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Optimización multiobjetivo basada en fiabilidad del ciclo de vida de un puente en cajón postesado

Fuente: http://www.freyssinet.es/wp/?cat=3

Os presentamos un artículo, que se ha editado en formato abierto, donde se ha realizado la optimización a lo largo de su ciclo de vida de un puente en cajón postesado basándose en fiabilidad. Para ilustrar la metodología, se ha utilizado como ejemplo un puente situado en una zona costera y, por tanto, sometido a la corrosión por ambiente marino. Se ha optimizado el puente con múltiples objetivos simultáneos: el coste, las emisiones totales de CO₂ (incluyendo la recarbonatación), el inicio de la propagación de la corrosión y la seguridad. Primero se ha construido una frontera de Pareto con todas las soluciones óptimas con los múltiples objetivos y luego se ha estudiado el mantenimiento del puente, optimizando este mantenimiento atendiendo a criterios económicos, sociales y ambientales. Este artículo se enmarca dentro del proyecto de investigación BRIDLIFE. Espero que os sea de interés el artículo, que lo podéis descargar gratuitamente y compartir sin problemas (open-access).

Referencia:

GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V.; FRANGOPOL, D.M.; YANG, D.Y. (2017). Lifetime Reliability-Based Optimization of Post-Tensioned Box-Girder Bridges. Engineering Structures, 145:381-391. DOI:10.1016/j.engstruct.2017.05.013

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El impacto ambiental de una obra

El hombre impacta con sus acciones al medio ambiente, especialmente cuando actúa sobre el territorio con sus construcciones. De hecho, durante mucho tiempo la ingeniería civil parecía ser el antagonista del medio ambiente. Hoy en día el paradigma está cambiando, de forma que en los planes de estudios de ingeniería civil los aspectos ambientales cobran cada vez mayor peso. No se puede entender una actuación en ingeniería que no intente ser respetuosa con el medio ambiente.

Hablar de estos temas supone no un post, sino un blog entero dedicado en exclusivamente al impacto de las obras. Pero quien mejor nos puede introducir a este tema tan importante y apasionante es el profesor Santiago Hernández Fernández, doctor ingeniero de caminos, catedrático de Proyectos e Ingeniería Medioambiental de la Universidad de Extremadura y presidente de la Junta Rectora del Parque Nacional de Monfragüe. Santiago Hernández, además, ha sido Premio Nacional de Medio Ambiente. Para ello os dejo un pequeño vídeo de poco más de tres minutos donde nos ofrece algunos puntos de vista al respecto. Espero que os guste.

Propuesta metodológica para estimar la sostenibilidad social de los proyectos de ingeniería

La evaluación de la sostenibilidad social de los proyectos no es un tema sencillo ni inmediato. Si bien los impactos medioambientales se han estudiado en el ámbito científico con cierta profundidad, los impactos sociales de las infraestructuras se han investigado mucho menos. Es más, en numerosas ocasiones dichos impactos se han minusvalorado. Pues bien, nos acaban de publicar un artículo en la revista Environmental Impact Assessment Review (revista indexada en el JCR, primer cuartil de impacto) en el cual proponemos una metodología que permite afrontar este reto.

Puedes solicitar este artículo accediendo al siguiente enlace: https://www.researchgate.net/publication/313218553_Method_for_estimating_the_social_sustainability_of_infrastructure_projects

Referencia:

SIERRA, L.A.; PELLICER, E.; YEPES, V. (2017). Method for estimating the social sustainability of infrastructure projects. Environmental Impact Assessment Review, 65:41-53. https://doi.org/10.1016/j.eiar.2017.02.004

Highlights:

Method to select suitable infrastructure projects from the social sustainability point of view
Emphasizes social interactions of the infrastructure in the short and long term
Distinguishes the social sustainability of infrastructure projects in different locations
Efficiency of a social contribution in terms of early social benefits and a long-term distribution
Supports early decision-making of public agencies regarding infrastructure projects

