural y estético perdería su sentido“. El material de la pila está cuidadosamente descrito para alcanzar su objetivo: un hormigón especial formado por un cemento portland gris muy claro con áridos y arenas rojas, y posteriormente tratado al chorro de arena. Con ello se consigue un color rosa, muy parecido al de la piedra de sillería del cercano puente de María Cristina, lo cual añade aún más singularidad a lo que ya son las enormes dimensiones y potente forma de la pila. Además, se eligió pintar en color gris la parte inferior de los tirantes hasta la altura de la barandilla para no distorsionar la línea horizontal del tablero. En la Figura 9 se puede apreciar el aspecto del puente antes de su última reparación.
Tras la renovación, el puente luce “prácticamente nuevo”, con una capa de pintura blanca en pilas, tirantes y tablero que desgarra la idea y concepción estética buscada por su autor. Se podrán argumentar razones técnicas, de durabilidad o de cualquier otro tipo. Pero estoy convencido de que se podría haber respetado la obra según la concibió su creador. Dejo la imagen del nuevo puente en la Figura 10. Como he dicho anteriormente, es el espectador el que tiene que valorar la obra pública, aunque en este caso, no tendrá ocasión de comprobar si lo que el autor quería transmitir se consiguió o no. Esa oportunidad de entender el significado de la obra se ha robado para las siguientes generaciones.
Figura 10. Puente Fernando Reig de Alcoy, tras su remodelación. Imagen: V. Yepes (2019)
Referencias:
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ARENAS, J.J. (1995). El arte y la estética en el diseño de puentes: ¿Puentes monumento u obra civil funcional?. Revista de Obras Públicas, 3344: 27-34.
BATLLE, M. (2005). Diseño y funcionalidad visual en la obra pública. Colección de Ciencias, Humanidades e Ingeniería, nº 78. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid.
BILLINGTON, D.P. (2013). La torre y el puente. El nuevo arte de la ingeniería estructural. Cinter Divulgación Técnica, Madrid.
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NAVARRO, J.R. (editor) (2009). Pensar la ingeniería. Antología de textos de José Antonio Fernández Ordóñez. Colección ciencias, humanidades e ingeniería. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid.
SERRA-LLUCH, J. (2013). Three color strategies in architectural composition.Color Research and Application, 38, pp. 238-250.
La perforación rotativa por corte tuvo su máximo desarrollo en la década de los 40 en las minas de carbón americanas. Hoy día su uso se limita a las rocas blandas y de pequeños diámetros, aunque en los trabajos a cielo abierto este sistema entra en competencia con el arranque directo y en los trabajos subterráneos con la perforación rotopercusiva.
Con este sistema, la fuerza de avance trata de mantener en contacto el útil de corte con la roca, de forma que el filo sea el encargado de realizar los sucesivos cortes.
El corte se realiza con bocas que presentan elementos de carburo de tungsteno u otros materiales como los diamantes sintéticos, pudiéndose distinguir varios tipos:
Bocas bilabiales o de tenedor, en diámetros de 36 a 50 mm
Bocas trialetas o multialetas, en diámetros de 50 a 115 mm
Bocas de labios reemplazables, con elementos escariadores y perfil de corte escalonado, en diámetros de 150 a 400 mm
Figura 2. Tipos de bocas para perforación por corte
El ángulo de ataque α del útil de corte varía entre 110º y 140º, siendo más obtuso cuanto más dura sea la roca. El ángulo del labio de corte β varía entre 75º y 80º. El ángulo de corte γ oscila entre -6º y 4º, siendo positivo en rocas blandas y negativo en las duras.
Figura 3. Ángulos característicos de un útil de corte
Figura 4. Trayectoria de un punto de la boca
Existe una relación empírica entre el diámetro de perforación, la velocidad de penetración y el tipo de roca:
donde
Vp = Velocidad de penetración
μ = Coeficiente de fricción de la roca
E = Empuje sobre la boca
Vr = Velocidad de rotación
re = Radio efectivo de la roca
Ev = Energía específica de la roca
Ar = Área de la sección transversal del barreno
Sin embargo, en la práctica existe una desviación importante de los datos, pues el coeficiente de fricción depende del empuje y la velocidad de rotación se limita por el desgaste continuo que se produce en las bocas al aumentar el número de revoluciones.
Figura 5. Relación entre el empuje y la velocidad de penetración
En la práctica, se pueden definir dos campos claros de operatividad de este sistema de perforación rotativa:
Aquellas rocas de resistencia a compresión menor a 80 MPa
Rocas con contenido en sílice menor al 8%, para evitar un desgaste excesivo
La eliminación del detrito de perforación suele realizarse con un fluido de barrido que puede ser aire, en los trabajos a cielo abierto o agua o aire húmedo en los trabajos de interior. Emplear aire con inyección de agua no sólo facilita la evacuación del detritus y favorece la velocidad de avance, sino que también refrigera las bocas de perforación y disminuye su desgaste. Además, evita el colmatado de la perforación y elimina el polvo. Se necesita aproximadamente de 1000 a 1500 l/min de aire y por cada perforadora unos 250 cm3/min de agua.
En rocas muy blandas (30 a 40 MPa) puede emplearse varillaje helicoidal, de paso mayor cuanto más grande sea la velocidad de penetración, para evacuar el residuo de la perforación.
