Categoría: riesgos

Las playas ante el reto del COVID 19. Reflexiones previas al problema

Víctor Yepes Piqueras. Catedrático de Universidad. Universitat Politècnica de València.

Introducción al problema

La proximidad del verano y la lenta pero progresiva reactivación de la actividad en plena pandemia del coronavirus presenta grandes retos, inéditos hasta ahora, de cómo afrontar la actividad turística, entre otros, en los destinos turísticos de “sol y playa”. No hay que olvidar que esta modalidad turística supone una parte muy importante del empleo y de la actividad económica de España. A expensas de los estudios científicos correspondientes al comportamiento del virus en las condiciones de temperatura, humedad, viento, etc. de una playa, este documento reflexiona sobre los condicionantes básicos y las recomendaciones generales que deberían adoptarse para el uso de estos espacios. No obstante, las soluciones deben analizarse y particularizarse para cada una de las playas. Además, la playa no se puede disociar del destino turístico, por lo que se deben realizar estudios y tomar medidas en otros ámbitos como puedan ser los paseos marítimos, alojamientos turísticos, medios de transporte, etc.

La pandemia ha provocado un problema complejo donde se deben maximizar, a la vez, dos objetivos:

  • Seguridad de los usuarios.
  • Mantenimiento de la actividad económica y del empleo.

En el caso del uso y disfrute de las playas, las dos soluciones extremas son las siguientes:

  1. Ninguna regulación. En dicho caso, a corto plazo se podrían reactivar algunas actividades turísticas y el empleo. Los usuarios se encuentran desprotegidos frente al virus. A largo plazo las consecuencias económicas globales y el desempleo se agravan.
  2. Prohibición del uso de la playa. Se minimiza el riesgo de contagio. Las actividades económicas y el desempleo asociadas al turismo a corto y largo plazo quedan muy dañadas.

Por tanto, cualquier solución debe intentar compatibilizar ambos objetivos contrapuestos. Se trata de un típico problema de optimización multiobjetivo. La solución matemática requiere la disposición de numerosos datos para contextualizar el problema. Sin embargo, los datos son escasos y, a su vez, muy dinámicos, y diferentes en cada playa, lo cual dificulta la toma de decisiones.

Lo cierto es que el uso y disfrute tradicional de las playas debe cambiar para conseguir, entre todos, minimizar los impactos negativos de todo tipo que está causando esta grave crisis. Bajo qué condiciones y cómo afrontarlo es lo que trata de esbozar este documento.

Restricciones o condicionantes del problema

Para definir el problema y ayudar a la toma de decisiones, se deben realizar una serie de consideraciones previas que constituyen las restricciones o condicionantes de este problema:

  1. La prioridad es mantener la seguridad de los usuarios en límites razonablemente altos. La seguridad absoluta, como en cualquier rama de la ingeniería, no es posible, pero sí es factible minimizar el nivel de riesgo a límites aceptables.
  2. Cualquier medida que se tome debe ser fácil de aplicar y sencilla de controlar. Todos los agentes involucrados, empezando por los usuarios de las playas, deben comprender de forma sencilla el motivo por el que se toman determinadas restricciones, así como deben seguir las recomendaciones, sin que existan dudas o diferentes interpretaciones al respecto.
  3. Se deben evitar soluciones de alto coste económico o cuya eficiencia sea dudosa o poco contrastada. Además, las soluciones deben ser eficaces a corto plazo, es decir, para su aplicación inmediata. Soluciones muy innovadoras deben tenerse en cuenta, pero se deben aplicar con mucha cautela si no existe un estudio previo.
  4. Cualquier solución, aunque cumpla requerimientos de carácter general, debe particularizarse para cada playa y municipio. Para ello, una vez establecidas las recomendaciones generales, deben realizarse reuniones de coordinación científico-técnica con cada uno de los municipios afectados y acordar soluciones específicas.
  5. Debe existir un único centro de coordinación que compruebe el cumplimiento de las normas, que tome decisiones inmediatas ante problemas complejos y que coordine a las distintas administraciones y organismos involucrados específicamente en las playas: Comunidad Autónoma, Diputaciones, Ayuntamientos, Demarcación de Costas, Autoridad Marítima, Autoridades Sanitarias, Cruz Roja, Guardia Civil, Empresas, Órganos de Gestión de Playas, y cualquier otro agente involucrado.

Criterios para abordar soluciones

Una vez establecidos los condicionantes, veamos qué criterios son los que permiten abordar las soluciones.

Parece ser que, entre las recomendaciones que se manejan por parte de la comunidad científica y de las administraciones sanitarias, se encuentran las de mantener una distancia de seguridad entre personas (unos 2 m) y la precaución de no tocar superficies que se hayan contaminado, y en el caso de que esto se haya hecho, limpiarse las manos con jabón o usar geles desinfectantes. Otras medidas son el uso de mascarillas en todo momento. Estas medidas deberían matizarse por parte de las autoridades sanitarias en función de la fase en la que se encuentre la pandemia en un lugar determinado. Estas condiciones sanitarias obligan a tomar una serie de medidas que, al menos, son las siguientes:

  1. Se debe garantizar la distancia social entre los usuarios o aquellas medidas que aconseje la autoridad sanitaria en cada momento.
  2. Se debe disponer de un sistema de aviso sencillo y rápido en el caso de un incumplimiento masivo de las reglas básicas para evacuar las playas.
  3. Se debe evitar que los usuarios toquen superficies utilizadas de forma masiva como pulsadores en lavapiés, duchas, áreas de juego, etc. Se aconseja realizar un estudio específico sobre la capacidad de contagio de cada una de estas superficies.
  4. Se debe realizar cierto control, en la medida de lo posible, de los usuarios que acceden a la playa.
  5. Se deben realizar las tareas de limpieza e higienización de las infraestructuras de las playas con la periodicidad suficiente para garantizar cierto nivel de higiene.

 CONDICIÓN 1. Distancia social entre los usuarios.

Esta es la condición más difícil de abordar de las planteadas. Aquí resulta imprescindible particularizar las soluciones para cada una de las playas. En cualquier caso, cualquier solución pasa por realizar un estudio particularizado de la capacidad de carga de la playa que garantice la distancia social. Éste cálculo es complejo, pues la capacidad máxima con usuarios estáticos es sencilla de calcular (ver Referencias), pero con usuarios en movimiento resulta más difícil. Además, las condiciones físicas de la playa, las brisas dominantes, etc., pueden influir en la propagación del virus. De todos modos, veamos algunas consideraciones previas a la toma de decisiones:

