La innovación abierta (Open Innovation) es una nueva estrategia de innovación que rompe con el paradigma tradicional de gestión de la innovación, según el cual las ideas deben nacer en el seno de la empresa. El nuevo concepto que vamos a divulgar en este post busca romper fronteras, llevar a las empresas más allá de los límites internos de su organización y fomentar la colaboración con profesionales y organizaciones externas. Se trata también de emplear tanto los canales internos como los externos de la empresa para poner en el mercado productos y tecnologías innovadoras.
El término «Open Innovation» fue acuñado por el profesor Henry Chesbrough. Open Innovation implica combinar el conocimiento interno con el conocimiento externo para sacar adelante los proyectos de estrategia y de I+D. En este contexto, universidades y centros de investigación ofrecen nuevas perspectivas y soluciones a las compañías que utilizan este modelo. Este tipo de innovación responde a la posibilidad de que ocurra lo que se conoce como inteligencia colectiva.
Nada mejor que acercarse al concepto de Open Innovation a través del profesor Chesbrough a través de un vídeo explicativo donde nos explica sus ideas. El video está en inglés, pero con la opción de youtube podéis añadirle subtítulos en inglés y traducción al castellano.
Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH)
Creo que es interesante comentar en este post los resultados que estamos obteniendo de un proyecto de investigación financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, que nuestro grupo de investigación llama HORSOST. Su nombre completo describe el contenido del trabajo que estamos desarrollando: «Diseño eficiente de estructuras con hormigones no convencionales basados en criterios sostenibles multiobjetivo mediante el empleo de técnicas de minería de datos«.
Se trata de un proyecto que iniciamos en 2012 y cuya finalización está prevista para finales de 2014. Nuestro grupo de investigación está formado por seis profesores y varios becarios de investigación del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) de la Universidad Politécnica de Valencia. En dicho grupo me corresponde el papel de investigador principal. Espero que esta breve descripción os oriente sobre lo que estamos haciendo.
Este proyecto de investigación se encuentra relacionado con otros ya finalizados y otros en marcha, tanto de convocatorias competitivas como de convenios de transferencia tecnológica con empresas (constructoras, empresas de prefabricados, consultoras, etc.).
El objetivo fundamental del proyecto de investigación HORSOST consiste en establecer pautas de diseño eficiente de estructuras de hormigón no convencional, optimizadas heurísticamente mediante funciones multiobjetivo relacionadas con la sostenibilidad. Se pretende avanzar en el establecimiento de nuevos diseños que permitan extraer las ventajas que aportan los hormigones especiales, en particular hormigones de alta resistencia, hormigones con fibras, hormigones autocompactantes. Para ello, se utiliza el análisis del ciclo de vida de dichas estructuras (elaboración, transporte, procedimientos constructivos, mantenimiento, etc.), considerando aspectos energéticos, medioambientales, sociales y económicos. La optimización heurística permite evaluar los diseños más eficientes, comparar soluciones y generar bases de datos sobre las cuales aplicar herramientas procedentes de la minería de datos y del aprendizaje automático para extraer información no trivial que permita fórmulas de predimensionamiento. La posibilidad de análisis se debe a que las herramientas matemáticas empleadas son de carácter general. Se aplican técnicas como las redes neuronales o la teoría del valor extremo, además de otras herramientas más habituales, como la regresión lineal múltiple o el análisis por componentes principales.
INTRODUCCIÓN
Las evidencias del cambio climático actual, entre otras, han provocado una creciente preocupación por la sostenibilidad [1]. Ello ha impulsado la investigación en aspectos de sostenibilidad en el ámbito de la construcción. Así, se han desarrollado indicadores [2] y se han elaborado bases de datos que miden el impacto ambiental de los materiales [3,4], las cuales han servido en algunas investigaciones para reducir las emisiones de CO2 en estructuras [5,6]. Sin embargo, la sostenibilidad requiere considerar aspectos energéticos, medioambientales, sociales y económicos que deben abarcar todo el ciclo de vida de la estructura [7]. Un antecedente fue el Modelo Integrado de Cuantificación de Valor de un Proyecto Constructivo Sostenible: Aplicación a la Edificación Industrial y de Servicios (MIVES) y MIVES II, que abordaron la sostenibilidad mediante el análisis de valor aplicado a diversos ámbitos [8], y que fueron el punto de partida para el Anejo 13 de la actual EHE.
La disponibilidad de ordenadores de elevada potencia de cálculo, junto con el desarrollo de técnicas de análisis inteligente, ha permitido el avance en el diseño de estructuras óptimas [9-11]. Se ha insistido en la necesidad de optimizar estructuras reales, constatándose la escasez de optimización del hormigón estructural frente a las estructuras metálicas. La optimización [12] puede realizarse desde numerosos puntos de vista (geométricos, topológicos, seccionales, etc.). Además de los métodos basados en la programación matemática [13], el problema de optimización puede abordarse mediante técnicas metaheurísticas y bioinspiradas, tales como los algoritmos genéticos, el recocido simulado, las colonias de hormigas o las redes neuronales, entre otras [14,15]. Recientemente, el trabajo desarrollado por nuestro grupo ha reducido el coste de estructuras reales [16-28].
