RESUMEN: La Universitat Politècnica de València ha puesto en marcha el proyecto institucional para la acreditación de las competencias transversales de los estudiantes egresados de la UPV. Se han establecido trece competencias transversales que abarcan las del conjunto de las principales agencias acreditadas. Estas competencias se evalúan en las nuevas titulaciones de Grado, asignándose para ello distintas asignaturas troncales o de especialidad. La competencia transversal denominada «Pensamiento Crítico», para nivel de dominio I, se adjudica a la asignatura Tipologías y Procedimientos de las Construcciones que se cursa en 2º curso. La presente comunicación muestra los resultados de la percepción que tienen los alumnos que cursan dicha asignatura respecto al pensamiento crítico basado en los fundamentos de las tipologías constructivas. Se ha elaborado para ello una encuesta anónima utilizando para su valoración una escala Likert con 11 preguntas. Se ha realizado un análisis factorial mediante el método de componentes principales y se ha propuesto un modelo de regresión múltiple para explicar las variables más importantes. Los resultados han permitido el diseño de actividades basadas en metodologías activas para la evaluación del Pensamiento Crítico.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2016). Valoración de la competencia transversal «Pensamiento Crítico» por los alumnos de GIOP (2015). XIV Jornadas de Redes de Investigación en Docencia Universitaria. Investigación, innovación y enseñanza universitaria: enfoques pluridisciplinares. Universidad de Alicante, 1 de julio, pp. 2824-2840.
Abstract: This paper presents a multiobjective optimization of post-tensioned concrete road bridges in terms of cost, CO2 emissions, and overall safety factor. A computer tool links the optimization modulus with a set of modules for the finite-element analysis and limit states verification. This is applied for the case study of a three-span continuous post-tensioned box-girder road bridge, located in a coastal region. A multiobjective harmony search is used to automatically search a set of optimum structural solutions regarding the geometry, concrete strength, reinforcing and post-tensioned steel. Diversification strategies are combined with intensification strategies to improve solution quality. Results indicate that cost and CO2 emissions are close to each other for any safety range. A one-euro reduction, involves a 2.34 kg CO2 emissions reduction. Output identifies the best variables to improve safety and the critical limit states. This tool also provides bridge managers with a set of trade-off optimum solutions, which balance their preferences most closely, and meet the requirements previously defined.
Keywords
Multiobjective optimization;
CO2 emissions;
Safety;
Post-tensioned concrete;
Box-girder bridge;
Multiobjective harmony search
Highlights
A multiobjective optimization of post-tensioned concrete road bridges is presented.
A computer tool combines finite-element analysis and limit states verification.
Output provides a trade-off between cost, CO2 emissions, and overall safety factor.
Near the optima, a one-euro reduction represents a 2.34 kg CO2 emissions reduction.
Results show the cheapest and most eco-friendly variables for improving safety.
Reference:
GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V. (2016). Multiobjective optimization of post-tensioned concrete box-girder road bridges considering cost, CO2 emissions, and safety.Engineering Structures, 125:325-336. DOI: 10.1016/j.engstruct.2016.07.012.
Esta es la versión post-print de autor. La publicación se encuentra en: http://hdl.handle.net/10251/46928, siendo el Copyright de Elsevier.
El artículo debe ser citado de la siguiente forma:
Martí, JV.; Yepes, V.; Gonzalez-Vidosa, F.; Luz, AJ. (2014). Diseño automático de tableros óptimos de puentes de carretera de vigas artesa prefabricadas mediante algoritmos meméticos híbridos. Revista Internacional de Métodos Numéricos para Cálculo y Diseño en Ingeniería. 30(3):145-154. doi:10.1016/j.rimni.2013.04.010.
El Grupo Español de IABSE (International Association for Bridge and Structural Engineering) organizó, en colaboración con la Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Madrid – UPM, el Workshop on Bridge Design 2015, WoBD2015. Gracia a ello tenemos la ocasión de poder escuchar a Javier Manterola dando su visión personal sobre los puentes. Espero que os guste el vídeo.