Abstract:

Nowadays, sustainability assessments tend to focus on the biophysical and economic considerations of the built environment. Social facets are generally underestimated when investment in infrastructure projects is appraised. This paper proposes a method to estimate the contribution of infrastructure projects to social sustainability. This method takes into account the interactions of an infrastructure with its environment in terms of the potential for short and long-term social improvement. The method is structured in five stages: (1) social improvement criteria and goals to be taken into account are identified and weighed; (2) an exploratory study is conducted to determine transfer functions; (3) each criterion is homogenized through value functions; (4) the short and long-term social improvement indices are established; and finally, (5) social improvement indices are contrasted to identify the socially selected alternatives and to assign an order of priority. The method was implemented in six alternatives for road infrastructure improvement. The results of the analysis show that the method can distinguish the contribution to social sustainability of different infrastructure projects and location contexts, according to early benefits and potential long-term equitable improvement. This method can be applied prior to the implementation of a project and can complement environmental and economic sustainability assessments.

Keywords:

Social contribution;
Social improvement;
Infrastructure;
Method;
Social sustainability

¿Qué es el reciclado de firmes con cemento?

https://www.eurovia-es.com/soluciones-constructivas/por-tipo-de-aplicacion/tecnicas-amigables-con-el-medioambiente/reciclado-in-situ-con-cemento

El reciclado es una técnica cuyo objetivo principal consiste en transformar un firme degradado en una estructura homogénea y adaptada al tráfico que debe soportar. Se trata de reutilizar sus materiales para la construcción de una nueva capa portante, lo que permite claras ventajas medioambientales y económicas.

Para ampliar los conocimientos sobre este tema, os dejo una videoconferencia proporcionada por Structuralia sobre aplicación del cemento en la conservación de carreteras. El ponente es Jesús Díaz Minguela, Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos y Director Técnico de IECA. Espero que os sea de utilidad.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 749.

Sostenibilidad social en el desarrollo de infraestructuras públicas chilenas

Referencia:

SIERRA, L.A.; PELLICER, E.; YEPES, V. (2016). Sostenibilidad en el desarrollo de infraestructuras públicas chilenas. X Conferencia Internacional Encuentros Barcelona 2016, 16-18 de octubre, Barcelona (España).

Resumen:

Desde la promulgación de la Agenda 21, se han promovido acciones orientadas a la sostenibilidad en el ciclo de vida de los proyectos de construcción . No obstante, hoy en día, se reconoce que los aspectos sociales no tienen la misma consideración que los aspectos biofísicos o económicos. No considerar la dimensión social en el desarrollo de una infraestructura ha tenido los siguientes efectos sobre la sociedad: A corto plazo, la interacción de los diversos actores han puesto en riesgo los resultados del proyecto. A largo plazo, vulnera la calidad de vida intra-generacional y repercute sobre las futuras generaciones. Iniciativas recientes en Chile han abordado los aspectos sociales respecto de las iniciativas empresariales a través de la responsabilidad social. En otras instancias ha sido considerados la participación ciudadana en algunos proyectos como una parte de los procesos de Evaluación Ambiental. La definición de los criterios que componen la sostenibilidad social en proyectos de construcción tiene todavía que ser claramente delineada, dependiendo los contextos de aplicación, la perspectiva de los actores involucrados y las etapas durante el ciclo de vida. Esta comunicación identifica los criterios de sostenibilidad social más adecuados para cada etapa del ciclo de vida de una infraestructura civil pública. Este estudio está limitado a las infraestructuras civiles de uso público, bajo condiciones de uso esperado y a un número limitado de expertos consultados en un contexto chileno.

Palabras claves:

Delphi; Infraestructura; Sostenibilidad Social; Ciclo de vida; Chile.

