Pilotes de desplazamiento

hincado13Los pilotes de desplazamiento se construyen sin extraer las tierras del terreno. Están formados, total o parcialmente, por elementos prefabricados que se introducen en el suelo sin excavarlo previamente mediante un procedimiento denominado, en términos generales, hinca. La introducción de un volumen adicional en el terreno produce una modificación significativa de su estado tensional.

En función del tipo y del comportamiento del terreno, el efecto de la hinca es diferente. Así, se distingue claramente entre suelos granulares y suelos cohesivos:

  1. En suelos granulares, la introducción de un volumen adicional compacta el suelo. Esto provoca, en general, una depresión en la superficie del terreno en la zona circundante al pilote.
  2. En suelos cohesivos, la hinca provoca una perturbación debido al aumento de las presiones intersticiales, al arrastre de una pirámide de suelo bajo la punta y a la rotura de estratos intermedios, entre otros. Estas modificaciones suponen un comportamiento dependiente del tiempo del suelo cohesivo, debido a la disipación de presiones intersticiales y, en general, a su endurecimiento.

La hinca es el procedimiento de introducción de pilotes en el terreno más antiguo (los primeros pilotes fueron de madera). La hinca puede realizarse con diferentes métodos o sistemas:

  • Hinca dinámica o por impacto. Se introduce el pilote en el terreno mediante una sucesión de golpes en la cabeza del mismo con unos equipos denominados martinetes o martillos. Es el método de hinca más versátil y más utilizado.
  • Hinca por vibración. Unos equipos denominados vibrohincadores. Su uso está prácticamente limitado a la hinca de perfiles metálicos, tanto de pilotes como de tablestacas.
  • Hinca por presión.
Pilotes prefabricados. Vía http://fernandeztadeo.com

Una vez hincado en el terreno, este ejerce sobre el pilote y en toda su superficie lateral una fuerza de adherencia que aumenta al continuar clavando más pilotes en las proximidades. De este modo, se puede conseguir una consolidación del terreno mediante este procedimiento. Por este motivo, la hinca de un grupo de pilotes debe realizarse siempre de dentro hacia afuera.

En el mercado existen diversos tipos de pilotes que pueden ser considerados pilotes de desplazamiento según los efectos que produce su introducción en el terreno. En su mayor parte, se trata de elementos prefabricados que se introducen mediante hinca, aunque hay otros cuya técnica de ejecución es más similar a la de los pilotes de extracción. Sin embargo, deben considerarse pilotes de desplazamiento.

 Según la configuración del pilote, se pueden diferenciar dos grupos de pilotes de desplazamiento:

  • Pilotes de desplazamiento prefabricados. El pilote es un elemento estructural completamente prefabricado que se introduce en el suelo mediante hinca u otros sistemas. Dentro de este grupo se encuentran los pilotes de madera, de hormigón armado o pretensado y los pilotes metálicos.
  • Pilotes de desplazamiento hormigonados “in situ. Se introduce en el terreno mediante hinca u otro sistema, no el pilote, sino un elemento auxiliar (un tubo metálico con tapón en la punta o un tapón de grava u hormigón). El hueco generado por la hinca de este elemento se rellena con hormigón fresco y armadura, creando así el pilote propiamente dicho. El elemento auxiliar o parte de él puede extraerse posteriormente. Dentro de este grupo se encuentran los pilotes de hormigón in situ con camisa prehincada, los pilotes de hormigón in situ apisonados tipo «Franki», los pilotes roscados sin extracción de terreno y otros.

La principal limitación de los pilotes hincados prefabricados es la posibilidad de encontrar un estrato competente difícil de atravesar. Además, para cubrir la profundidad requerida, se debe desperdiciar cierta longitud de material y hay que prever un almacenamiento e inversión importantes de los prefabricados.

Un artículo para ampliar información sobre diseño y pruebas de pilotes prefabricados hincados podéis verlo en un artículo de Carlos Fernández Tadeo: http://fernandeztadeo.com/WordPress/?p=2647

Os dejo a continuación un vídeo sobre la construcción e hincado de pilotes de 40 x 40 cm de sección y 15,00 m de longitud en un tramo. Para mayor información: www.cimentacionesaplicadas.com

Referencia:

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

Cursos:

Curso de gestión de costes y producción de la maquinaria empleada en la construcción.