  • En playas pequeñas, donde exista la posibilidad de un control de acceso claro, debe limitarse el aforo mediante un control en el acceso. El caso más sencillo son las calas o playas alejadas donde se accede mediante vehículo. Podría bastar la limitación en el número de vehículos.
  • En playas de uso masivo, normalmente muy ocupadas durante el periodo vacacional, la solución pasa por reducir la densidad a límites aceptables. Esta reducción puede realizarse mediante las siguientes técnicas:
  1. Laminación de la curva de uso. La franja horaria de las 12:00 a las 14:00 horas es aquella de uso masivo. Esta franja podría variar de una playa a otra, pero es evidente que aquí hay que tomar medidas. Lo más efectivo es prohibir durante esta franja horaria el uso de la playa a menores de 14 años y mayores de 65 años. En función de la fase de la pandemia, se podrían dar horarios de uso por edades, de forma similar al actual régimen de paseos y deporte.
  2. Se puede realizar una actuación en las zonas de uso de la playa. Cada zona tiene unas características propias que pueden modificarse: zona de reposo, zona libre, zona de accesos, zona de resguardo, concesiones, etc. Se debería dejar libre de uso una distancia de 10 m a cada lado de las pasarelas de acceso a la playa. Las concesiones de hamacas y tumbonas deberían separar sus elementos, pero hacia la parte trasera, sin ocupar más frente litoral debido al esponjamiento.
  3. Se puede realizar una fragmentación de la playa en función de la vulnerabilidad de los usuarios. En cada municipio se debería establecer uno o varios tramos señalizados para usuarios de una especial vulnerabilidad. Se trata, atendiendo a razones sanitarias, de personas mayores de 65 años. Estas zonas, que podrían suponer un 20-25% de la playa serían de uso exclusivo, con recursos y medios especiales. Del mismo modo, se debería establecer una zona de uso especial para unidades familiares con niños menores de 14 años.
  4. De forma inmediata, se deben duplicar las pasarelas en cada uno de los accesos. Para entrar a la playa se utiliza la pasarela de la derecha, al igual que para salir. La separación entre ambas líneas de pasarelas será de un mínimo de 2 m, mejor 3 m. La pasarela de salida será la que sea más próxima a duchas y lavapiés.

En el caso de la separación física de los usuarios, su uso se recomienda únicamente en las zonas destinadas a personas de especial vulnerabilidad o bien de los grupos familiares con niños. No se recomienda el uso de elementos tales como mamparas, de alto coste, que impiden el disfrute de la brisa, y cuyo mantenimiento y desinfección la harían inviable. Existen posibilidades de señalización que deberían estudiarse en cada una de las playas.

CONDICIÓN 2. Sistema de aviso de incumplimiento grave.

El sistema actual de banderas (verde, amarilla y roja) debe ampliarse a un caso no contemplado hasta el momento. Es el uso de la BANDERA NEGRA. Es una bandera, cuyo significado debe explicarse al usuario, y cuyo uso implica el cierre inmediato del uso de toda la playa, no solo de la zona de baño. El uso de la bandera negra debe delimitarse mediante un protocolo, pero se trata de evacuar a los usuarios ante una masificación fuera de los límites aceptables o cualquier otro incumplimiento que suponga un riesgo para los usuarios. Su uso debe ser excepcional y por causas muy justificadas, aunque basta la recomendación de la autoridad sanitaria correspondiente. Este tipo de señalización se podría complementar, en función de cada municipio, con el uso de megafonía y otros medios de los que disponga el municipio. Las autoridades velarán, durante la evacuación, del cumplimiento de las medidas de seguridad oportunas.

CONDICIÓN 3. Superficies de alta peligrosidad de contagio.

Además de la distancia social, un foco de riesgo de contagio es cualquier superficie donde el virus pueda ser activo. A falta de un estudio específico sobre la capacidad de contagio en estas superficies, se recomienda el cierre de todas las áreas de juego y elementos similares. Asimismo, se invita a los usuarios que no toquen con la mano desnuda los pulsadores de duchas y lavapiés. Este problema debe analizarse con mayor profundidad.

Es evidente que una ducha o un lavapiés es un elemento que contribuye a la satisfacción del usuario de las playas. Sin embargo, estos elementos no aparecieron en las playas hasta entrada la década de 1990. Antes, o no existían, o eran escasos. En una pandemia como la actual, existen dos problemas importantes que deben resolverse:

  1. En primer lugar, el uso de estos elementos supone, en las playas muy masificadas, largas colas de usuarios en hora punta esperando turno para su uso. En este caso, la distancia de seguridad puede no guardarse adecuadamente, o bien provocar colas muy largas y tiempos de espera no admisibles. En estos casos hay que estudiar la necesidad de eliminar o desactivar estos elementos higiénicos, especialmente aquellos dañados por los últimos temporales y que resultan difíciles de higienizar. Se recomienda, en estos casos, el desmontaje para evitar enfados o falta de comprensión por parte de los usuarios.
  2. En cualquier caso, se deben dar recomendaciones a los usuarios de no tocar con las manos desnudas los pulsadores de duchas y lavapiés. A falta de estudios sobre la transmisión del virus en estas superficies, se recomienda el uso de una toalla o cualquier otro elemento para evitar el contacto. Los usuarios que no sigan esta recomendación, estarán expuestos al contagio. Además, cuando se llegue al hotel o al apartamento, debe realizarse un lavado de manos con jabón o el uso de un desinfectante.

CONDICIÓN 4. Control de acceso.

En cada una de las playas se debe realizar un control del aforo, del uso y del acceso, particularizando dicho control a cada caso. Por ejemplo, en playas masivas sería de interés un dispositivo que midiese la temperatura corporal a distancia. Este tipo de elemento no solo permite una mayor seguridad, sino que aumenta en el usuario su confianza en las autoridades. En otro tipo de playas, sobre todo las pequeñas y alejadas, hay que controlar el número de vehículos o, incluso los usuarios. En playas que se hayan establecido zonas para usuarios de alta vulnerabilidad o bien para grupos familiares con niños, debe existir un control, al menos visual, sobre el cumplimiento de estas condiciones.

CONDICIÓN 5. Limpieza e higienización de las infraestructuras de las playas

Con la regularidad que imponga el uso y las condiciones sanitarias, se debe realizar una limpieza profunda e higienización de las infraestructuras de las playas. Aquí entra todo tipo de infraestructuras, sean de titularidad pública o privada: papeleras, duchas, lavapiés, tumbonas, paseos marítimos, servicios higiénicos, etc.

Se debe garantizar la limpieza periódica de las playas con máquinas que eliminen residuos. La radiación solar y la aireación de la arena son buenas soluciones para higienizar la arena. En el caso de una roturación de la arena, debe, inmediatamente, realizarse una compactación con rodillo para evitar la remoción de la arena por el viento y, por tanto, la pérdida de arena y la desestabilización de la playa. Los rodillos de compactación, de diámetro determinado, servirían también para delimitar o zonificar espacios, aunque la duración de esta señalización es efímera.

Conclusiones y ultimas recomendaciones

Por último, señalar que algunas de las medidas recomendadas en este documento son muy efectivas y de aplicación inmediata (duplicación de pasarelas, laminación horaria, zonificación por edades y usos, empleo de la bandera negra, uso restringido de duchas y lavapiés, clausura de áreas de juego para niños, desinfección y limpieza, etc.). Sin embargo, es importante señalar que es absolutamente necesario particularizar las medidas necesarias en cada una de las playas. Es obligatorio realizar un estudio científico-técnico pormenorizado en cada playa que determine su capacidad máxima de uso atendiendo no solo a la satisfacción del usuario (4-10 m2/persona), sino que debe atender a la distancia social de los usuarios EN MOVIMIENTO. Este aspecto, sin duda, cambia la forma de calcular la capacidad de carga, que será menor a la habitual.

Por otra parte, la playa no es un ente independiente del resto del destino turístico. Los paseos marítimos, las calles, los alojamientos turísticos, los restaurantes, las tiendas, los accesos por vía terrestre, aérea o marítima, entre otros, son aspectos que deben estudiarse y tomar medidas. La playa no se puede entender disociada del destino turístico.