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Redes neuronales aplicadas al diseño multiobjetivo de puentes postesados

Nos acaban de publicar en línea en la revista Structural and Multidisciplinary Optimization (revista indexada en JCR en el primer cuartil) un trabajo de investigación en el que utilizamos las redes neuronales artificiales junto para el diseño multiobjetivo de puentes postesados de carreteras. Os paso a continuación el resumen y el enlace al artículo por si os resulta de interés. El enlace del artículo es el siguiente: http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00158-017-1653-0

Referencia:

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, doi:10.1007/s00158-017-1653-0

Abstract:

In order to minimize the total expected cost, bridges have to be designed for safety and durability. This paper considers the cost, the safety, and the corrosion initiation time to design post-tensioned concrete box-girder road bridges. The deck is modeled by finite elements based on problem variables such as the cross-section geometry, the concrete grade, and the reinforcing and post-tensioning steel. An integrated multi-objective harmony search with artificial neural networks (ANNs) is proposed to reduce the high computing time required for the finite-element analysis and the increment in conflicting objectives. ANNs are trained through the results of previous bridge performance evaluations. Then, ANNs are used to evaluate the constraints and provide a direction towards the Pareto front. Finally, exact methods actualize and improve the Pareto set. The results show that the harmony search parameters should be progressively changed in a diversification-intensification strategy. This methodology provides trade-off solutions that are the cheapest ones for the safety and durability levels considered. Therefore, it is possible to choose an alternative that can be easily adjusted to each need.

Keywords:

Multi-objective harmony search; Artificial neural networks; Post-tensioned concrete bridges; Durability; Safety.

Os dejo a continuación la versión autor del artículo.

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Sostenibilidad del mantenimiento de carreteras bajo presupuestos restrictivos

¿Es posible un mantenimiento sostenible de las carreteras cuando apenas existen presupuestos para ello?

A continuación os dejo el enlace a un artículo científico que nos acaban de publicar donde se muestra la posibilidad de utilizar técnicas de optimización heurística para conseguirlo.

Puedes solicitar una copia gratuita de este artículo en la siguiente dirección: https://www.researchgate.net/publication/312598336_Towards_a_sustainable_optimization_of_pavement_maintenance_programs_under_budgetary_restrictions

Referencia:

TORRES-MACHI, C.; PELLICER, E.; YEPES, V.; CHAMORRO, A. (2017). Towards a sustainable optimization of pavement maintenance programs under budgetary restrictions. Journal of Cleaner Production, 148:90-102. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652617301142

Abstract:

Transport sector constitutes the second largest source of global greenhouse gas (GHG) emissions, being the road transportation the main contributor of these emissions. Efforts in the road sector have traditionally focused on vehicle emissions and infrastructure is typically not included in the emissions account. Road environmental impact is estimated to increase by 10% if the stages of road design, construction, and operation were considered. Previous literature has widely study sustainable practices in pavement design and construction, with little attention paid to maintenance. Current state of practice reveals that pavement managers barely consider environmental performance and their evaluations solely rely on technical and economic criteria. This situation creates the need to incorporate, in an integrated manner, technical, economic, and environmental aspects in the design of maintenance programs. The main objective of this research is to develop a tool for the optimal design of sustainable maintenance programs. Given a maintenance budget, the tool aims to maximize the long-term effectiveness of the network while minimizing GHG emissions derived from the application of maintenance treatments. The capability of the proposed tool is analyzed in a case study dealing with an urban pavement network. In comparison to the traditional maintenance policy, the proposed tool designs maintenance programs that increase the average network condition by up to 22% and reduces GHG emissions by 12%. This application also analyzes the effect of different budgetary scenarios in the technical and environmental performance of the network. This application helps pavement managers in the trade-off between budget and network performance.

Keywords:

Greenhouse gas emissions;
Long-term effectiveness;
Optimization;
Sustainability;
Pavement management;
Sensitivity analysis

La aplicación de la toma de decisiones multicriterio a la gestión de presas

La gestión del mantenimiento de las presas existentes constituye un proceso complejo que requiere la aplicación de la toma de decisiones atendiendo a múltiples criterios para evitar las severas consecuencias sociales, económicas y medioambientales que pueden acarrear. A continuación os dejo un artículo científico que nos acaban de publicar al respecto. Realiza una revisión profunda del estado del arte en la materia. Espero que os sea de interés.