Curso de compactación superficial y profunda de suelos en obras de ingeniería civil y edificación.

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

Licencia de Creative Commons
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Innovaciones en materia de tecnología de puentes, por Javier Manterola

Os paso a continuación una conferencia impartida por el profesor D. Javier Manterola Armisén sobre las innovaciones en materia de tecnología de puentes. Javier Manterola es doctor ingeniero de caminos, catedrático de puentes y Académico de número de la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando, Madrid. Espero que os guste tanto como a mí.

 

Causas de variabilidad de un proceso

Image9245El enemigo de todo proceso es la variación, siendo la variabilidad inevitable. Cuando se fabrica un producto o se presta un servicio, es materialmente imposible que dos resultados sean exactamente iguales. Ello se debe a múltiples motivos, más o menos evitables. Por un lado existen múltiples causas comunes, aleatorias y no controlables que hacen que el resultado cambie siguiendo habitualmente una distribución de probabilidad normal. Se dice que dicho proceso se encuentra bajo control estadístico, siendo éste el enfoque que sobre el concepto de calidad propugna Deming y que vimos en un artículo anterior. Por otra parte, existen unas pocas causas asignables, que ocurren de forma fortuita y que podemos detectarlas y corregirlas. Ocurren de forma errática y, afortunadamente se solucionan fácilmente. Las causas comunes son difíciles de erradicar porque precisan de un cambio del proceso, de la máquina o del sistema que produce los resultados, siendo ese cambio una responsabilidad de la gerencia. Kaouru Ishikawa decía que el 85% de los problemas en un proceso son responsabilidad de la gerencia, siendo mal recibido dicho comentario por parte de la alta dirección de las empresas.

Para aclarar y entender estos conceptos, os dejo un Polimedia explicativo, de poco más de siete minutos, que espero os guste.

Una aproximación cognitiva a la optimización multiobjetivo de estructuras de hormigón

BBA027Acaban de publicarnos un artículo muy novedoso sobre la aproximación cognitiva a los problemas de optimización multiobjetivo de las estructuras de hormigón. La revista es Archives of Civil and Mechanical Engineering, que es una revista de alto impacto en el campo de la ingeniería civil, indexada en el JCR en el primer cuartil. El resultado de combinar técnicas de decisión multicriterio junto con la optimización multiobjetivo supone una auténtica revolución en la forma de abordar el diseño de las estructuras. Ya no basta con aplicar la experiencia, la imaginación y las normas para proyectar una estructura. Se hace necesario abordar el problema desde el origen, considerando múltiples perspectivas y buscando soluciones que optimicen a la vez aspectos como los costes, la seguridad, la sostenibilidad, los riesgos laborales, la durabilidad, la estética y tantos otros.

El artículo plantea la metodología básica necesaria para establecer la resolución de este tipo de problemas. Sin embargo se deben potenciar los estudios que permitan valorar los aspectos más subjetivos que intervienen en la decisión de la mejor opción de las posibles. Esta línea de investigación se encuadra dentro del proyecto de investigación BRIDLIFE, del cual soy investigador principal. Además, supone un ejemplo de colaboración con otras universidades, en este caso con la Universidad de Zaragoza.

Referencia:

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

Abstract:

This paper proposes a cognitive approach for analyzing and reducing the Pareto optimal set for multi-objective optimization (MOO) of structural problems by means of jointly incorporating subjective and objective aspects. The approach provides improved knowledge on the decision-making process and makes it possible for the actors involved in the resolution process and its integrated systems to learn from the experience. The methodology consists of four steps: (i) the construction of the Pareto set using MOO models; (ii) the filtering of the Pareto set by compromise programming methods; (iii) the selection of the preferred solutions, utilizing the relative importance of criteria and the Analytic Hierarchy Process (AHP); (iv) the extraction of the relevant knowledge derived from the resolution process. A case study on the reinforced concrete (RC) I-beam has been included to illustrate the methodology. The compromise solutions are obtained through the objectives of economic feasibility, structural safety, and environmental sustainability criteria. The approach further identifies the patterns of behavior and critical points of the resolution process which reflect the relevant knowledge derived from the cognitive perspective. Results indicated that the solutions selected increased the number of years of service life. The procedure produced durable and ecological structures without price trade-offs.