Sin embargo, la optimización ha requerido un intenso trabajo de investigación para extraer conclusiones aplicables a la realidad de las obras. Una forma que tiene el ingeniero para avanzar en el diseño de estructuras óptimas es difundir fórmulas de predimensionamiento [26,28]. Pues bien, para mejorar los diseños de las estructuras, es posible extraer información no trivial de bases de datos de estructuras óptimas mediante la inteligencia artificial.
El descubrimiento de conocimiento en bases de datos (“Knowledge Discovery from Databases”, KDD) constituye un área en la que se realizan muchos esfuerzos, tanto en metodología como en investigación. En este contexto, la minería de datos constituye un conjunto de herramientas empleadas para extraer información no trivial que reside implícitamente en los datos [29]. Mediante este tipo de técnicas se pueden solucionar problemas de predicción, clasificación y segmentación [30]. Algunas de sus herramientas más representativas son las redes neuronales, las máquinas de soporte vectorial, los árboles de decisión, los modelos estadísticos avanzados multivariantes y los diseños de experimentos y el agrupamiento o “clustering”. Estas herramientas construyen modelos abstractos a partir de datos basándose en métodos de aprendizaje automático “machine learning”.
Por otra parte, la investigación sobre hormigones no convencionales constituye una de las líneas de investigación relevantes relacionadas con los nuevos materiales de construcción. Sus propiedades permiten mejorar las prestaciones y la durabilidad, lo cual se relaciona con la sostenibilidad de su uso. Así, el refuerzo con fibras (HRF) reduce la fisuración y mejora la durabilidad al impedir el acceso de agua y de contaminantes [31]. Sin embargo, razones económicas han llevado al empleo de fibras sólo en casos puntuales, cuando existen beneficios adicionales relativos a la mano de obra, la durabilidad o la congestión del refuerzo [32]. El hormigón autocompactante (HAC) ha mejorado significativamente la tecnología del hormigón al conseguir estructuras más duraderas, mejorar la producción y los procesos constructivos, y facilitar el diseño de elementos complejos y los acabados. Ello se consigue mediante dosificaciones que modifican las propiedades mecánicas respecto al hormigón convencional [33]. Todo ello abre horizontes inexplorados, donde una simple optimización económica de las estructuras haría inviable el empleo de muchos hormigones especiales, pero donde una visión más amplia que contemple criterios de sostenibilidad y análisis del ciclo de vida puede cambiar la perspectiva respecto de su empleo.
Hipótesis de partida y objetivos del proyecto
El objetivo fundamental de HORSOST consiste en establecer criterios de diseño eficientes basados en el análisis del ciclo de vida de estructuras de hormigón no convencional, aplicando, para ello, técnicas procedentes de la inteligencia artificial y la minería de datos a amplios conjuntos de estructuras optimizadas heurísticamente bajo objetivos múltiples de sostenibilidad (ahorro energético y de recursos naturales, aspectos ambientales, sociales y económicos).
Hipótesis de partida
a) Es posible mejorar los diseños de las estructuras de hormigón mediante pautas de predimensionamiento solo disponibles para algunos proyectistas de gran experiencia.
b) Existen criterios de diseño que permiten compatibilizar las exigencias derivadas de la sostenibilidad con reducciones de coste, con aumentos en seguridad y constructibilidad. Sin embargo, estos criterios no son triviales.
c) Los hormigones no convencionales presentan propiedades que contribuyen a la sostenibilidad de las estructuras al analizar el ciclo de vida.
d) La inteligencia artificial y la minería de datos permiten aflorar relaciones no triviales cuando existen bases de datos lo suficientemente amplias.
e) La optimización heurística permite elaborar bases masivas de datos de estructuras optimizadas con múltiples objetivos basados en la sostenibilidad (huella ecológica, reducción de CO2, etc.).
Objetivos del proyecto
1. Desarrollar una metodología capaz de extraer información no trivial de bases de datos masivas de estructuras de hormigón no convencionales optimizadas con múltiples objetivos basados en la sostenibilidad.
2. Obtener reglas de predimensionamiento optimizadas para cada tipología estructural. La novedad y la relevancia radican en el uso de herramientas procedentes del “data mining” y del “machine learning”.
3. Comparar las reglas de diseño obtenidas para hormigones convencionales y no convencionales, así como con los criterios obtenidos de la práctica habitual de diseño y de la bibliografía existente.
4. Divulgar el conocimiento adquirido para que los proyectistas puedan utilizar estos criterios de predimensionamiento, de forma que se obtengan mejoras en la sostenibilidad a lo largo del ciclo de vida de las estructuras de hormigón no convencional.
Descripción de la metodología empleada en el proyecto
La metodología empleada consta de una secuencia iterativa de fases (Figura 1):
Integración y recopilación de datos, en la que se determinan las fuentes de información que pueden ser útiles y dónde conseguirlas.
Selección, limpieza y transformación de datos, en las que se eliminan o corrigen los datos incorrectos y se decide la estrategia a seguir para los datos incompletos.