Además de todo ello, se recomienda recopilar toda la información necesaria durante la crisis para actualizar las recomendaciones y la toma de decisiones conforme vaya transcurriendo la pandemia. No destinar los recursos necesarios para una investigación científica en profundidad de este fenómeno puede provocar pérdidas de oportunidad y conocimiento ante sucesos que puedan repetirse en el futuro.

Por último, debe definirse de forma inmediata un mando único de gestión del uso de las playas que coordine la implantación, control, toma de decisiones, sanciones, sanidad, seguridad, etc. Ello sin menoscabo de este tipo de labores realizadas por cada uno de los Ayuntamientos en sus ámbitos respectivos.

Todo lo anterior requiere de una campaña de comunicación que explique a los usuarios las medidas tomadas, su justificación y la necesidad de su colaboración. Un objetivo adicional de dicha campaña es la transparencia de las acciones realizadas para mejorar la seguridad de los usuarios de las playas y de los turistas en general.

Referencias:

YEPES, V. (2002). La explotación de las playas. La madurez del sector turístico. OP Ingeniería y territorio, 61:72-77. Depósito Legal: B-5348/1986. ISSN: 0213-4195. Edita: Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Barcelona. (link)

YEPES, V.; MEDINA, J.R. (2005). Land Use Tourism Models in Spanish Coastal Areas. A Case Study of the Valencia Region. Journal of Coastal Research, SI 49: 83-88.

YEPES, V. (2005). Sistemas de gestión de calidad y medio ambiente como soporte de la gestión municipal de las playas. Equipamiento y servicios municipales, 117: 52-62. Depósito Legal: M-3244-1985. ISSN: 1131-6381. Edita: Publiteca, S.A. Madrid. (pdf)

YEPES, V. (2007). Gestión del uso y explotación de las playas. Cuadernos de Turismo, 19:241-254. ISSN: 1139-7861. (pdf) (link)

YEPES, V. (2012). Sistemas voluntarios de gestión de playas de uso intensivo. En: Rodríguez-Perea, A., Pons, G.X., Roig-Munar, F.X., Martín-Prieto, J.Á., Mir-Gual, M. y Cabrera, J.A. (eds.).  La gestión integrada de playas y dunas: experiencias en Latinoamérica y Europa: Mon. Soc. Hist. Nat. Balears, 19: 61-76. ISBN: 978-84-616-2240-5. Palma de Mallorca.

Licencia de Creative Commons
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Special Issue «Trends in Sustainable Buildings and Infrastructure»

High visibility: indexed by the Science Citation Index Expanded, the Social Sciences Citation Index (Web of Science) and other databases. Impact Factor: 2.468 (2018)

Special Issue «Trends in Sustainable Buildings and Infrastructure»

A special issue of International Journal of Environmental Research and Public Health (ISSN 1660-4601).

Deadline for manuscript submissions: 31 October 2020.

Special Issue Editors

Guest Editor

Prof. Dr. Víctor Yepes
Concrete Science and Technology Institute (ICITECH), Department of Construction Engineering and Civil Engineering Projects, Universitat Politècnica de València Valencia, Spain
Interests: multi-objective optimization; life-cycle assessment; decision-making; sustainability; concrete structures; CO2 emissions; construction management

Guest Editor

Dr. Ignacio J. Navarro
Department of Construction Engineering and Civil Engineering Projects, Universitat Politècnica de València Valencia, Spain
Interests: multicriteria decision making; reliability-based maintenance optimization; sustainability of infrastructures; social impacts of infrastructures

Special Issue Information

Dear Colleagues,

The recently established Sustainable Development Goals call for a paradigm shift in the way buildings and infrastructures are conceived. The construction industry is a main source of environmental impacts, given its great material consumption and energy demands. It is also a major contributor to the economic growth of regions through the provision of useful infrastructure and generation of employment, among others. Conventional approaches underlying current building design practices fall short of covering the relevant environmental and social implications derived from inappropriate design, construction, and planning. The development of adequate sustainable design strategies is therefore becoming extremely relevant with regard to the achievement of the United Nations 2030 Agenda Goals for Sustainable Development.

This Special Issue aims to increase knowledge on sustainable design practices by highlighting the actual research trends that explore efficient ways to reduce the environmental consequences related to the construction industry while promoting social wellbeing and economic development. These objectives include but are not limited to:

  • Life-cycle-oriented building and infrastructure design;
  • Design optimization based on sustainable criteria;
  • Maintenance design towards sustainability;
  • Inclusion of social impacts in the design of buildings and infrastructures;
  • Resilience and sustainability;
  • Use of sustainable materials;
  • Decision-making processes that effectively integrate economic, environmental, and social aspects.

Papers selected for this Special Issue will be subject to a rigorous peer-review procedure with the aim of rapid and wide dissemination of research results, developments, and applications.

Submission

Manuscripts should be submitted online at www.mdpi.com by registering and logging in to this website. Once you are registered, click here to go to the submission form. Manuscripts can be submitted until the deadline. All papers will be peer-reviewed. Accepted papers will be published continuously in the journal (as soon as accepted) and will be listed together on the special issue website. Research articles, review articles as well as short communications are invited. For planned papers, a title and short abstract (about 100 words) can be sent to the Editorial Office for announcement on this website.

Submitted manuscripts should not have been published previously, nor be under consideration for publication elsewhere (except conference proceedings papers). All manuscripts are thoroughly refereed through a single-blind peer-review process. A guide for authors and other relevant information for submission of manuscripts is available on the Instructions for Authors page. International Journal of Environmental Research and Public Health is an international peer-reviewed open access semimonthly journal published by MDPI.

Keywords

  • Sustainable design and construction
  • Life cycle assessment
  • Sustainability in decision making
  • Green buildings
  • Sustainable maintenance
  • Resilient structures
  • Sustainable materials
  • Social life cycle assessment
  • Sustainable management of infrastructures
  • Multiobjective optimization for sustainable development

Computación cuántica y gemelos híbridos digitales en ingeniería civil y edificación

La ciudad Estado de Singapur desarrolla una copia virtual de sí misma, un proyecto basado en big data, IoT, computación en la nube y realidad virtual. https://www.esmartcity.es/2019/03/22/singapur-gemelo-digital-posibilidades-ofrece-ciudad-inteligente-tener-copia-virtual-exacta

En menos de una década, gran parte de los ingenieros dejarán de hacer proyectos, tal y como lo conocemos ahora, y pasarán a ser gestores de gemelos híbridos digitales de infraestructuras.

Este podría ser un buen titular periodístico que, incluso podría parecer ciencia ficción, pero que tiene todos los visos de convertirse en realidad en menos tiempo del previsto. Se podría pensar que las tecnologías BIM o los modelos digitales actuales ya son una realidad, es decir, se trata de dar un nuevo nombre a lo que ya conocemos y está en desarrollo, pero de lo que estamos hablando es de un nuevo paradigma que va a revolver los cimientos de la tecnología actual en el ámbito de la ingeniería. Voy a desgranar esta conclusión explicando cada uno de los avances y los conceptos que subyacen al respecto.