BRIDLIFE: Toma de decisiones en la gestión del ciclo de vida de puentes pretensados de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos

BBA040Tras haber cerrado el proyecto de investigación anterior HORSOST, centrado en la optimización de la sostenibilidad de hormigones no convencionales, en este post os paso el resumen del último proyecto de investigación BRIDLIFE: “Toma de decisiones en la gestión del ciclo de vida de puentes pretensados de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos”. Dicho proyecto, del cual soy Investigador Principal, se ha aprobado en la última convocatoria de 2014 del Ministerio de Economía y Competitividad “Proyectos de I+D+I RETOS INVESTIGACIÓN”. BRIDLIFE lleva asociado un contrato predoctoral. Se trata de un proyecto de tres años, con 5 investigadores doctores de la Universitat Politècnica de València y 2 investigadores participantes de la Universidad de Colorado (Boulder), de Estados Unidos. Iré contando detalles de este proyecto de investigación a lo largo de los próximos meses.

RESUMEN:

Las vías de comunicación terrestre, y en especial los puentes, son infraestructuras básicas en el desarrollo económico, en el equilibrio territorial y en el bienestar social, cuya construcción, diseño, conservación y desmantelamiento se ven afectados gravemente cuando los presupuestos son restrictivos. Una parte significativa de estos puentes son de hormigón pretensado. Su deterioro y su incidencia en la seguridad son objeto de gran alarma social. Si además el mantenimiento es ineficiente, la reparación conlleva costes mucho mayores. El objetivo principal del proyecto BRIDLIFE consiste en desarrollar una metodología que permita incorporar procesos analíticos en la toma de decisiones en el ciclo completo de vida de puentes de hormigón pretensado, de forma que se contemplen las necesidades e intereses sociales y ambientales.

El diseño de los puentes se realiza de forma secuencial. Tras un predimensionamiento se comprueban todos los estados límites, en un proceso iterativo cuyo resultado en términos de eficiencia económica dependen fuertemente de la experiencia previa del proyectista. Una alternativa es el diseño totalmente automático utilizando técnicas de optimización, capaces de incorporar múltiples funciones objetivo y cuyo resultado es la generación de un conjunto de soluciones eficientes (frontera de Pareto). No obstante, esta metodología sigue presentando limitaciones que el proyecto BRIDLIFE pretende superar.

El empleo de técnicas de análisis del valor y toma de decisiones como MIVES ha supuesto un gran avance en la definición de un indicador de sostenibilidad reflejado en el Anejo 13 de la actual instrucción EHE. Sin embargo, este enfoque queda limitado a aspectos ambientales que tampoco consideran todo el ciclo completo de la vida de una estructura o el uso de hormigones de baja huella de carbono. Es una técnica jerárquica que no contempla las interacciones entre los distintos factores. El aspecto más relevante de BRIDLIFE consiste en incorporar un análisis del ciclo de vida definiendo un proceso de toma de decisiones que integre los aspectos sociales y medioambientales mediante técnicas analíticas de toma de decisiones multicriterio tanto de forma previa a los procesos de optimización multiobjetivo, como posteriormente en la priorización de las soluciones del frente de Pareto. Un análisis crítico de las tareas necesarias para la consecución de este objetivo indica la necesidad de coordinar un grupo multidisciplinar amplio capaz de aglutinar no sólo distintas perspectivas técnicas, sino también distintos intereses, públicos y privados. La actividad se pretende realizar aplicando tecnologías de consenso en red.

Por otra parte, la fuerte limitación presupuestaria presente en momentos de crisis como la actual, compromete seriamente las políticas de creación y conservación de las infraestructuras. Los resultados esperados, tras un análisis de sensibilidad de distintas políticas presupuestarias asociadas a un horizonte temporal, pretenden detallar qué tipologías, actuaciones concretas de conservación y alternativas de demolición y reutilización son adecuadas para minimizar los impactos ambientales y sociales. Ello requiere complementar los inventarios de las emisiones equivalentes de gases de efecto invernadero y consumos energéticos para hormigones de baja huella de carbono, así como identificar y valorar los factores de riesgo que afectan a la seguridad de las personas a lo largo de todo el ciclo de vida de los puentes.

PALABRAS CLAVE:

Toma de decisiones; puentes pretensados; hormigón; análisis del ciclo de vida; sostenibilidad; optimización multiobjetivo.