Minería de datos, en la que se decide la tarea a realizar, ya sea la clasificación, la regresión, el agrupamiento o las reglas de asociación.
Evaluación e interpretación, en la que se evalúan los patrones y se analizan por el equipo de investigación, volviéndose a fases anteriores para nuevas iteraciones si fuera necesario.
Difusión, donde se hace uso del nuevo conocimiento adquirido y se hace partícipes de él a todos los posibles usuarios.
Figura 1 Extracción y difusión del conocimiento por contraste de criterios de diseño sostenible
Uno de los aspectos clave es la disponibilidad de datos utilizables, en cantidad y calidad suficientes, para aplicar las técnicas de “data mining”. Se trata de aplicar un procedimiento convergente para la generación de bases de datos (CGD, por sus siglas en inglés). A continuación se describe el fundamento y la forma de proceder de CGD.
Una estructura de hormigón puede representarse mediante una serie de variables y parámetros. Pues bien, la complejidad de un problema aumenta drásticamente con el número variables involucradas [34], efecto denominado como la “maldición de la dimensión” [35]. Para extraer información, como regla práctica [36], se necesita una muestra cuyo tamaño sea, al menos, 10 veces el número de variables independientes, siendo deseable que ese ratio sea mayor a 20. En el caso de un puente pretensado [37], el número de factores que son combinación lineal de las variables originales y que, además, sean independientes entre sí es de 4, por lo que se precisarían en torno a 40-80 casos para poder realizar inferencias lineales, lo cual no contemplaría relaciones cruzadas entre variables (ello implicaría una muestra mayor). Otras técnicas como las redes neuronales o las máquinas de soporte vectorial, que son capaces de inferir modelos no lineales e incluso discontinuos o discretos, requieren un número mayor de individuos. Además, se aconseja la reserva de un grupo de validación, que puede oscilar entre 1/3 y 1/4 de la muestra necesaria, para comprobar que las inferencias presentan una calidad adecuada.
Metaheurísticas empleadas en el desarrollo del proyecto
Desde los primeros años de la década de los 80, la investigación sobre los problemas de optimización se centra en el diseño de métodos aproximados basados en conceptos derivados de la inteligencia artificial, la evolución biológica y la mecánica estadística. En la Figura 2 se recoge una clasificación propuesta por Yepes [39] que debería complementarse con metaheurísticas híbridas que emplean, en mayor o menor medida, estrategias de unos grupos y otros. A continuación se describen algunas técnicas empleadas en HORSOST.
Figura 2 Taxonomía de estrategias empleadas en la resolución aproximada de problemas de optimización combinatoria [39]
Recocido simulado
El recocido simulado “Simulated Annealing” (SA) [40,41] se basa en la analogía entre la energía de un sistema termodinámico y la función de coste de un problema de optimización. Conceptualmente, es un algoritmo de búsqueda por entornos, donde una solución sustituye a la anterior si mejora a la anterior (D<0); en caso contrario, será aceptada con una probabilidad (e(-D/T), donde T es un parámetro denominado temperatura) decreciente con el aumento de D, la diferencia entre los costes de la solución candidata y la actual. La selección aleatoria de soluciones degradadas permite eludir los óptimos locales.
Aceptación por umbrales
La aceptación por umbrales “Threshold Accepting” (TA) [42] emplea un enfoque similar al de SA para eludir los óptimos locales, pero con una toma de decisiones más sencilla. Se autoriza el menoscabo de la calidad de las soluciones, siempre y cuando no se exceda, en cierta magnitud, la aptitud de la solución actual.
Sistema de colonia de hormigas
El sistema de colonia de hormigas “Ant System Optimization” (ACO) [43] se basa en la analogía con el comportamiento de estos insectos al encontrar el camino más corto entre la comida y su hormiguero. Tan pronto como un individuo encuentra una fuente de comida, evalúa su cantidad y calidad y transporta un poco al hormiguero. Durante el regreso, la hormiga deja por el camino feromonas para que las demás hormigas puedan seguirla. Después de un tiempo, el camino hacia el alimento se indicará por un rastro oloroso que crece con el número de hormigas que pasan por él y desaparece en caso contrario. El resultado final es la optimización del trabajo de todo el hormiguero en su búsqueda de comida.
Búsqueda local iterada
La idea de la búsqueda local iterada “Iterated Local Search” (ILS) [44] consiste en rastrear la solución entre los óptimos locales del subespacio definido por ellos. Dado que un algoritmo de búsqueda es capaz de transformar una solución s en otra s* que es un óptimo local, para pasar a otro óptimo local cercano, s’, se aplica una pequeña perturbación. Aplicando el algoritmo de búsqueda a s’ se encuentra otra solución s*’. La metaheurística acepta el paso de s* a s*’ según algún criterio, como el de máximo gradiente (si s*’ es mejor que s*, se acepta) o no (se puede pensar en un mecanismo TA o SA para evitar estancamientos dentro del subespacio de los óptimos locales s*).