La semana pasada tuve la ocasión de escuchar la conferencia magistral, en el Congreso CMMoST, de Francisco Chinesta, catedrático en la ENSAM ParisTech e ingeniero industrial egresado por la Universitat Politècnica de València. Trataba de un nuevo paradigma en la ingeniería basada en datos y no era otra que la de los gemelos híbridos digitales, un paso más allá de la modelización numérica y de la minería de datos. Este hecho coincidió con el anuncio en prensa de que Google había publicado en la prestigiosa revista Nature un artículo demostrando la supremacía cuántica, un artículo no exento de polémica, pues parece ser que se diseñó un algoritmo que tiene como objetivo generar números aleatorios mediante un procedimiento matemático muy complejo y que obligaría al superordenador Summit, que es actualmente el más potente del mundo gracias a sus 200 petaflops, a invertir 10.000 años en resolver el problema, que que el procesador cuántico Sycamore de 54 qubits de Google habría resuelto en tres minutos y 20 segundos.

Si nos centramos en la supuesta supremacía cuántica de Google, se debería matizar la noticia al respecto. En efecto, IBM ya se ha defendido diciendo que su ordenador Summit no se encuentra tan alejado, pues se ha resuelto un problema muy específico relacionado con generar números aleatorios y que parece que Sycamore sabe resolver muy bien. De hecho, IBM afirma que ha reajustado su superordenador y que ahora es capaz de resolver ese mismo problema en 2,5 días con un margen de error mucho menor que el ordenador cuántico. Aquí lo importante es saber si esta computación cuántica estará, sin trabas o límites, accesible a cualquier centro de investigación o empresa para resolver problemas de altísima complejidad computacional (problemas NP-hard como pueden ser los de optimización combinatoria). Tal vez los superordenadores convencionales servirán para resolver unos problemas específicos en tareas convencionales, y los cuánticos, imparables en resolver otro tipo de problemas. Todo se andará, pero parece que esto es imparable.

Por tanto, parece que el hardware necesario para la una computación ultrarrápida está o estará a nuestro alcance en un futuro no muy lejano. Ahora se trata de ver cómo ha cambiado el paradigma de la modelización matemática. Para ello podríamos empezar definiendo al «gemelo digital», o digital twin. Se trata de un modelo virtual de un proceso, producto o servicio que sirve de enlace entre un ente en el mundo real y su representación digital que está utilizando continuamente datos de los sensores. A diferencia del modelado BIM, el gemelo digital no representa exclusivamente objetos espaciales, sino que también podría representar procesos, u otro tipo de entes sin soporte físico. Se trata de una tecnología que, según todos los expertos, marcarán tendencia en los próximos años y que, según el informe «Beyond the hype«, de KPMG, será la base de la cuarta Revolución Industrial.

https://www.geofumadas.com/por-que-usar-gemelos-digitales-en-la-construccion/

Sin embargo, el gemelo digital no es una idea nueva, pues a principios de este siglo ya la introdujo Michael Grieves, en colaboración con John Vickers, director de tecnología de la NASA. Esta tecnología se aplica al Internet de las Cosas, que se refiere a la interconexión digital de objetos cotidianos con internet. Además, se encuentra muy relacionada con la inteligencia artificial y con la minería de datos «data-mining«. Empresas como Siemens ya están preparando convertir sus plantas industriales en fábricas de datos con su gemelo digital, o General Electric, que cuenta ya con 800.000 gemelos digitales para monitorizar virtualmente la cadena de suministro.

Con todo, tal y como explicó el profesor Chinesta (Chinesta et al., 2018), existe actualmente un cambio de paradigma hacia los gemelos digitales híbridos que, extrapolando su uso, va a significar la gran revolución en la forma de proyectar y gestionar las infraestructuras, tal y como avancé al principio del artículo.

En efecto, los modelos utilizados en ciencia y en ingeniería son muy complejos. La simulación numérica, la modelización y la experimentación han sido los tres pilares sobre los que se ha desarrollado la ingeniería en el siglo XX. La modelización numérica, que sería el nombre tradicional que se ha dado al «gemelo digital» presenta problemas prácticos por ser modelos estáticos, pues no se retroalimentan de forma continua de datos procedentes del mundo real a través de la monitorización continua. Estos modelos numéricos (usualmente elementos finitos, diferencias finitas, volumen finito, etc.) son suficientemente precisos si se calibran bien los parámetros que lo definen. La alternativa a estos modelos numéricos son el uso de modelos predictivos basados en datos masivos big-data, constituyendo «cajas negras» con alta capacidad de predicción debido a su aprendizaje automático «machine-learning«, pero que esconden el fundamento físico que sustentan los datos (por ejemplo, redes neuronales). Sin embargo, la experimentación es extraordinariamente cara y lenta para alimentar estos modelos basados en datos masivos.

El cambio de paradigma, por tanto, se basa en el uso de datos inteligentes «smart-data paradimg«. Este cambio se debe basar, no en la reducción de la complejidad de los modelos, sino en la reducción dimensional de los problemas, de la retroalimentación continua de datos del modelo numérico respecto a la realidad monitorizada y el uso de potentes herramientas de cálculo que permitan la interacción en tiempo real, obteniendo respuestas a cambios paramétricos en el problema. Dicho de otra forma, deberíamos poder interactuar a tiempo real con el gemelo virtual. Por tanto, estamos ante otra realidad, que es el gemelo virtual híbrido.

Por tanto, estamos ahora en disposición de centrarnos en la afirmación que hice al principio. La nueva tecnología en gemelos digitales híbridos, junto con la nueva capacidad de cálculo numérico en ciernes, va a transformar definitivamente la forma de entender, proyectar y gestionar las infraestructuras. Ya no se trata de proyectar, por ejemplo, un puente. Ni tampoco estamos hablando de diseñar un prototipo en 3D del mismo puente, ni siquiera de modelar en BIM dicha estructura. Estamos hablando de crear un gemelo digital que se retroalimentará continuamente del puente real, que estará monitorizado. Se reajustarán los parámetros de cálculo del puente con los resultados obtenidos de la prueba de carga, se podrán predecir las labores de mantenimiento, se podrá conocer con antelación el comportamiento ante un fenómeno extraordinario como una explosión o un terremoto. Por tanto, una nueva profesión, que será la del ingeniero de gemelos virtuales híbridos de infraestructuras será una de las nuevas profesiones que reemplazarán a otras que quedarán obsoletas.

Se tratará de gestionar el gemelo durante el proyecto, la construcción, la explotación e incluso el desmantelamiento de la infraestructura. Se podrán analizar cambios de usos previstos, la utilización óptima de recursos, monitorizar la seguridad, y lo más importante, incorporar nuevas funciones objetivo como son la sostenibilidad económica, medioambiental y social a lo largo del ciclo de vida completo. Este tipo de enfoque es el que nuestro grupo de investigación tiene en el proyecto DIMILIFE. Proyectos como puentes, presas, aeropuertos, redes de carreteras, redes de ferrocarriles, centrales nucleares, etc. tendrán su gemelo digital. Para que sea efectivo, se deberá prever, desde el principio, la monitorización de la infraestructura para ayudar a la toma de decisiones. Además, servirá para avanzar en la aproximación cognitiva en la toma de decisiones (Yepes et al., 2015).

Os paso a continuación un vídeo sobre el uso de los gemelos digitales en la ciudad de Singapur.

A continuación os pongo un vídeo sacado de la página de Elías Cueto, de la Universidad de Zaragoza, en la que vemos cómo se interactúa con un gemelo virtual de un conejo.

 

En este otro vídeo, el profesor Chinesta explica el cambio de paradigma del que hemos hablado anteriormente en el artículo.