Dos despropósitos, un tinerfeño y la Ilustración alumbraron al ingeniero de caminos

descargaEl pasado viernes 24 de abril de 2015, el Consejo de Ministros aprobó una resolución por la cual un ingeniero de caminos o informático pre-Bolonia ostenta ahora tanto el nivel 3 del MECES como el 7 del EQF. Este desajuste ha tardado en subsanarse y ha perjudicado a muchos compañeros y empresas en el extranjero. Por tanto, se reconoce que el ingeniero de caminos, canales y puertos no es el ingeniero civil, sino que su nivel de estudios supera el grado.

Sin embargo, ¿de dónde viene esta profesión en España? En otro artículo analizamos el origen del ingeniero de caminos y la importancia del tinerfeño Agustín de Betancourt en este nacimiento. Estamos hablando de una época, finales del siglo XVIII, donde los planes reformistas de la Ilustración se fueron consolidando en España. Sin embargo, dos hechos detonaron la aparición de la Inspección de Caminos en 1799 y la Escuela de Ingenieros de Caminos en 1802: el inacabado puente del Rey sobre el Júcar y el desastre de la rotura de la presa murciana de Puentes.

Puente del Rey, sobre el Júcar (Gabarda)

La iniciativa de fundar el Cuerpo de «Caminos y Canales» ya había sido planteada en 1785 por Betancourt, que estaba pensionado en París. El objetivo era diferenciar el trabajo de los ingenieros militares y navales, que se iban a dedicar a la fortificación, el alzado topográfico y la construcción naval, de las labores de construcción de caminos y obras hidráulicas, que se iban a dejar a cargo de los ingenieros de caminos. Sin embargo, hubo que esperar a 1799, año en que las costosas obras públicas, proyectadas y ejecutadas por manos inexpertas, estaban desbordando las arcas públicas. Se decidió dejar en manos de la Inspección de Caminos este tipo de obras para evitar nuevos despropósitos (Rumeu, 1980; Sáenz, 1993).

Rotura de la Presa de Puentes, 1802.
Agustín de Betancourt (1758-1824)
Agustín de Betancourt (1758-1824)

En efecto, el creciente desprestigio de algunos arquitectos academicistas de la época, fruto de algunos dolorosos fracasos, propició la necesidad de preparar de forma rigurosa a los técnicos que debían encargarse de este tipo de obras. Así, las obras del puente del Rey sobre el Júcar, en la carretera de Madrid a Valencia, se paralizaron en 1801, después de que las arcas públicas se hubieran gastado grandes cantidades de dinero. Además, en abril de 1802, la presa de Puentes, finalizada diez años antes, reventó y arrasó la huerta de Lorca, causando más de 600 muertos. Casualidad o no, la Escuela de Ingenieros de Caminos empezó sus clases meses después del desastre de Puentes. No sería justo atribuir a estos desastres el nacimiento de esta profesión, pero sin duda aceleró la toma de decisiones en esta época convulsa.

Este programa reformista dio lugar en 1836 a la creación del Cuerpo de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, de modo que las obras públicas empezaron a depender de este nuevo cuerpo. Para ello, los ingenieros debían pasar por la nueva Escuela, que garantizaba, mediante una estricta educación, una formación técnica basada fundamentalmente en conocimientos hidráulicos y matemáticos, construcción práctica, geometría, mecánica, además de dibujo y diseño arquitectónico (Rumeu, 1980; Sáenz, 1993). El rigor de la selección de los alumnos era tal que, pese a ser una profesión bien remunerada, segura y de prestigio, solo el 20 % de los aspirantes llegaron a obtener su título en las primeras cuatro décadas de funcionamiento. De esta forma, el Cuerpo de Ingenieros no pudo completar su escalafón hasta principios del siglo XX.

Os dejo un vídeo del inacabado puente del Rey, en Gabarda:

Referencias:

Rumeu, A. (1980). Ciencia y tecnología de la España Ilustrada. La Escuela de Caminos y Canales. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid.

Sáenz Ridruejo, F. (1993). Los ingenieros de caminos. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid.

Propiedades de las clotoides

http://arablogs.catedu.es/blog.php?id_blog=1535&id_articulo=182544
http://arablogs.catedu.es/blog.php?id_blog=1535&id_articulo=182544

Seguimos con esta entrada viendo ejemplos de Laboratorios Virtuales de la Universitat Politècnica de València como herramienta innovadora para la docencia universitaria. Se trata de un laboratorio desarrollado por los profesores de la Unidad Docente de Caminos y Aeropuertos de la Universitat Politècnica de València, los profesores Francisco Javier Camacho Torregrosa, Ana María Pérez Zuriaga y Alfredo García García, donde se visualizan las propiedades de las clotoides.