El artículo completo lo podéis encontrar aquí: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652617301051

Abstract:

Decisions for aging-dam management requires a transparent process to prevent the dam failure, thus to avoid severe consequences in socio-economic and environmental terms. Multiple criteria analysis arose to model complex problems like this. This paper reviews specific problems, applications and Multi-Criteria Decision Making techniques for dam management. Multi-Attribute Decision Making techniques had a major presence under the single approach, specially the Analytic Hierarchy Process, and its combination with Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution was prominent under the hybrid approach; while a high variety of complementary techniques was identified. A growing hybridization and fuzzification are the two most relevant trends observed. The integration of stakeholders within the decision making process and the inclusion of trade-offs and interactions between components within the evaluation model must receive a deeper exploration. Despite the progressive consolidation of Multi-Criteria Decision Making in dam management, further research is required to differentiate between rational and intuitive decision processes. Additionally, the need to address benefits, opportunities, costs and risks related to repair, upgrading or removal measures in aging dams suggests the Analytic Network Process, not yet explored under this approach, as an interesting path worth investigating.

Keywords:

Ageing dams;
Dam management;
Decision making;
Multiple criteria analysis;
Risk

Referencia:

ZAMARRÓN-MIEZA, I.; YEPES, V.; MORENO-JIMÉNEZ, J.M. (2017). A systematic review of application of multi-criteria decision analysis for aging-dam management. Journal of Cleaner Production, 147:217-230. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652617301051

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Aplicación de los métodos de decisión multicriterio al diseño sostenible de puentes

Puente en cajón postesado sobre el Turia (Quart de Poblet). Proyectado por Javier Manterola y construido por Dragados y Construcciones en 1991.

Actualmente, existe una tendencia clara hacia la sostenibilidad en los proyectos de estructuras, para lo cual es necesario equilibrar los criterios que apoyan esta sostenibilidad: la economía, el medio ambiente y la sociedad. Estos pilares básicos tienen objetivos diferentes y, habitualmente, enfrentados entre sí. Esta realidad lleva a la necesidad de adoptar procesos de toma de decisiones que permitan encontrar soluciones capaces de satisfacer, en la mejor medida posible, los principios de sostenibilidad mencionados. Los puentes son infraestructuras básicas de comunicación entre los distintos territorios. Por lo tanto, es imprescindible garantizar la sostenibilidad de este tipo de estructuras a lo largo de su ciclo de vida.

A continuación se presenta un artículo recién publicado que tiene como objetivo principal revisar la aplicación de las técnicas de decisión multicriterio al caso de los puentes. Esta investigación se enmarca dentro del proyecto BRIDLIFE (BIA2014-56574-R), en el cual participan los autores. La revisión se ha realizado atendiendo a las fases del ciclo de vida del puente, teniendo en cuenta los trabajos que proponen soluciones y toman decisiones directamente respecto a estas soluciones. También se han tenido en cuenta las aportaciones que, a pesar de no seleccionar una solución entre varias, aplican un método para evaluar una solución en particular. La relevancia de estos trabajos radica en la forma en que se llevan a cabo los procesos de evaluación, que constituyen la piedra angular para el proyecto de un puente desde el punto de vista de la sostenibilidad, teniendo en cuenta todas y cada una de las fases de su ciclo de vida.

Este artículo lo podéis descargar en el siguiente enlace: http://www.mdpi.com/2071-1050/8/12/1295, aunque también os lo dejo en el post para vuestra descarga directa.

Referencia:

Penadés-Plà, V.; García-Segura, T.; Martí, J.V.; Yepes, V. A Review of Multi-Criteria Decision-Making Methods Applied to the Sustainable Bridge Design. Sustainability 2016, 8, 1295.