¿Qué es la computación cuántica? Aquí tenemos un vídeo de Eduardo Sáenz de Cabezón:

Referencias:

Chinesta, F.; Cueto, E.; Abisset-Chavanne, E.; Duval, J.L. (2018). Virtual, Digital and Hybrid Twins: A New Paradigm in Data-Based Engineering and Engineered Data. Archives of Computational Methods in Engineering, DOI: 10.1007/s11831-018-9301-4

Yepes, V.; García-Segura, T.; Moreno-Jiménez, J.M. (2015). A cognitive approach for the multi-objective optimization of RC structural problems. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 15(4):1024-1036. DOI:10.1016/j.acme.2015.05.001

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Inundaciones, desastre de Biescas y normativa de campamentos de turismo

Con motivo de los episodios de fuertes lluvias que está sufriendo el sureste de España (DANA, depresión aislada en niveles altos), traigo a colación una aportación personal que hice en su momento en la legislación reguladora de los campamentos de turismo de la Comunidad Valenciana. Esta normativa tuvo muy en cuenta la tragedia del camping de Biescas (Huesca) ocurrida el 7 de agosto de 1996, donde murieron 87 personas y 187 resultaron heridas. Saco este tema a la luz para resaltar la importancia de la intervención técnica y de los estudios necesarios para evitar este tipo de catástrofes. Nunca la ciencia, la técnica, la legislación y las emergencias se necesitan tanto unas de otras.

En efecto, el antecedente fue el DECRETO 119/2002, de 30 de julio, del Gobierno Valenciano, Regulador de los Campamentos de Turismo de la Comunidad Valenciana. [2002/X8720] (DOGV núm. 4307 de 05.08.2002) que fue sustituido por el DECRETO 167/2005, de 11 de noviembre, del Consell de la Generalitat, por el que se modifica el Decreto 119/2002, de 30 de julio, Regulador de los Campamentos de Turismo de la Comunidad Valenciana. [2005/12617] que, a su vez, ha sido derogado a favor del actual DECRETO 6/2015, de 23 de enero, del Consell, regulador de los campings y de las áreas de pernocta en tránsito para autocaravanas de la Comunitat Valenciana. [2015/563].

Los artículos que tienen que ver con el riesgo de inundación, en los que intervine directamente, fueron los siguientes:

Artículo 14. Cumplimiento general de la normativa

Todos los campings deberán cumplir y hacer cumplir las obligaciones que se deriven de las disposiciones vigentes en materia de accesos, accesibilidad, construcción y edificación, instalación y funcionamiento de maquinaria, sanidad, seguridad de instalaciones, medio ambiente, acústica, prevención de incendios forestales, seguridad pública y riesgo de inundación, así como cualquier otra disposición de carácter sectorial que les afecten.

Artículo 15. Sistema de seguridad y protección

Todos los campings deberán disponer de las medidas e instalaciones de prevención, protección y seguridad para casos de incendio, inundación u otras emergencias previstas en la normativa vigente en estas materias.

En particular, contarán:

1. Con un plan de emergencia y autoprotección, redactado por técnico competente y ajustado a las disposiciones vigentes, en el que se contemplen las diferentes hipótesis de emergencia y los planes de actuación para cada una de ellas, así como las condiciones de uso y mantenimiento de las instalaciones afectas al plan.

El plan de emergencia y autoprotección justificará, en todo caso, la hipótesis de riesgo de inundación de forma que, para un caudal asociado a un periodo de retorno mínimo de cien años, no se permitirá que el calado del agua supere los 0,80 metros, ni que la velocidad máxima del agua exceda los 0,50 m/seg. Asimismo, y para dicho caudal, se garantizarán las condiciones necesarias que permitan la evacuación rápida, completa y segura de las personas, indicándose expresamente el tiempo de evacuación requerido.

Artículo 35. Cumplimiento general de la normativa

Todas las áreas de pernocta en tránsito para autocaravanas deberán cumplir y hacer cumplir las obligaciones que se deriven de las disposiciones vigentes en materia de riesgo de inundación, accesibilidad, construcción y edificación, instalación y funcionamiento de maquinaria, sanidad, seguridad de instalaciones, medio ambiente y seguridad pública, así como cualquier otra disposición de carácter sectorial que les afecten.

Artículo 36. Sistema de seguridad y protección

Las áreas de pernocta en tránsito para autocaravanas deberán disponer de las medidas e instalaciones de prevención, protección y seguridad para casos de incendio, inundación u otras emergencias previstas en la normativa vigente en estas materias, tal y como indica el artículo 15 de este decreto.

Resulta evidente que este tipo de disposiciones no solo son necesarias en el ámbito de los campamentos de turismo, sino que son extrapolables a cualquier ámbito donde se ponga en riesgo a las personas. Asimismo resalto la importancia de la intervención técnica de profesionales competentes, con experiencia y bien formados. También es cierto que, este tipo de normativa, está sujeta a cambios y actualizaciones en función de las investigaciones y aportaciones técnicas y científicas que mejoren el estado de conocimiento actual.

Nagolitas o anfos

Figura 1. Sacos de 25 kilogramos conteniendo ANFO. Wikipedia.

Las nagolitas o ANFOS (del inglés: Ammonium Nitrate – Fuel Oil) son explosivos pulverulentos compuestos por nitrato amónico en forma granular al que se le ha añadido un combustible líquido. Se caracterizan por tener una baja potencia y velocidad de detonación debido a la ausencia de nitroglicerina en su composición y por presentar una mala resistencia al agua debido a su consistencia pulverulenta. Debido a esta característica, generalmente deben iniciarse con un explosivo multiplicador. Es necesario cebar fuertemente el barreno con detonador y cartucho de goma en fondo para producir su correcto funcionamiento. Además, su uso está contraindicado en barrenos con presencia de agua, a no ser que se use encartuchado. Sin embargo, presentan la importante ventaja de poder efectuar su carga de forma mecanizada con bastante seguridad durante su manipulación.

Debido a su consistencia pulverulenta, está totalmente desaconsejada su aplicación en barrenos que la contengan. Se utiliza introduciendo el granulado en los barrenos con aire comprimido o en su otra forma de presentación, encartuchado. Por ello, se comercializan en cartuchos o en sacos a granel de 25 kg. Su aplicación más frecuente es como carga de columna en la voladura de rocas no demasiado duras y solo a cielo abierto; en labores subterráneas, su empleo está desaconsejado debido a la alta toxicidad de sus humos residuales.

Figura 2. Carga del ANFO en el barreno para la voladura de roca. Wikipedia

A partir de la nagolita, se han desarrollado otros explosivos como el alnafo o la naurita, adecuados para la voladura de rocas semiduras y para la carga de barrenos con temperaturas elevadas en su interior. El ANFO también se suele mezclar con otros explosivos tales como hidrogeles o emulsiones para formar, en función del porcentaje de ANFO o ANFO Pesado (aproximadamente un 70% emulsión o hidrogel y 30% ANFO).

En la Tabla se resumen las características de los explosivos de este tipo.

Nombre comercial

(UEE)

Potencia relativa

(%)

Densidad encartuchado

(g/cm3)

Velocidad detonación

(m/s)

Energía específica

(Kgm/Kg)

Resistencia

al agua

 

Toxicidad

 

Aplicaciones

Nagolita

65

0’80

2.000

96.400

Mala

Muy alta

Voladuras de rocas Blandas y como carga de columna de los barrenos.

Alnafo

75

0’80

3.000

96.100

Mala

Alta

Voladuras de rocas semiduras y blandas.