Alejandro López Vidal, director técnico de la Asociación Nacional de la Industria del Prefabricado de Hormigón (ANDECE) nos ofrece un artículo publicado en la Revista Técnica CEMENTO HORMIGÓN, nº 974 (2016) sobre la revolución que supone el Building Information Modeling (BIM).
Hanging gardens of One Central Park, Sydney. Wikipedia
Abstract: Much of the efforts towards low carbon built environment focus on the building energy performance and the relationship between occupant behavior and efficient supply facilities, arguing that impacts are higher during operational stage. However little progression has been The ongoing study aims to provide a simplifed method to decide upon constructive systems for structural slabs based on hierarchical multicriteria weights applied to a set of criteria through a value function: durability, resource depletion, climate impact, investment cost, user comfort and functional design. The main function of slabs as load distribution layers of the structural frame used to be the solely priority of design practice. Other functions of the building as a dynamic system interact within the environment and occupants along time. Currently dealing with sustainable materials and life cycle inventories we aim to provide with a reproducible method for early election of the type of slab by embedding environmental (resource efficiency) and social (durability and performance) criteria among the design criteria. First, we seek for a way to hierarchically distribute the criteria and sub-criteria among the goals against resource depletion and the diverse alternatives. AHP-based MCDM is chosen to build a multi-level hierarchical structure of objectives, criteria, subcriteria, and alternatives. The analysis outlines the expert preferences for factors of buildability and cost premium of implementation of high environmental value of project design. Further analysis will focus on interrelation among factors.
Keywords:
AHP-based MCDM, value function, environmental impact, construction cost, resource depletion, functionality, construction systems elicitation.
Reference:
MOLINA-MORENO, F.; YEPES, V. (2015). Success factors for integration of sustainable practices at high performance building processes through AHP-based MCDM. 23rd International Conference on Multiple Criteria Decision Making. 2nd-7th August 2015, Hamburg, Germany, 7 pp.
Appraisal of infrastructure sustainability by graduate students using an active-learning method
Abstract:
Currently many university programs in the construction field do not take sustainability into account from a holistic viewpoint. This may cause a lack of sensitivity from future professionals concerning sustainability. Academics in construction must endeavor to instill a culture of sustainability in the curricula of their students. Therefore, this study proposes an active-learning method that allows graduate students in the construction field to take into consideration infrastructure sustainability from a variety of perspectives in a participatory process. The students applied an analytical hierarchical process to determine the appraisal degree of each criterion. A cluster statistical analysis was carried out, aiming to identify the profiles that influence decision-making. This method was applied to two classes of graduate students enrolled in the Master of Planning and Management in Civil Engineering at the Universitat Politècnica de València. This method identified a correlation between the profiles toward sustainability and the characteristics of the chosen infrastructure. It was also found that the method fulfills educational purposes: most of the students obtained more than 65% of the target learning outcomes. This approach promotes awareness and sensitivity to different points of view of the sustainability in a participatory context. It can be replicated in other contexts so as to obtain appraisals regarding various criteria that help enhance decision-making.
Highlights
Proposal of a method that allows students to consider infrastructure sustainability.
Participatory learning method that promotes integral sustainability.
Students profiles’ identification influencing decision making toward sustainability.
The profiles of evaluators influence the prioritization among alternatives.
Reference:
PELLICER, E.; SIERRA, L.A.; YEPES, V. (2016). Appraisal of infrastructure sustainability by graduate students using an active-learning method.Journal of Cleaner Production, 113:884-896. DOI:10.1016/j.jclepro.2015.11.010
Os dejo a continuación la versión autor del artículo:
Analogía entre la improvisación musical y la optimización en ingeniería. Fuente: http://www.hindawi.com/journals/jam/2012/147950/fig1/
El proceso de improvisación musical supone una organización coherente de los sonidos y los silencios que da los parámetros fundamentales de la música, que son la melodía, la armonía y el ritmo. La simulación del proceso de improvisación musical puede servir a los calculistas de estructuras como inspiración en el diseño de algoritmos que permitan optimizar, por ejemplo, un puente. En esta comparación, el conjunto de músicos se podría asimilar a las variables de decisión; el rango de afinación, al rango de valores; la armonía; la estética, a la función objetivo; la práctica, a la iteración y la experiencia, a la matriz de memoria. A este algoritmo heurístico se le denomina harmony search.