Búsqueda en entornos variables
La búsqueda en entornos variables, “Variable Neighborhood Search” (VNS) [45], consiste en cambiar de operador de búsqueda cuando el anterior ha alcanzado un óptimo local. De este modo, VNS oscilará entre dos o más operadores con la esperanza de que los cambios en la estructura del entorno permitan escapar de muchos óptimos locales. Para que este principio funcione bien, los operadores empleados deberán ser lo suficientemente distintos respecto de la estructura del vecindario que generan.
Algoritmos genéticos
Los algoritmos genéticos, “Genetic Algorithms” (GA) [46], simulan el proceso de evolución de las especies que se reproducen sexualmente. Un nuevo individuo se genera a través del cruzamiento, que combina parte del patrimonio genético de cada progenitor para elaborar el del nuevo individuo, y de la mutación, que supone una modificación espontánea de esta información genética. Si los hijos heredan buenos atributos de sus padres, su probabilidad de supervivencia será mayor, reproduciéndose con mayor probabilidad.
Algoritmos meméticos
Los algoritmos meméticos “Memetic Algorithms” (MA) [47] derivan de GA, donde el uso de una población de soluciones se combina con heurísticas de búsqueda local. La idea consiste en recombinar la información de las soluciones provenientes del subespacio de óptimos locales. El éxito de estos métodos puede atribuirse a su equilibrio entre la búsqueda rápida y el mantenimiento de la diversidad, para evitar la convergencia prematura.
Otras técnicas empleadas en el proyecto
Regresión lineal múltiple
Los modelos de regresión lineal múltiple (RLM) se ajustan mediante mínimos cuadrados, de modo que la variable de respuesta esté explicada al máximo posible por las variables independientes. El proceso se inicia intentando explicar la respuesta en función de la variable con la que presenta la mayor correlación. El objetivo es aumentar el coeficiente de regresión agregando variables independientes explicativas, utilizando el método stepwise de pasos sucesivos [48].
Análisis por componentes principales
El análisis de componentes principales (ACP) examina la interdependencia entre variables para reducir su dimensión a un nuevo subconjunto de variables no observables. En síntesis, calcula unos factores que sean una combinación lineal de las variables originales y que, además, sean independientes entre sí. La primera componente principal se elige de modo que explique la mayor parte de la varianza posible, y así sucesivamente. Para facilitar la interpretación, se emplea una rotación ortogonal que minimiza el número de variables con saturaciones altas en cada factor [49].
Redes neuronales artificiales
Las redes neuronales artificiales “ArtificialNeural Networks” (ANN) simulan un sistema de procesamiento de la información altamente complejo, no lineal y en paralelo parecido al cerebro humano. McCulloch y Pitts [50] presentaron el primer modelo de neurona como un dispositivo no lineal multientrada con interconexiones “con peso”. La neurona suma las entradas ya ponderadas, les aplica una función no lineal y transmite una salida. La red puede ser preparada, utilizando ejemplos, para reconocer ciertas estructuras, como puede ser la clasificación de objetos por sus características o la inferencia a partir de los datos de entrada.
Teoría del valor extremo
Si se acepta que el óptimo local encontrado por un algoritmo de búsqueda estocástica puede considerarse una solución extrema de una muestra aleatoria simple formada por las soluciones visitadas, entonces se podría aplicar la teoría del valor extremo “Extreme Value Theory” (EVT) [51,52] para estimar el óptimo global del problema. Para ello se ha comprobado que los óptimos locales encontrados constituyen valores extremos que ajustan a una función Weibull de tres parámetros, siendo el de posición, γ, una estimación del óptimo global.
Tabla 1 Referencias del empleo de técnicas respecto a tipologías estructurales
SA
TA
ACO
ILS
VNS
GA
MA
EVT
ANN
ACP
RLM
Muros
[28]
[6]
[6]
Pórticos de edificación
[5,24]
[24]
Vigas de hormigón armado
[27]
[27]
[27]
Vigas pretensadas
[23]
Bóvedas de paso inferior
[16]
[16]
[17]
[17]
Marcos de paso inferior
[25]
[25,26]
Pilas de puente
[21]
[20,22]
[20]
Puentes de vigas artesa
[18]
[19]
Puentes losa postesados
[37]
[37]
Conclusiones
Como conclusiones generales del planteamiento del proyecto HORSOST se pueden citar las siguientes:
1) Existe una importante área de mejora en los diseños de estructuras de hormigón no convencional de forma que se obtenga un importante beneficio social si estos diseños maximizan la sostenibilidad en la construcción de estas estructuras considerando todo el ciclo de vida del producto.
2) Es posible emplear técnicas procedentes del descubrimiento de conocimiento en bases de datos (KDD) para extraer información no trivial de bases de datos de estructuras de hormigón generadas mediante optimización heurística multiobjetivo orientada a la sostenibilidad.
3) Los hormigones no convencionales presentan prestaciones que favorecen su durabilidad y, por ello, pueden contribuir a la sostenibilidad si se consideran aspectos medioambientales, sociales y económicos a lo largo de toda su vida útil. Por tanto, deben analizarse en detalle para comprobar su validez frente a los hormigones convencionales y ofrecer criterios de diseño aplicables para los proyectistas.