Naurita

65

0’80

2.000

94.320

Mala

Alta

Diseñada para barrenos con temperaturas elevadas.

 Tabla.— Características de las nagolitas o anfos

Referencias:

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.

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Esto me suena… ¿Son seguros nuestros puentes?

Puente de la Constitución de 1812, Cádiz, en agosto de 2015. TCadizwiki [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], from Wikimedia Commons

Os dejo en esta presentación una nueva entrevista que me ha realizado el periodista José Antonio García Muñoz, conocido como Ciudadano García, sobre temas de ingeniería. Como ya he comentado en alguna entrada anterior, la labor de divulgación de las ciencias, y en particular de la ingeniería, resulta una tarea agradable y enriquecedora.

La entrevista, en este caso, se ha centrado en la seguridad y el mantenimiento de nuestros puentes. En efecto, una noticia aparecida el 9 de diciembre de 2018 en El País con el siguiente titular “Fomento admite que hay 66 puentes con graves problemas de seguridad” abrió cierta inquietud en la opinión pública sobre la seguridad de nuestros puentes. Esta inquietud irrumpió el agosto pasado con el derrumbe de un puente en Génova (Italia). La pregunta que se hace el ciudadano de a pié es saber si cuando circula por carretera o por ferrocarril nuestras infraestructuras son lo suficientemente seguras.

Tener la oportunidad de comunicar aspectos de nuestra profesión a más de 300.000 oyentes supone todo un reto, más si lo que se busca es transmitir de forma sencilla y para todo el mundo, aspectos técnicos que, a veces, solo somos capaces de hacerlo con colegas o estudiantes. Insisto, todo un reto y una oportunidad que se agradece.

Pues de todo ello hablamos el pasado viernes 14 de diciembre de 2018. Os dejo la entrevista, realizada en directo. Espero que os guste.

Cuantificación del estado de conservación de los puentes: índices de estado o condición

Guía para la realización de inspecciones principales de obras de paso en la Red de Carreteras del Estado. Ministerio de Fomento (2012)

Una noticia aparecida el 9 de diciembre de 2018 en El País con el siguiente titular «Fomento admite que hay 66 puentes con graves problemas de seguridad» abrió cierta inquietud en la opinión pública sobre la seguridad de nuestros puentes. Esta inquietud irrumpió el agosto pasado con el derrumbe de un puente en Génova (Italia). La pregunta que se hace el ciudadano de a pié es saber si cuando circula por carretera o por ferrocarril nuestras infraestructuras son lo suficientemente seguras. Además, este desasosiego se acentúa cuando, por una parte, la grave crisis económica que ha sufrido nuestro país ha reducido significativamente los presupuestos dedicados al mantenimiento de las infraestructuras y cuando, además, los datos que el Ministerio de Fomento dispone sobre el estado de los puentes, extraídos de su Sistema de Gestión de Puentes (SGP), no es suficientemente transparente, a diferencia de otros países, como Alemania. La que he denominado como «crisis de las infraestructuras«, en efecto, no es un problema solo de España, sino que afecta de forma generalizada a muchos países de nuestro entorno.

Pues bien, la noticia del 9 de diciembre nos decía que 66 puentes presentan graves problemas de seguridad. La justificación es que, tras la valoración de su estado por expertos, se calculan unos índices (extensión, gravedad y evolución) a los que se aplican algoritmos para obtener una clasificación final que va de 0 a 100. Esos 66 puentes obtenían más de 81 puntos, lo cual significa que presentan «patologías potencialmente graves que pueden afectar a su comportamiento resistente» y son objeto de un seguimiento especial. Teniendo en cuenta que el parque de las obras de paso en España son de casi 23000 puentes, ello supone que un 0,28% de ellos superan el umbral de los 81 puntos. Parecerían pocos puentes, pero bastaría el colapso de uno solo de ellos para que se pudiese reproducir una tragedia como la ocurrida en Génova este verano. Por tanto, no debemos restar importancia a estas cifras. De hecho, nuestro grupo de investigación, a través del proyecto DIMALIFE, está muy preocupado por investigar estos tema.

¿Significa esto que en España nuestros puentes no son seguros? En absoluto. No hay que alarmarse, pero hay que tomar medidas. Lo que le ocurre a cualquier infraestructura (puente, presa, puerto, túnel, hospital, etc.) es que todas ellas, sin excepción, presentan una disminución de sus prestaciones y funcionalidades que, pasado cierto umbral, hace que dejen de ser útiles, finalizando su vida útil. La vida de las infraestructuras se puede prolongar con un adecuado mantenimiento y acometiendo reparaciones, pero llega un momento que el coste de alargar la vida útil puede ser insostenible. Por tanto, los puentes «envejecen».

Todo el mundo está de acuerdo en que los aviones deben someterse a exámenes periódicos y revisiones profundas, realizadas por expertos, que garanticen la seguridad en vuelo de estos aparatos. Asimismo, también resulta evidente que todas las personas deberíamos someternos a chequeos médicos periódicos para detectar a tiempo enfermedades que, sin una detección precoz, son inevitablemente mortales. Pues lo mismo le pasa a las infraestructuras, que deben acudir de vez en cuando al «médico de cabecera», que si detecta algún problema grave, manda al paciente al «médico especialista» y éste, en caso necesario, opera al paciente o le somete al tratamiento correspondiente. Pues lo mismo le ocurre a los puentes, donde existen inspecciones básicas o rutinarias, inspecciones principales e inspecciones especiales. De ello ya hablamos en una entrada anterior. Siguiendo con la analogía médica, la «analítica» realizada a los puentes ha mostrado que su «colesterol» está por encima de 250. Ello no significa la muerte inmediata del paciente, pero sí que es necesario un cambio de hábitos (ejercicio físico, dieta alimentaria, etc.) o medicación para reducir dicho índice. En caso de no hacer nada, nuestro puente puede tener un «problema coronario» que puede acabar en un «ataque al corazón». Por tanto, la buena noticia es que hemos detectado los problemas y ahora se trata de poner a nuestros puentes bajo un «tratamiento médico» estricto.

Para aclarar alguno de los conceptos sobre los que se ha basado la noticia de El País, voy a recoger aquí los aspectos básicos. Están basados en una monografía del Ministerio de Fomento denominada «Guía para la realización de inspecciones principales de obras de paso en la Red de Carreteras del Estado«. Tal y como indica la guía, para cada uno de los daños que existan en un determinado elemento de un puente, se recogen en campo los índices de extensión, gravedad y evolución (apartado 4.5.3). Con estos datos se obtiene, en primer lugar, un Índice de Deterioro para cada daño, que puede tomar un valor entre 0 y 100. Con todos los índices de los deterioros existentes en un puente, se puede valorar el estado de conservación con el Índice de Estado o Condición de la Estructura, que también tiene un valor entre 0 y 100. Existen también índices intermedios para valorar los elementos, componentes y zonas de la estructura, de esta forma se puede localizar rápidamente el origen de la causa de determinado índice en la condición de la estructura.

Los índices de deterioro se dividen en cinco intervalos, con los significados siguientes:

  • Índice entre 0 y 20: Deterioro sin consecuencias importantes «a priori»
  • Índice entre 21 y 40: Deterioro que puede tener una evolución patológica o reducir las condiciones de servicio o de durabilidad del elemento si no se repara en el tiempo adecuado.
  • Índice entre 41 y 60: Deterioro que indica una patología que supone una reducción de las condiciones de servicio o de la durabilidad del elemento.
  • Índice entre 61 y 80: Deterioro que se puede traducir en una modificación del comportamiento resistente o funcional.
  • Índice entre 81 y 100: Deterioro que compromete la seguridad del elemento.