En este post os dejo el resumen, la referencia y el enlace a un artículo que acaban de publicarnos en la revista Engineering Structures donde aplicamos esta metodología en la optimización sostenible del diseño de una pasarela peatonal formada por una viga cajón postesada. Esta investigación está financiada dentro del Proyecto HORSOST (BIA2011-23602) financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación.
Resumen: Este artículo tiene como objetivo el diseño sostenible de puentes viga peatonales de hormigón postesado de sección en cajón. Para ello se utiliza un algoritmo heurístico híbrido de búsqueda armónica (hybrid harmony search) con la aceptación por umbrales para encontrar la geometría y los materiales necesarios para que la suma de los costos y la huella de carbono sea lo más baja posible, cumpliendo con todas las restricciones de seguridad estructural y durabilidad. Para ajustar los parámetros del algoritmo se utilizó la metodología del diseño de experimentos. Se realizó asimismo un estudio paramétrico en pasarelas de 90 a 130 m de luz. Los resultados encontrados indican que la optimización con ambas funciones objetivo conducen a resultados similares en coste, si bien con soluciones diferentes. Los resultados sugieren que la reducción en las emisiones de CO2 conllevan mayores cantos, más pretensado y menores resistencias características del hormigón empleado. La metodología presentada supone una propuesta detallada de las reglas de predimensionamiento de este tipo de estructuras teniendo en cuenta un enfoque medioambiental.
Se puede definir una obra de zanja en zona urbana como el conjunto de operaciones de obra civil necesarias para albergar y disponer canalizaciones de servicios públicos en suelo de dominio público.
La apertura de zanjas en medio urbano es, sin duda, una de las operaciones más habituales en este tipo de obras. Son obras de corta duración, de ámbito reducido y con frecuentes interferencias de todo tipo: otras canalizaciones, tráfico, etc. La sociedad urbana es cada vez más sensible a las molestias que suponen las zanjas en las ciudades, que generan colapsos circulatorios, ruido y suciedad. Estas zanjas sirven para todo tipo de canalizaciones: alcantarillado, agua potable, telecomunicaciones, electricidad y gas, entre otras muchas.
Se consideran zanjas superficiales las que presentan una profundidad inferior a 0,50 m respecto a la rasante del firme, y se consideran profundas las que superan los 1,00 m de profundidad. Aunque lo más habitual es la ejecución de zanjas intermedias.
Una buena alternativa al procedimiento convencional de apertura de zanjas es la tecnología sin zanjas o trenchless, pero cuya descripción se escapa al objeto de este post.
Aconsejo la lectura del artículo de Vicente Belenguer “Recomendaciones técnicas sobre ejecución de zanjas en ámbito urbano”, cuya lectura la podemos ver directamente del número 387 de la revista Cimbra. Os recomiendo encarecidamente su lectura.
Os paso a continuación algunos vídeos sobre este tipo de obras urbanas y sus molestias. En el primer vídeo podéis ver una zanjadora de disco con picas. En el segundo, una noticia sobre obras molestas.
¿Cuándo empieza realmente la optimización de las estructuras? Difícil pregunta a resolver. Si bien los aspectos básicos relacionados con la optimización matemática se establecieron en los siglos XVIII y XIX con los trabajos de Lagrange o Euler, hay que esperar hasta los años 40 del siglo XX para que Kantorovich y Dantzing desarrollaran definitivamente los principios de la programación matemática. Es a partir de la revolución informática de los años 70 cuando estas herramientas empiezan a ser empleadas habitualmente en numerosas aplicaciones en las ciencias, las ingenierías y los negocios. Sin embargo, el progreso de técnicas de optimización que no requieran derivadas y que se generen a través de reglas heurísticas, ha supuesto una auténtica revolución en el campo de la optimización de los problemas reales. En efecto, los métodos aproximados pueden utilizarse allí donde el elevado número de variables en juego impiden la resolución en un tiempo de cálculo razonable de los problemas mediante la programación matemática. A estos algoritmos de optimización aproximada, cuando su uso no está restringido a un solo tipo de problemas, la comunidad científica en el ámbito de la inteligencia artificial y la investigación operativa les ha dado el nombre de metaheurísticas. Este grupo incluye una amplia variedad de procedimientos inspirados en algunos fenómenos naturales, tales como los algoritmos genéticos, el recocido simulado o la optimización por colonias de hormigas . Liao et al. [1] presentan una revisión de la aplicación de los métodos heurísticos en el campo de la gestión del proyecto y de la construcción.