Agradecimientos
Los autores agradecen el aporte financiero realizado para este trabajo por el Ministerio de Ciencia e Innovación (Proyecto de Investigación BIA2011-23602) y por la Universitat Politècnica de València (Proyecto de Investigación PAID-06-12).
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[52] Golden, B.L.; Alt, F.B. (1979). Interval estimation of a global optimum for large combinatorial problems. Naval Research Logistics Quarterly, 26(1), 69-77. [doi: 10.1002/nav.3800260108]
Las empresas necesitan cada vez más contar en sus estructuras con profesionales preparados para desarrollar, implantar y mantener los sistemas de gestión, al tiempo que exigen a sus proveedores la incorporación de estos profesionales como garantía de sus propios sistemas. Por otra parte, la globalización de la economía ha puesto de manifiesto la demanda del mercado de armonizar los perfiles de estos profesionales, lo que ha hecho surgir la necesidad de un sistema que permita garantizar su capacitación, proporcionando a las empresas un elemento de confianza.
La certificación de personas persigue aportar confianza en su competencia para realizar determinadas actividades, entendiendo por “competencia” en este contexto el conjunto de conocimientos, experiencia y habilidades requeridos y demostrados para el desarrollo eficaz de las tareas encomendadas.
En algunos campos profesionales, más allá de la certificación de productos, procesos, servicios o sistemas de gestión, la cuestión que se plantea es: ¿tiene sentido y puede reconocerse, mediante una evaluación independiente, el buen hacer de un profesional en un ámbito determinado?
Para satisfacer esta necesidad, se establece la certificación de las personas. La certificación de personas garantiza las competencias profesionales de las personas mediante la comprobación de unos requisitos de titulación, formación, experiencia u otras características, a través de un organismo independiente.
La certificación de personas, como cualquier otro proceso de certificación, es el conjunto de actividades mediante el cual se asegura el cumplimiento de requisitos definidos. En el caso de la certificación de personas, los requisitos se refieren a criterios de competencia, tales como educación, formación, experiencia o habilidades personales.
Estos criterios de competencia son evaluados por una entidad independiente, con base en los requisitos contenidos en el documento de referencia. Estos documentos de referencia se conocen como esquemas de certificación de personas.
La certificación de personas garantiza la competencia mediante la comprobación, a través de un organismo independiente, de una serie de requisitos de titulación, formación, experiencia u otros, establecidos en el esquema de certificación. Los esquemas pueden responder o bien a requisitos gubernamentales o bien a un deseo o necesidad del mercado para establecer requisitos de credibilidad, confianza y mejora de la profesión.
Los requisitos para asegurar que los organismos de certificación de personas llevan a cabo sus actividades de forma coherente, comparable y confiable se establecen en la norma ISO/IEC 17024:2012. Dicha norma ha sido aprobada por CEN (Comité Europeo de Normalización) como Norma europea EN ISO/IEC 17024:2012, sin modificaciones, y recibe el rango de norma nacional en los Estados Miembros de la UE mediante la publicación de un texto idéntico a ella (UNE-EN ISO/IEC 17024 en España).
Kajima Corporation es una empresa japonesa que ha innovado en la forma de demoler los edificios. Lo habitual en la demolición de un edificio, siempre que no se realice una voladura controlada, es empezar a hacerlo de arriba hacia abajo, y no al revés.
Este nuevo método hace justo lo contrario. Las columnas del edificio de la planta baja se cortan y sustituyen por unos gatos hidráulicos que, de forma controlada, hacen bajar todo el edificio, planta a planta.
El método lo ha llamado la empresa «daruma-otoshi», debido a la similitud con un viejo juego japonés que consiste en ir quitando piezas de debajo de un muñeco sin que éste se desmonte.
https://www.kajima.co.jp/english/welcome.html
De acuerdo con Kajima, el método es más seguro y crea menos ruido y polvo que los métodos tradicionales. También argumentan que este método permite reducciones de tiempo en torno al 20% y hace más fácil reciclar y separar los productos procedentes del desmantelamiento. Lo que no parece tan claro es el coste que supone la tecnología, que por cierto, fue finalista en el premio a la innovación del CTBUH 11th Annual Awards, 2012.
Os paso un par de vídeos sobre este método de demolición. Espero que os gusten.
El pasado 10 de junio de 2014 se celebró en la Escuela de Ingenieros de Caminos de Valencia el 6º Foro PTEC de debate bajo el título «La I+D+i en la mejora de los procesos de construcción». Es el momento de realizar algunas reflexiones sobre este evento que, desde mi punto de vista, acabó siendo un éxito tanto en asistencia como en contenidos desarrollados. Además, este foro tiene un sentido especial para mí, siendo profesor de la asignatura «Procedimientos de Construcción» de los grados de ingeniería civil y de obras públicas, además de la asignatura «Gestión de la innovación en el sector de la construcción», en el Máster Universitario en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil». Esperamos que nuestra Universitat Politècnica de València sea en breve miembro activo del PTEC.