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International Structural Engineering and Construction Conference

Voy a dedicar el post de hoy a hablar un poco de ISEC (Structural Engineering & Construction Conference). Se trata de una sociedad integrada por profesionales de la ingeniería en las áreas de ingeniería civil, estructural e ingeniería de la construcción. Se trata de una red que se encarga de realizar conferencias, seminarios y publicaciones.

La primera de las conferencias, ISEC-01 tuvo lugar en enero de 2001, siendo la Universidad de Hawaii la organización anfitriona. Siguieron, con carácter bianual, otras conferencias en Roma, Shunan, Melburne, Las Vegas, Zurich, Honolulu y Sidney. El próximo 2017 la Universitat Politècnica de València actuará como anfitriona. Dicha conferencia se desarrollará del 24 al 29 de julio de 2017.

El profesor Eugenio Pellicer actuará como Conference Chair de dicho evento. En mi caso, me ha tocado estar en el Comité Organizador y actuar como co-editor de las comunicaciones que se reciban.

En este momento se han recibido más de 300 comunicaciones, lo cual significa un gran éxito de convocatoria. Hay que pensar que Valencia es un sitio muy atractivo y bien comunicado y eso favorece dicho éxito.

Os paso a continuación el «Call for papers» por si estáis interesados en participar en este evento.

*** CALL FOR PAPERS ***

This is a reminder that the 9th Biennial International Structural Engineering and Construction Conference (ISEC-9) will be held in Valencia, Spain, July 24-29, 2017. The port city of Valencia lies on Spain’s southeastern coast, and has been Spain’s historical harbor on the Mediterranean. Valencia is Spain’s third largest city and a popular tourist destination. Valencia is known as a City of Arts and Sciences, with futuristic structures and several beautiful beaches within easy distance of the city center. There is lots to explore in Valencia! So, we hope you will mark the ISEC-9 conference on your calendar!

ISEC-9 succeeds the following ISEC conferences:

ISEC-8 in Sydney Australia, 2015;
ISEC-7 in Honolulu, Hawaii, USA, 2013;
ISEC-6 in Zurich, Switzerland, 2011;
ISEC-5 in Las Vegas, Nevada, USA, 2009;
ISEC-4 in Melbourne, Australia, 2007;
ISEC-3 in Shunan, Japan, 2005;
ISEC-2 in Rome, Italy, 2003;
ISEC-1 in Honolulu, Hawaii, USA, 2001.

The abstract submission deadline is Dec 16, 2016 (final).

CONFERENCE: 9th International Structural Engineering and Construction Conference (ISEC-9), Valencia, Spain, July 24-29, 2017

HOST: Universitat Politècnica de València, València, Spain

ORGANIZED BY: ISEC Society

CO-SPONSORED BY: American Concrete Institute (ACI), Chartered Institute of Building (CIOB)

TOPICS: (in alphabetical-order): {All branches of structural and construction engineering}; Architecture and Architectural Engineering, Construction and Engineering Management, Construction Safety, Cost and Project Management, Disaster Management, Education and Professional Ethics, Energy, Facilities and Asset Management, Hydraulics and Hydrology, Geotechnical and Foundation Engineering, Housing, Infrastructure, Law and Dispute Resolution, Materials, Policies for Technology and National Development, Ports and Harbors, Procurement, Quality, Risk Analysis, Structures, Sustainability, Water and Air, and more. See https://www.isec-society.org/ISEC_09/topics.php for the 21 tracks and 186 sub-tracks.

DEADLINE and METHOD FOR SUBMISSION OF ABSTRACTS: December 16, 2016 for a 200 to 400 word abstract outlining the subject, methodology, major content, and conclusions. Abstracts must be submitted online at the ISEC abstracts and papers submission website at https://www.isec-society.org/ISEC_09/abstractsAndPapers/

ISEC-9 WEBSITE: https://www.isec-society.org/ISEC_09/index.php

Kind regards,

ISEC Secretariat
ISEC Society

https://www.isec-society.org/index.htm