Figura 6. Varilla helicoidal y bocas de perforación
Os dejo a continuación un vídeo donde explico, en general, la perforación rotativa de rocas. Espero que os complemente la información anterior.
Referencias:
INSTITUTO TECNOLÓGICO Y MINERO DE ESPAÑA (1994). Manual de perforación y voladura de rocas. Ed. IGME. Madrid, 500 pp.
YEPES, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 209.
Índice h a partir de un gráfico de citas decrecientes para artículos estimados. Wikipedia
En algunos artículos anteriores he comentado las dificultades que se tienen para medir de una forma objetiva, por ejemplo, a las universidades. Resulta una tarea muy compleja, pues la calidad de una institución de este tipo es poliédrica, depende de muchos indicadores y resulta difícil ponderar y comparar resultados para establecer listas ordenadas que reflejen la calidad final.
Lo mismo ocurre con la valoración que se tendría que dar a los profesores universitarios, pues éstos conjugan labores docentes, investigadoras, de gestión y de transferencia tecnológica. El problema es que estas mediciones presentan consecuencias importantes. Por ejemplo, un estudiante puede disponer de una beca para determinada institución en función de su posición en el ranking correspondiente a su área de conocimiento. Del mismo modo, un profesor universitario puede promocionar en su carrera profesional dependiendo de la forma en que se mida su curriculum. Y como siempre, estas medidas pueden ser cuantitativas, pero también cualitativas. Y ahí está el principal problema.
En este artículo me voy a centrar en la medición de la calidad de los investigadores científicos. Esta tarea ya se presupone que va a ser difícil y depende, como no puede ser de otra forma, del área de conocimiento y perfil de cada uno de los investigadores. Voy a centrarme en el índice h propuesto por Jorge Hirsch, de la Universidad de California. Se trata de medir la calidad de los trabajos realizados por los científicos, en función de la cantidad de citas que han recibido sus artículos científicos. Un científico o investigador tiene índice h si ha publicado h trabajos con al menos h citas cada uno.
Este índice, muy extendido a nivel internacional, presenta debilidades o inconvenientes, sobre todo cuando se trata de evaluar a los investigadores jóvenes. Una forma de paliar este problema es el uso del índice m, también propuesto por Hirsch, que es la relación h/n, donde n es el número de años transcurridos desde la fecha de la primera publicación hasta el momento actual. Sin embargo, no sirve para medir lo mismo que el índice h.
Otras críticas del índice es que éste depende del área de conocimiento. Esto sería fácilmente subsanable si se realizan comparaciones entre científicos del mismo área de conocimiento. De esta forma, el índice h se valora de forma relativa y no absoluta. Para aquellos de vosotros que queráis una discusión a fondo sobre las ventajas e inconvenientes de este indicador, os recomiendo la página https://grupodih.info/, realizada por el Grupo DIH (Grupo para la Difusión del Índice h) en base a la versión ISI Web of Knowledge) que la FECYT ofrece gratuitamente a las universidades españolas. Es evidente que el índice h depende de la base de datos utilizada, por tanto un ranking solo tiene sentido si se usa la misma base de datos para todos los investigadores. En los trabajos realizados por el Grupo DIH, el protocolo “Web of Science Core Collection” (“Colección principal de Web of Science“) y la base de datos “Science Citation Index Expanded (SCI-EXPANDED) –1900-present”. En las áreas de COMPUTER SCIENCE, PSICOLOGY, PSYCHIATRY y BEHAVIORAL SCIENCES, se usa, además, “Social Sciences Citation Index (SSCI)”.
Para poner un ejemplo de cómo se pueden ver los listados de científicos de un área determinada, voy a utilizar la relativa a CIVIL ENGINEERING, que es a la que pertenezco por mis líneas de investigación. En la imagen de abajo se puede ver el listado correspondiente a los investigadores residentes en España de este área de conocimiento. En dicha lista solo aparecen los investigadores con un índice h igual o superior a 19. En este caso, aparecen 13 investigadores, cuyo índice h medio es de 25. En cambio, en otra área como es CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY, el indicador h medio es de 30. De esta forma, se puede calcular un índice relativo Fh, como cociente entre el índice h de este campo respecto a la media de esta lista. De esta forma, se pueden comparar investigadores de distintas áreas de conocimiento (por ejemplo, un investigador con h=21 en CIVIL ENGINEERING, está mejor posicionado de forma relativa en su Fh que otro con h=25 en CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY). Os recomiendo que visitéis la página del Grupo DIH para que veáis todo el estudio y los detalles.
Como siempre, nunca este tipo de indicadores gustan a todos, especialmente a aquellos cuyo perfil no se adapta a lo que se está midiendo. Por ejemplo, un profesor universitario no puede medirse exclusivamente con este índice. Pero igual sí que se pueden establecer criterios de calidad para seleccionar, en ambientes muy competitivos de proyectos de investigación, qué tipo de puntuación se puede dar a la calidad científica de un equipo. Os dejo, por tanto, con la reflexión.
“Whether you like it or not, … the h-index is here to stay”. However, … “it is always a problem to reduce research work to one number. We should be careful using it and should be aware of its limitations.” (Michael Schreiber, citado por Phillip Ball, Nature 448, 16, 2007)