Este objeto muestra al usuario el rango de parámetros y longitudes válidos para el diseño de curvas de transición, de acuerdo con la Instrucción de Trazado 3.1 IC. El laboratorio mostrará la longitud mínima obligatoria del diseño, así como el resto de criterios. En verde se mostrará el rango válido, mientras que en naranja (en su caso) se podrán ver los parámetros y longitudes que cumplen los criterios obligatorios, pero no los recomendables.

Instrucciones

El usuario deberá introducir parámetros básicos del diseño, tales como el tipo de carretera, radio y el ángulo de giro de la curva, así como la variación de la aceleración centrífuga (J). El valor de este último parámetro debe ser siempre el mínimo, salvo casos justificados.

El enlace al laboratorio virtual es el siguiente: http://labmathematica.upvnet.upv.es/eslabon/Ejercicio.asp?do=LongitudClotoid

Clotoide

NOTA: Para poder ver los laboratorios necesita el plugin del Wolfram CDF Player. Si no lo tiene instalado en su equipo, puede descargarlo en la página web de Wolfram. Si utiliza un equipo público o no dispone de privilegios para instalar software, puede visualizar el laboratorio desde un servidor remoto. Tan sólo necesitará que su navegador incluya soporte para aplicaciones Java. Pulse aquí para visualizar el laboratorio sin instalar el plugin de Mathematica CDF Player

 

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Muro de cribas o de jaula

Los muros de cribas o muros jaula son obras de contención constituidas por una serie de celdas rellenas de material granular, preferentemente compactado. Se trata de un muro realizado con piezas prefabricadas de hormigón, aunque también pueden ser de madera, que crean una red espacial que se rellena con suelo. El conjunto funciona como muro de gravedad y, a diferencia de los muros de hormigón, necesita una base de apoyo más amplia.

Se trata de un sistema sencillo de construir y mantener que utiliza el suelo en la mayor parte del volumen y emplea elementos prefabricados que permiten un buen control de calidad. Sin embargo, necesita un buen material granular autodrenante, es costoso cuando se construye un solo muro y no es apto para alturas superiores a 7 m. Generalmente, se instalan en su intradós con pendiente, aunque pueden ser verticales en aplicaciones de escasa altura.

Travesaños y largueros de un muro de cribas
Travesaños y largueros de un muro de cribas

 

Referencia:

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

Cursos:

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

 

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Algunos de los mejores tuits de @vyepesp

Resulta curioso ver cómo la red ve con gran interés alguno de los tuits de mi cuenta @vyepesp. También podéis ver los mejores tuits de otras cuentas con la herramienta: http://es.favstar.fm/. Supongo que esta lista que os pongo irá cambiando. Espero que os guste.

Continue reading “Algunos de los mejores tuits de @vyepesp”

Presentación del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón

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El Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón (acreditado por EUR-ACE) constituye un posgrado de 90 créditos impartido en la Universitat Politècnica de València, siendo responsabilidad del Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil. A continuación os dejo un vídeo explicativo del Máster y los enlaces para tener toda la información sobre el mismo.

Página web del Máster en Ingeniería del Hormigón

http://www.upv.es/titulaciones/MUIH/indexc.html

Enlace con la microweb de información de preinscripción en Máster:

http://www.upv.es/entidades/SA/noticia_851738c.html

Página con toda la información del Servicio de Alumnado de la UPV:

http://www.upv.es/entidades/SA/index-es.html

Enlace con la microweb del Servicio de Alumnado – Máster:

http://www.upv.es/entidades/SA/mastersoficiales/indexnormalc.html

Rectorado UPV – Unidad de Máster – Datos de contacto:

http://www.upv.es/entidades/SA/menu_urlc.html?http://www.upv.es/pls/oalu/sic_infoent.ContactoMS?P_ENTIDAD=SA&P_IDIOMA=c

Página web del Servicio de Alumnado – Unidad de Máster – IMPORTE DE LOS DERECHOS Y TASAS DE MÁSTER OFICIAL:

http://www.upv.es/entidades/SA/menu_urlc.html?/entidades/SA/mastersoficiales/U0608937.pdf