En relación con la optimización de las estructuras, si bien la información más antigua se remonta al siglo XV con los trabajos de Leonardo da Vinci y de Galileo Galilei sobre la disminución del peso de estructuras de madera, hay que esperar al siglo XIX con Maxwell y Levy, y a comienzos del siglo XX con Mitchell, para ver las primeras aportaciones en el diseño de mínimo peso de estructuras de arcos y cerchas metálicas. En 1994, Cohn y Dinovitzer [2] realizaron una amplia revisión de los métodos empleados en la optimización de estructuras, comprobando que la inmensa mayoría de las investigaciones llevadas a cabo hasta entonces se basaban en la programación matemática y en problemas más bien teóricos, con una preponderancia abrumadora de las estructuras metálicas frente a las estructuras de hormigón. Así, la aplicación de métodos heurísticos a la ingeniería estructural se remonta a los años 70 y 80 [3-5], siendo la computación evolutiva, y en especial los algoritmos genéticos, los métodos que más se han utilizado. La revisión de Kicinger et al. [6] proporciona un completo estado del arte de los métodos evolutivos aplicados al diseño estructural. Por otro lado, nuestro grupo de investigación, a través de su proyecto de investigación HORSOST, y más recientemente con el proyecto BRIDLIFE, ha presentado trabajos recientes de diseño automático y optimización de estructuras de hormigón armado con algoritmos genéticos [7] y con otras técnicas heurísticas [8-13], así como trabajos de optimización con hormigón pretensado [14,15] o de la optimización de las infraestructuras lineales [16].
Os dejo a continuación un vídeo tutorial donde se realiza una pequeña introducción al diseño optimización estructural. Espero que os sea de interés. Por cierto, si alguien se anima a hacer su tesis doctoral con nuestro grupo de investigación, será bien recibido.
Referencias:
[1] T.W. Liao, P.J. Egbelu, B.R. Sarker, S.S. Leu, Metaheuristics for project and construction management – A state-of-the-art review, Automation in Construction 20 (2011) 491-505.
[2] M.Z. Cohn, A.S. Dinovitzer, Application of structural optimization, ASCE Journal of Structural Engineering 120 (1994) 617-649.
[3] A. Hoeffler, U. Leysner, J. Weidermann, Optimization of the layout of trusses combining strategies based on Mitchel’s theorem and on biological principles of evolution, Proceedings of the Second Symposium on Structural Optimization (1973).
[4] M. Lawo, G. Thierauf, Optimal design for dynamic stochastic loading: a solution by random search, en: Optimization in structural design, University of Siegen, 1982, pp. 346-352.
[5] D.E. Goldberg, M.P. Samtani, Engineering optimization via genetic algorithms, Proceedings of the Ninth Conference on Electronic Computation ASCE (1986) 471-482.
[6] R. Kicinger, T. Arciszewski, K. De Jong, Evolutionary computation and structural design: A survey of the state-of-the-art, Computers & Structures 83 (2005) 1943-1978.
[7] F.J. Martinez, F. González-Vidosa, A. Hospitaler, V. Yepes, Heuristic optimization of RC bridge piers with rectangular hollow sections, Computers & Structures 88 (2010) 375-386.
[8] I. Paya-Zaforteza, V. Yepes, F. González-Vidosa, A. Hospitaler, On the Weibull cost estimation of building frames designed by simulated annealing, Meccanica 45 (2010) 693-704.
[9] V. Yepes, F. González-Vidosa, J. Alcala, P. Villalba, CO2-Optimization design of reinforced concrete retaining walls based on a VNS-Threshold acceptance strategy, Journal of Computing in Civil Engineering ASCE 26 (2012) 378-386.
[10] C. Perea, V. Yepes, J. Alcala, A. Hospitaler, F. González-Vidosa, A parametric study of optimum road frame bridges by threshold acceptance, Indian Journal of Engineering & Materials Sciences 17 (2010) 427-437.