Para aquellos de vosotros interesados en la Plataforma Tecnológica Española de Construcción, os remito a su página web: http://www.plataformaptec.com/
Inauguración del Foro por parte de las autoridades
Lo primero que me gustaría resaltar es la pertinencia del tema elegido. Los procedimientos constructivos forman la piedra angular de la innovación tanto en las empresas constructoras como en todas aquellas otras que les sirven de apoyo tecnológico. Es por ello que el Grupo de Trabajo específico PTEC sobre Procesos de Construcción presenta un valor añadido indudable. Dicho grupo está coordinado por la empresa CYPE Ingenieros, el Instituto Tecnológico de Aragón ITA y la Universidad Politécnica de Madrid. Dentro del Foro presentaron dos trabajos, uno relacionado con la construcción de túneles y otro sobre la rehabilitación de envolventes de edificios. A este respecto me gustaría apuntar que son dos buenas iniciativas, aunque existe un campo muy amplio donde poder avanzar y donde se hace necesaria la participación de más empresas, universidades y centros de investigación.
Alguna de las notas que tomé en las jornadas no tienen desperdicio (algunas me preocupan especialmente):
La innovación no es suficiente para ser competitivo. No debe ser un objetivo en sí mismo.
El sector de la construcción no es un objetivo prioritario en los planes autonómicos que financian la innovación. Los sectores clave son otros: turismo, salud, productos innovadores (donde la cerámica tiene algo de cancha), la industria del motor, el calzado…
Los objetivos del PTEC se centran en la internacionalización, el impulso de la innovación y la mejora de la imagen del sector de la construcción.
Opinión de que el sector de la construcción, un sector maduro, no necesita I+D+i, sino inversión.
Visita de las instalaciones del ICITECH
El programa seguido fue el siguiente:
Sesión de apertura
Presidencia:
Isabel Bonig. Consellera de Infraestructuras, Territorio y Medio Ambiente de la Generalitat Valenciana
Francisco J. Mora. Rector de la Universidad Politécnica de Valencia
Juan Lazcano. Presidente del Patronato Fundación PTEC y Presidente de la Confederación Nacional de la Construcción CNC
Coordinación: Jesús Rodríguez. Director Gerente de la PTEC
Ponencias:
Competitividad e Innovación: La I+D+I en la estrategia de política industrial (Epi 2020, Ris3 CV y Estrategia H2020). José Monzonís, Secretario Autonómico de Industria y Energía, Consellería de Economía, Industria, Turismo y Empleo de la Generalitat Valenciana.
Oportunidades para la I+D+i sobre procesos de construcción en el programa I+D+i europeo Horizonte 2020. Rikardo Bueno. Tecnalia.
1ª mesa redonda “La mejora de los procesos de construcción mediante la innovación en maquinaria y equipos auxiliares”
Presidencia: Miguel Ángel García Muro. Director General de Investigación e Innovación, Departamento de Industria e Innovación del Gobierno de Aragón.
Coordinación: Benjamín Bentura. ANMPOYC (Asociación de fabricantes exportadores de maquinaria de construcción, obra pública y minería)
Ponencias:
Trabajos de la PTEC en la mejora de los procesos de construcción mediante la aplicación de la maquinaria y los equipos auxiliares en la excavación de túneles y en la rehabilitación de la envolvente de los edificios. Carlos Millán (Instituto Tecnológico de Aragón ITA) y Jose Luis Alapont. (Instituto de Restauración del Patrimonio IRP-UPV).
Innovación en máquinas de proyección de hormigón para construcciones subterráneas. Ignacio Martínez de Osaba. Putzmeister.
Nuevas soluciones en medios auxiliares para la rehabilitación de envolventes de edificios. Mikel Martínez. Ulma Construcción
Sistemas innovadores de encofrado y armado para la mejora del proceso de ejecución de elementos complejos de hormigón. Carlos Bárcena. Dragados.
Mejoras en los procesos de construcción con mezclas bituminosas. Jesús Felipo. Pavasal
2ª Mesa redonda “La mejora de los procesos de construcción mediante el uso innovador de las tecnologías de la información y comunicación”.
Presidencia: José Vicente Dómine, Director General de Obras Públicas, Proyectos urbanos y Vivienda, Consellería de Infraestructuras, Territorio y Medio Ambiente de la Generalitat Valenciana
Coordinación: Benjamín González. CYPE ingenieros
Ponencias:
El papel de las nuevas tecnologías TIC en la industria. Clara Pezuela. ATOS/Planetic
Las nuevas tecnologías aplicadas a los procesos de construcción. Nuevas tecnologías en seguridad y prevención de riesgos laborales (proyecto FHT). Lisardo M. Fort. CYES.
Nuevos sistemas de prevención colectiva inteligente en entornos dinámicos de infraestructuras lineales(Proyecto Precoil). Octavio Nieto-Taladriz. UPM
Building Information Model (BIM) en el sector de la construcción: BIM, una metodología que revoluciona la forma de hacer los proyectos de construcción. David Carlos Martínez Gómez. IBIM; BIM: Retos nacionales. Fernando Blanco. Acciona.
Nota: se llevará a cabo una visita a las 16:00 h al Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón ICITECH.