De la misma forma, el Índice de Estado de la Estructura se divide en cinco intervalos:

  • Índice entre 0 y 20: Estructura sin patologías evidentes o con deterioros sin consecuencias relevantes para la durabilidad, condiciones de servicio o seguridad de la estructura.
  • Índice entre 21 y 40: Estructura con deterioros que pueden tener una evolución patológica que afecte a la durabilidad o a las condiciones de servicio de la estructura. Es conveniente seguir su evolución temporal para su determinación objetiva.
  • Índice entre 41 y 60: Estructura con deterioros que evidencian una patología que puede suponer una reducción de las condiciones de servicio o de la durabilidad de la estructura. Será necesario seguir la evolución de la patología en las posteriores inspecciones. Puede requerir una actuación a medio plazo para mejorar la durabilidad de la estructura.
  • Índice entre 61 y 80: Estructura con deterioros o patologías que se pueden traducir en una modificación del comportamiento resistente o una reducción importante de los niveles de servicio. Requiere una actuación a corto-medio plazo. En función de la naturaleza del daño puede requerir una inspección especial.
  • Índice entre 81 y 100: Estructura con deterioros o patologías que comprometen la seguridad del elemento/estructura. Requiere una inspección especial y una actuación urgente. En algunos casos puede ser necesario una limitación del uso.

Como vemos, los índices establecen pautas para que el gestor decida intervenir en una estructura, realizar estudios especiales, programar actuaciones a medio plazo o asignar presupuestos. Con todo, los inspectores tiene capacidad de ir más allá de esta cuantificación cuando detectan problemas o imponderables difíciles de cuantificar, como por ejemplo, el grado de «actualización» de la estructura a las normas vigentes.

La conclusión es clara. Al igual que los aviones requieren inspecciones periódicas minuciosas para garantizar la seguridad en el vuelo y las personas debemos realizar chequeos médicos periódicos, las infraestructuras (puentes, presas, túneles, puertos, hospitales, estadios de fútbol, etc.) deben someterse a inspecciones programadas y, sobre todo, se debe disponer de un presupuesto suficiente que garantice el mantenimiento y la rehabilitación si fuera necesario. Todo lo que no sea eso, será poner en riesgo no solo la seguridad de las personas, sino el estado de bienestar.

 

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¿Es suficiente diseñar un puente para una vida útil de 100 años?

Man-Chung Tang, Dr., P.E. T.Y. Lin International, USA

Durante el último congreso IALCCE, que tuvo lugar en Gante en octubre de 2018, tuve la oportunidad de escuchar la lección magistral (Fazlur R. Khan Lecture) del doctor Man-Chung Tang, denominada «Durability of bridges«. Fue una conferencia brillante, donde la gran experiencia y conocimiento de este gran ingeniero de puentes, dejó muy claros algunos conceptos de gran importancia.

El doctor Tang, nacido en Zhaoqing (China), en 1938, es el Presidente del Consejo de Administración y el Director Técnico de la firma T.Y. Lin International ubicada en San Francisco (Estados Unidos). Se trata de una empresa multinacional en el ámbito de las infraestructuras e ingeniería de todo tipo, que emplea a más de 2500 ingenieros, arquitectos y científicos. Además, recibió el premio Senior Award del IALCCE del 2018 (al igual que Tatiana García Segura recibió el Junior Award).

 

 

La lección magistral, tal y como la introduce el propio Congreso, se presentaba de la siguiente forma:

«In the past, life cycle cost of a bridge is usually defined as the sum of initial costs, operation costs, maintenance costs, rehabilitation costs and disposal costs. Today, we may add environmental costs and social costs to arrive at a more realistic “total life cycle cost”. But the total life cycle cost of a bridge by itself does not have much meaning unless we also know the service life of the bridge. The economic efficiency of the bridge is the total life cycle cost divided by the service life of the bridge. The main factor affecting the service life is the durability of the bridge.«

Lo que más me llamó la atención es la llamada internacional a que los puentes se diseñen para una vida útil de 300 años. Se trata de una opinión que suscribo plenamente y que se debería llevar lo antes posible a los foros correspondientes. Son muchos ya los problemas de durabilidad y los accidentes que presentan estas estructuras para no tomar esta valiente decisión. Para ello hay que entender lo que significa la gestión del puente a lo largo de su ciclo de vida.

En efecto, muchas normas e instrucciones prescriben actualmente para la mayoría de los puentes una vida útil de 100 años para los grandes puentes y de 75 años para el resto. En España, la vida útil nominal indicada en la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08 es de 100 años para puentes de longitud total igual o superior a 10 metros y otras estructuras de ingeniería civil de repercusión económica alta.

Durante su lección magistral, el doctor Tang diferenció claramente la vida de servicio (service life) de un puente de lo que sería la vida útil para la que fue diseñada la estructura (design life). La vida de servicio se considera como el tiempo durante el cual un puente se puede utilizar de forma segura, de acuerdo con los criterios de diseño establecidos. Sin embargo, cuando se proyecta un puente, es difícil saber a ciencia cierta cuánto tiempo realmente dicho puente podrá estar en servicio. La vida de servicio, por tanto, no tiene por qué coincidir con la vida útil de diseño puesto que es evidente que un puente se puede encontrar en perfectas condiciones el día posterior a la caducidad de su vida de servicio, y no por ello debe procederse a su demolición. También es posible que, antes de alcanzar el fin de su vida útil, el puente quede fuera de servicio por múltiples motivos.

Por otra parte, un puente es durable si su vida de servicio es suficientemente larga. Como un puente debe ser seguro, funcional, económico y tener una buena presencia, ello implica que un puente será durable si es durable en cuanto a su seguridad, funcionalidad, economía y buena presencia. Este concepto de durabilidad, como es fácil de entender, está asociado a la probabilidad de incumplimiento de alguna de las funciones señaladas.

Además, hoy día el concepto de sostenibilidad implica un cambio radical en la forma de proyectar, construir y mantener los puentes. Si los romanos fueron capaces de construir puentes que han durado más de dos mil años, hoy es inconcebible que se proyecten puentes para una vida útil de 100 años.

El doctor Tang, basándose en sus observaciones y experiencia, expuso claramente su propuesta de elevar a 300 años la vida útil en el proyecto de los puentes. Ello no incrementaría en exceso el coste del puente. Además, muchos de los materiales empleados pueden durar esos 300 años si se realiza un mantenimiento conveniente. Nuestro grupo de investigación ha comprobado cómo realizando una optimización multiobjetivo de un puente se puede incrementar su vida útil muy por encima de los 100 años con incrementos muy pequeños en los costes (García-Segura et al., 2017).

Habrá quien argumente que antes de lo que esperamos la tecnología cambiará tanto que no tenga sentido el aumentar la vida útil de los puentes (coches voladores, por ejemplo). Sin embargo, ya hemos visto que desde el punto de vista de la sostenibilidad de los recursos naturales, desde el punto de vista económico, y sobre todo, para tratar de evitar tragedias como las que se han vivido recientemente, está más que justificada la revisión de la vida útil de diseño de las infraestructuras (no solo puentes, sino viviendas, obras hidráulicas, carreteras, puertos, etc.).