[11] A. Carbonell, V. Yepes, F. González-Vidosa, Búsqueda exhaustiva por entornos aplicada al diseño económico de bóvedas de hormigón armado, Revista Internacional de Métodos Numéricos para Cálculo y Diseño en Ingeniería 27 (2011) 227-235.
[12] A. Carbonell, F. González-Vidosa, V. Yepes, Design of reinforced concrete road vaults by heuristic optimization, Advances in Engineering Software 42 (2011) 151-159.
[13] T. García-Segura, V. Yepes, J.V. Martí, J. Alcalá, Optimization of concrete I-beams using a new hybrid glowworm swarm algorithm. Latin American Journal of Solids and Structures, 11(7) (2014) 1190 – 1205.
[14] J.V. Martí, F. González-Vidosa, Design of prestressed concrete precast pedestrian bridges by heuristic optimization, Advances in Engineering Software 41 (2010) 916-922.
[15] J.V. Martí, F. González-Vidosa, V. Yepes, J. Alcalá, Design of prestressed concrete precast road bridges with hybrid simulated annealing, Engineering Structures 48 (2013) 342-352.
[16] C. Torres-Machí, A. Chamorro, C. Videla, E. Pellicer, V. Yepes. An interative approach for the optimization of pavement maintenance mangement at the network level, The Scientific World Journal ID 524329 (2014).
[17] T. García-Segura, V. Yepes, J. Alcalá, E. Pérez-López. Hybrid harmony search for sustainable design of post-tensioned concrete box-girder pedestrian bridges. Engineering Structures 92 (2015) 112-122.
[18] J.V. Martí, V. Yepes, F. González-Vidosa. Memetic algorithm approach to designing of precast-prestressed concrete road bridges with steel fiber-reinforcement. Journal of Structural Engineering ASCE 141(2) (2015) 04014114.
[19] V. Yepes, J.V. Martí, T. García-Segura. Cost and CO2 emission optimization of precast-prestressed concrete U-beam road bridges by a hybrid glowworm swarm algorithm. Automation in Construction49 (2015) 123-134.
[20] V. Yepes, T. García-Segura, J.M. Moreno-Jiménez. A cognitive approach for the multi-objective optimization of RC structural problems. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 15(4) (2015) 1024-1036.
[21] A. Luz, V. Yepes, F. González-Vidosa, J.V. Martí. Diseño de estribos abiertos en puentes de carretera obtenidos mediante optimización híbrida de escalada estocástica. Informes de la Construcción, 67(540) (2015), e114.
[22] T. García-Segura, V. Yepes, J. Alcalá, E. Pérez-López. Hybrid harmony search for sustainable design of post-tensioned concrete box-girder pedestrian bridges. Engineering Structures, 92 (2015) 112-122.
[23] J.V. Martí, T. García-Segura, V. Yepes.Structural design of precast-prestressed concrete U-beam road bridges based on embodied energy. Journal of Cleaner Production, 120 (2016) 231-240.
RESUMEN: La Universitat Politècnica de València ha puesto en marcha el proyecto institucional para la acreditación de las competencias transversales de los estudiantes egresados de la UPV. Se han establecido trece competencias transversales que abarcan las del conjunto de las principales agencias acreditadas. Estas competencias se evalúan en las nuevas titulaciones de Grado, asignándose para ello distintas asignaturas troncales o de especialidad. La competencia transversal denominada «Pensamiento Crítico», para nivel de dominio I, se adjudica a la asignatura Tipologías y Procedimientos de las Construcciones que se cursa en 2º curso. La presente comunicación muestra los resultados de la percepción que tienen los alumnos que cursan dicha asignatura respecto al pensamiento crítico basado en los fundamentos de las tipologías constructivas. Se ha elaborado para ello una encuesta anónima utilizando para su valoración una escala Likert con 11 preguntas. Se ha realizado un análisis factorial mediante el método de componentes principales y se ha propuesto un modelo de regresión múltiple para explicar las variables más importantes. Los resultados han permitido el diseño de actividades basadas en metodologías activas para la evaluación del Pensamiento Crítico.