Fue especialmente interesante la visita que se realizó al ICITECH, donde el público asistente pudo comprobar las capacidades de nuestras instalaciones y el trabajo de los grupos de investigación. Os dejo el póster que presentamos nosotros, el grupo de investigación sobre «Optimización de Procedimientos Constructivos». Espero que os guste.
¡Adiós, ACHE 2014! Nos volvemos a ver dentro de tres años (espero)…
Terminó el VI Congreso Internacional de Estructuras organizado por ACHE (Asociación Científico-técnica del Hormigón). Realizar un balance en profundidad sobre lo que ha sido este congreso es un poco prematuro. Habrá que leerse en profundidad las ponencias presentadas. En un par de posts anteriores ya avanzábamos el contenido de las ponencias que íbamos a presentar, así como unas reflexiones sobre las lecciones aprendidas en estos años.
A primera vista lo que hay que decir es que, a pesar del momento tan complicado que vive el sector de la construcción en España, la participación ha superado las expectativas pesimistas. Ello no significa que no estemos atravesando un auténtico punto de inflexión en este periodo «inter-regnos». Pero algo parece que está cambiando de dirección.
Lo mejor del congreso… el contacto personal y los amigos
Se nota el relevo generacional. El paso del tiempo no es ajeno a nadie. Se nota en los grandes ingenieros y profesores del siglo XX, algunos míticos, que van siendo premiados y que forman parte del imaginario colectivo de los que nos dedicamos a esta profesión. Así mismo, también es grato ver los rostros, muy jóvenes algunos, de muchos de los participantes. Sus trabajos son especialmente relevantes y suponen una garantía en la continuidad de esta rama de la ingeniería. Eso sí, parece que las redes sociales no han entrado aún en estos foros. el hashtag de #AcheVI parece que se quedó huérfano (excepto excepciones como @ConstruCloud.
De lo mejor del congreso: los contactos personales y el reencuentro con amigos que hace tiempo que no veías. Sin duda, lo mejor.
Lo que es evidente es el giro que ha dado la ingeniería hacia la internacionalización. No hay mal que por bien no venga. Se notan las realizaciones de las empresas y los ingenieros españoles en todos los rincones del mundo.
Las sesiones han sido de interés, aunque a veces algo «desangeladas». Es difícil llenar un salón de actos como el de la Escuela de Caminos de Madrid con aportaciones en el ámbito de la investigación, sobre todo si es el último día y a primera hora de la mañana.
Sin profundizar más, sólo dejo unas cuantas instantáneas sobre el evento. ¡Dentro de tres años, más!
Aspecto de la cafetería de la Escuela de Caminos de buena mañana…. ¡Ni un alma!
La fuerte depresión que presenta el mercado de la construcción en España manifiesta claramente la necesidad de una profunda reestructuración en la formación de los profesionales que se dedican a este sector. No pretende ser este post ser una receta mágica capaz de resolver los problemas que acosan al sector, pero sí que puede aportar alguna luz al debate de dónde estamos y hacia dónde tenemos que ir. Dejo, por tanto, una pequeña aportación sobre este tema y que se presentó por parte de varios colegas de la Universidad Politécnica de Valencia en el XVI Congreso Internacional de Ingeniería de Proyectos, AEIPRO, celebrado en Valencia. Estoy convencido de que las opiniones al respecto son numerosas y todas bienvenidas.
Resumen: Los egresados en titulaciones relacionadas con en el sector de la construcción encuentran actualmente un panorama laboral marcado por un alto índice de desempleo, siendo especialmente preocupante para los recién incorporados al mercado laboral. Esta situación, marcada por la crisis económica, se ve agravada por la necesidad, ya constatada años atrás, de una formación en gestión que complemente las competencias técnicas adquiridas en los estudios de grado. El objetivo de este artículo es identificar las competencias demandadas por el mercado laboral. De esta forma, se puede evaluar en qué medida los estudios de posgrado en construcción cubren estas carencias. El método utilizado ha sido la consulta de informes emitidos por distintas asociaciones profesionales nacionales e internacionales en el ámbito de la construcción. Estos informes recogen tanto las carencias detectadas en los planes de formación actuales como las derivadas de expectativas de nuevos mercados en el sector. El análisis de esta información se realiza con el indicador AI (Adequacy Index), que permite evaluar en qué medida un programa de formación cubre las necesidades detectadas por el mercado laboral.
TORRES-MACHÍ, C.; PELLICER, E.; YEPES, V.; PICORNELL, M. (2012). Habilidades demandadas por el mercado laboral para los profesionales de la construcción.XVI Congreso Internacional de Ingeniería de Proyectos, AEIPRO, 11-13 de julio, Valencia, pp. 2368-2379. (link)
La vigilancia tecnológica, según viene definido en la norma UNE 166006, es un proceso organizado, selectivo y permanente, de captar información del exterior y de la propia organización sobre ciencia y tecnología, seleccionarla, analizarla, difundirla y comunicarla, para convertirla en conocimiento para tomar decisiones con menor riesgo y poder anticiparse a los cambios.