Por tanto, suscribo plenamente la opinión bien argumentada del doctor Tang: la vida útil de los puentes debe modificarse en las normas e instrucciones para subirla a un mínimo de 300 años.

Referencias:

GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V.; FRANGOPOL, D.M. (2017). Multi-Objective Design of Post-Tensioned Concrete Road Bridges Using Artificial Neural Networks. Structural and Multidisciplinary Optimization, 56(1):139-150.

TANG, M.C. (2018). Durability of bridges, in Caspeele, Taerwe and Frangopol (eds.): Life-Cycle Analysis and Assessment in Civil Engineering: Towards an Integrated Vision. CRC Press, Taylor & Francis Group, London, UK, pp. 3-7.

 

Componentes de una cimbra montada con elementos prefabricados

Figura 1. https://pixabay.com/es/sitio-las-obras-de-construcci%C3%B3n-592459/
CC0 Creative Commons

Las cimbras, según define la Norma Técnica de Prevención NTP-1069, son estructuras provisionales de apuntalamiento en altura, que sirven para la sustentación de las distintas plataformas, mesas o planchas de trabajo que conforman el encofrado, cumplen, según los casos, funciones de servicio, carga y protección. Las cimbras también se pueden utilizar como apeo para cualquier carga, por ejemplo: estructuras como apeo en fase de montaje, demoliciones, refuerzo de estructuras existentes frente cargas puntuales, etc.

Las torres de cimbra de componentes prefabricados son los más empleados, clasificándose según su método de rigidización, pues se puede triangular completamente en todos los planos verticales (Figura 1) o no.

Las cimbras permiten su funcionamiento como estructuras capaces de soportar cargas de diferente naturaleza. Los principales componentes y elementos principales son los siguientes:

  • Base regulable. Es una placa base metálica, dispuesta en la parte inferior de la torre de cimbra, que permite el apoyo sobre el terreno o cimentación durante el montaje y que, gracias a un husillo, se regula en altura para absorber de las irregularidades en la superficie de apoyo de la torre.
  • Cabezal en U. Se trata de una pieza metálica en U, situada en la parte superior de la torre, encima de los últimos montantes verticales, que permite el apoyo de las vigas primarias que soportan el encofrado.
  • Husillo. Consiste en un dispositivo metálico roscado, utilizado como componente principal en las bases regulables y en los cabezales en U. Es capaz de regular la altura de la cimbra y de liberarla de carga, para su descimbrado, a través de su descenso.
  • Montante. Es un elemento metálico vertical de la cimbra que transmite las cargas soportadas en la parte superior de la cimbra hasta el terreno o cimentación sobre la que se sustenta la torre de cimbra. Su montaje, arriostrado con el resto de los montantes verticales de la torre, configura lo que se denomina “módulos de la cimbra”.
  • Travesaño. Se trata de un elemento metálico horizontal de la cimbra, que conecta horizontalmente dos montantes verticales adyacentes, aumentado la rigidez y la resistencia vertical y estabilidad de la torre de cimbra.
  • Diagonal. Es un elemento metálico dispuesto en la torre de cimbra, que permite conectar de manera diagonal dos montantes verticales adyacentes, aumentando la rigidez y proporcionando una mayor resistencia vertical y lateral de esta estructura auxiliar de carácter temporal. Tanto los travesaños horizontales como las diagonales, son rigidizadores que ajustan, aseguran y estabilizan la torre de cimbra desde su arranque. El número de arriostramientos varía en función de la altura total de la torre, gracias a lo cual se evita el vuelco o desplazamiento de la torre de cimbra ante posibles esfuerzos horizontales, garantizando la estabilidad estructural y la capacidad de carga de la torre de cimbra.
  • Abrazadera/acoplamiento: Se trata de un dispositivo utilizado para conectar dos tubos diferentes. Existen dos tipos principales: acoplamiento de cuña (donde la fuerza de sujeción se obtiene al ajustar una mordaza sobre el tubo mediante el golpeo de una cuña) y el acoplamiento roscado (donde la fuerza de sujeción se obtiene al ajustar una mordaza alrededor del tubo por medio de una tuerca y un perno).
  • Contrapeso. Consiste en material sólido opcional que puede disponer la estructura que conforma la cimbra para proporcionar una mayor estabilidad frente al vuelco por la acción de su peso muerto.
  • Cimiento. Subestructura opcional, en terrenos de poca capacidad portante y de resistencia a compresión, que tiene el objetivo de transmitir la carga de las torres de cimbra a este en lugar de realizar un apoyo directo sobre el terreno. Como cimentación de las torres de carga suelen disponerse zapatas formadas por durmientes de madera o de hormigón.

En la Figura 2 siguiente se puede ver un esquema simplificado de los componentes de una cimbra, en este caso, de una cimbra de gran carga MK-360 de la empresa ULMA.

Figura 2. https://www.ulmaconstruction.com/es/encofrados/puntales-cimbras/cimbras-de-gran-carga/cimbra-gran-carga-mk

 

A continuación os dejo una animación del proceso de montaje Cimbra PAL Mecanotubo para aclarar las ideas.

Referencias:

Cursos:

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

 

Antecedentes y motivación del proyecto de investigación DIMALIFE (2018-2020)

Hoy 2 de enero de 2018 empezamos oficialmente el proyecto de investigación DIMALIFE (BIA2017-85098-R): «Diseño y mantenimiento óptimo robusto y basado en fiabilidad de puentes e infraestructuras viarias de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos». Se trata de un proyecto trianual (2018-2020) financiado por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad, así como por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER). La entidad solicitante es la Universitat Politècnica de València y el Centro el ICITECH (Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón). Los investigadores principales son Víctor Yepes (IP1) y Eugenio Pellicer (IP2). Al proyecto también se le ha asignado un Contrato Predoctoral, que sacaremos a concurso próximamente. Con las restricciones presupuestarias tan fuertes en materia de I+D+i y con la alta competencia existente por conseguir proyectos de investigación, lo cierto es que estamos muy satisfechos por haber conseguido financiación. Además, estamos abiertos a cualquier tipo de colaboración tanto desde el mundo empresarial o universitario para reforzar este reto. Por tanto, lo primero que vamos a hacer es explicar los antecedentes y la motivación del proyecto.

La sostenibilidad económica y el desarrollo social de la mayoría de los países dependen directamente del comportamiento fiable y duradero de sus infraestructuras (Frangopol, 2011). Las infraestructuras del transporte presentan una especial relevancia, especialmente sus infraestructuras viarias y puentes, cuya construcción y mantenimiento influyen fuertemente en la actividad económica, el crecimiento y el empleo. Sin embargo, tal y como indica Marí (2007), estas actividades impactan significativamente en el medio ambiente, presentan efectos irreversibles y pueden comprometer el presente y el futuro de la sociedad. El gran reto, por tanto, será disponer de infraestructuras capaces de maximizar su beneficio social sin comprometer su sostenibilidad (Aguado et al., 2012). La sostenibilidad, de hecho, constituye un enfoque que ha dado un giro radical a la forma de afrontar nuestra existencia. El calentamiento global, las tensiones sociales derivadas de la presión demográfica y del reparto desequilibrado de la riqueza son, entre otros, los grandes retos que debe afrontar esta generación. Continue reading «Antecedentes y motivación del proyecto de investigación DIMALIFE (2018-2020)» →