A través de la vigilancia tecnológica, se detectan fuentes de información esenciales para hacer frente a las decisiones tecnológicas que tiene que afrontar las empresas y organizaciones, se extrae información relevante sobre tendencias tecnológicas, novedades, invenciones, potenciales socios o competidores, aplicaciones tecnológicas emergentes, a la vez que se contemplan aspectos regulatorios y de mercado que pueden condicionar el éxito de una innovación tecnológica. Toda esta información codificada y analizada brinda a un decisor, ya sea una empresa o institución científica, la posibilidad de trazar planes y formular estrategias tecnológicas, minimizando la incertidumbre.
En el siguiente vídeo de AINIA nos explican brevemente en qué consiste la vigilancia tecnológica.
Cedetel se convierte en la primera empresa de Castilla y León en obtener la certificación de Vigilancia Tecnológica, veamos cómo lo explican en el siguiente vídeo.
Hoy me toca hablar de Tatiana García Segura. Es una brillante ingeniera de caminos, canales y puertos, máster en ingeniería del hormigón e investigadora en el Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH), que acaba de ganar el primer premio de la Cátedra CEMEX SOSTENIBILIDAD a su Tesis Fin de Máster en materia de sostenibilidad y medio ambiente presentada en el curso 2012-13. La tesis se denomina «Métricas para el diseño eficiente de estructuras con hormigones no convencionales basados en criterios sostenibles multiobjetivo», dirigida por Víctor Yepes Piqueras y Julián Alcalá González. Dicho trabajo obtuvo la calificación de 10 sobresaliente con matrícula de honor. De este trabajo ya se han aceptado varios artículos internacionales en revistas científicas de primer nivel. Este premio constituye un espaldarazo al proyecto de investigación HORSOST (BIA2011-23602), financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, de la cual Tatiana es becaria FPI y yo mismo investigador principal. En este momento Tatiana está desarrollando su tesis doctoral aplicando los resultados obtenidos de su trabajo en el diseño automático de puentes óptimos postesados de sección en cajón basándose en criterios sostenibles multiobjetivo aplicado al ciclo completo de vida de la estructura y utilizando hormigones no convencionales.
Creo que es de interés transcribir a continuación el resumen de dicha Tesis Fin de Máster:
«El diseño eficiente de estructuras de hormigón ha estado ligado con la potenciación de sus características resistentes, constructivas y económicas. Durante las últimas décadas ha habido un incremento en la producción científica relacionada con los hormigones no convencionales. Los hormigones de alta resistencia, autocompactables y reforzados con fibras son cada vez más empleados en el ámbito de la ingeniería civil y la arquitectura. Estos materiales tienen ciertas propiedades como son la alta resistencia, la facilidad de colocación y la durabilidad, que le confieren características adicionales al hormigón convencional. A pesar de ello, se ha detectado un vacío en el conocimiento de las métricas que permiten valorar su contribución a la sostenibilidad.
Existen varias herramientas que permiten analizar la sostenibilidad de un proyecto estructural. Algunas de ellas son capaces de medir el impacto global de una construcción, pero no llegan a discernir entre los distintos tipos de hormigones. Otras permiten la comparación entre hormigones, pero no contemplan el ciclo de vida completo de la estructura. En este trabajo se valoran las distintas herramientas existentes y se propone una metodología que sirva para evaluar la sostenibilidad de una estructura.
Para alcanzar dicho objetivo, se aborde en primer lugar un estado del arte de las metodologías existentes. Seguidamente, se lleva a cabo un estudio del ciclo de vida de una estructura de hormigón para detectar los principales puntos a tratar en el análisis posterior. Asimismo, la descripción y evaluación de las propiedades de los hormigones no convencionales nos conduce a una valoración más precisa. Una vez finalizado el estudio de la metodología se proponen cuatro casos prácticos que consideran el uso de cementos con adiciones, hormigones autocompactables, de alta resistencia y reforzados con fibras. Por último se realiza un estudio estadístico de las variables más influyentes.
La metodología propuesta tiene un enfoque multiobjetivo que contempla las características de los hormigones no convencionales. Además, permite analizar el ciclo de vida completo de la estructura, incluyendo su durabilidad. Se comprueba su eficacia para encontrar estructuras más durables, con menor impacto ambiental y económicamente viables. Finalmente se valora el coste y la emisión anual«.
Referencias:
GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V.; ALCALÁ, J. (2014). Life-cycle greenhouse gas emissions of blended cement concrete including carbonation and durability.International Journal of Life Cycle Assessment, 19(1):3-12. DOI 10.1007/s11367-013-0614-0 (link)(descargar versión autor)
GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V.; MARTÍ, J.V.; ALCALÁ, J. (2014). Optimization of concrete I-beams using a new hybrid glowworm swarm algorithm. Latin American Journal of Solids and Structures, 11(7):1190 – 1205. ISSN: 1679-7817. (link)
GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V.; ALCALÁ, J.; PÉREZ-LÓPEZ, E. (2015). Hybrid harmony search for sustainable design of post-tensioned concrete box-girder pedestrian bridges.Engineering Structures, 92:112-122. DOI: 10.1016/j.engstruct.2015.03.015 (link)
