El diseño de las pilas de puentes tiene una importancia especial desde el punto de vista económico si consideramos que, según la altura de las pilas y las condiciones del terreno de cimentación, este coste puede representar el 50% del total del coste de un viaducto. En este post he querido resaltar algunos resultados de un trabajo realizado por nuestro grupo de investigación, que presenta un estudio paramétrico sobre pilas altas (más de 50 m de altura) de hormigón armado de sección rectangular hueca para puentes. Estas pilas se utilizan habitualmente en la construcción de viaductos ferroviarios de hormigón pretensado.
Para optimizar las pilas, se empleó un algoritmo de optimización basado en el comportamiento de las hormigas (Ant Colony Optimization). Se han estudiado veintiún casos diferentes para siete alturas de columna de 40, 50, 60, 70, 80, 90 y 100 m, y tres tipos de viaductos para líneas de alta velocidad, con 10 tramos continuos, cuyas longitudes de vano principal fueron de 40, 50 y 60 m. Las pilas estudiadas son las columnas intermedias ubicadas en el centro de los viaductos. El número total de variables de diseño de optimización varía entre 139 para pilas con altura de la columna de 40 m y 307 para pilas con altura de 100 m. Los resultados presentados en el trabajo son de gran valor para el diseño preliminar de este tipo de estructuras, con reglas de predimensionamiento prácticas de interés.
Viaducto de O Eixo, ejemplo de empleo de pilas altas, http://www.pondio.com
Resultados interesantes:
Las cuantías medias necesarias de acero y hormigón, tanto en alzado como en cimentación, para las pilas estudiadas varían entre 887 kg/m y 12 m³/m para alturas de 40 m, y entre 2720 kg/m y 26 m³/m en alturas de 100 m.
Los costes medios encontrados varían desde un mínimo de 3221 €/m para las pilas menos cargadas hasta un máximo de 6206 €/m para las más cargadas.
Referencia:
MARTÍNEZ-MARTÍN, F.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; HOSPITALER, A.; YEPES, V. (2013). A parametric study of optimum tall piers for railway bridge viaducts.Structural Engineering and Mechanics, 45(6): 723-740. (link)
En el diseño en cuadrado latino se tienen cuatro fuentes de variabilidad que pueden afectar a la respuesta observada: los tratamientos, el factor de bloque I (columnas), el factor de bloque II (filas) y el error aleatorio. Se llama cuadrado latino porque se trata de un cuadrado que tiene la restricción adicional de que los tres factores involucrados se prueban en la misma cantidad de niveles, y se llama latino porque se utilizan letras latinas para denotar los tratamientos o niveles de los factores de interés.
Veamos un ejemplo práctico: se trata de averiguar si la resistencia característica del hormigón a la compresión (MPa) varía según cuatro dosificaciones (D1, D2, D3, D4). Para ello, se han preparado amasadas en 4 amasadoras distintas y los ensayos se han realizado en 4 laboratorios. Los resultados obtenidos se han presentado en la tabla a continuación.
TIPO DE AMASADORA
1
2
3
4
Laboratorio 1
26,7 (D3)
19,7 (D1)
28,0 (D2)
29,4 (D4)
Laboratorio 2
23,1 (D1)
20,7 (D2)
24,9 (D4)
29,0 (D3)
Laboratorio 3
28,3 (D2)
20,1 (D4)
29,0 (D3)
27,3 (D1)
Laboratorio 4
25,1 (D4)
17,4 (D3)
28,7 (D1)
34,1 (D2)
En este caso, la variable de respuesta es la resistencia característica del hormigón a la compresión (MPa); el factor es la dosificación y los bloques son las amasadoras y los laboratorios. Se supone que no existe interacción entre el factor y los bloques. El ANOVA se utiliza para comprobar los efectos de los tratamientos (es decir, las dosificaciones).
A continuación, os dejo un videotutorial para resolver este diseño con el programa estadístico SPSS.
Referencias:
Gutiérrez, H.; de la Vara, R. (2004). Análisis y Diseño de Experimentos. McGraw Hill, México.
Vicente, M.ª L.; Girón, P.; Nieto, C.; Pérez, T. (2005). Diseño de experimentos. Soluciones con SAS y SPSS. Pearson, Prentice Hall, Madrid.
Pérez, C. (2013). Diseño de experimentos. Técnicas y Herramientas. Garceta Grupo Editorial, Madrid.
Las turbo mezcladoras de eje vertical son máquinas que permiten fabricar hormigón y son típicas de las centrales de hormigonado. Estas máquinas constan de una cuba fija y, en el interior de la misma, gira un rotor con unos brazos suspendidos elásticamente y terminados en paletas, de modo que se mantiene una velocidad periférica constante, del orden de 3 a 4 m/s. La velocidad del agitador puede graduarse sin escalonamientos y es posible cambiar el sentido de giro. Durante el proceso de carga, el agitador no actúa. Las capacidades de estas mezcladoras oscilan entre los 250 y los 4500 litros.
Los principales elementos son:
Una cuba cilíndrica de acero blindada, cuyas paredes y cuyo fondo vienen recubiertos con lámina de acero antidesgaste, atornilladas para su fácil remplazo.
Un rotor central que arrastra una serie de brazos articulados elásticamente para absorber los esfuerzos de los arranques con carga o cuando se trabaja con áridos de gran tamaño. Estos brazos llevan en sus extremos paletas o rasquetas que describen círculos de diámetros escalonados, de modo que sus trazos recubren toda la superficie del anillo. La altura de las paletas se ajusta desde el interior del rotor para graduarla a medida que estas se vayan desgastando, asegurando así una evacuación completa de la mezcla.
Un motor eléctrico de eje horizontal colocado bajo la cuba y atacando por un cardan a un reductor de tornillo sin fin cuyo eje de salida vertical lleva un piñón dentado. Una corona dentada fijada al eje principal del rotor.
Una compuerta de sector en el fondo, accionada por un motorreductor, por la que se produce el vaciado, el cual puede ser total o parcial.
Un circuito de alimentación del agua.
Os paso varios vídeos de un tubo mezclador. Espero que os gusten.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València.
Una estación náutica es un proyecto que persigue orientar un destino turístico litoral hacia la práctica de los deportes náuticos, conformando un producto de servicios de alojamiento y actividades náuticas, integrado, tal como ocurre con las estaciones de esquí, y diferenciándose de la oferta náutica actual en su gestión y comercialización (Consultur, 1999). Su objetivo no es otro que la desestacionalización de los destinos y la captación de nuevos segmentos del mercado, todo ello basándose en la estructuración de parte de la oferta turística en torno a la actividad náutica de recreo y al alojamiento vinculado a la misma, en la estandarización y cualificación de los servicios y en la profesionalización del empresariado. De hecho, la estación es una asociación de empresarios que precisa del apoyo del sector público como uno de los elementos esenciales del destino turístico.
La aparición de la estación náutica se enmarca dentro de las nuevas tendencias turísticas que se observan en las áreas maduras litorales, donde (a) factores tales como la irrupción de las periferias más distantes que cuentan con ventajas comparativas (exotismo, calidad ambiental, precios reducidos); y (b) las nuevas motivaciones de los consumidores, los cuales valoran crecientemente el medio natural y los espacios no degradados (Middleton, 1994), presentando además una actitud activa en busca de la diferenciación y la autenticidad de la experiencia turística (Vera et al., 1997), están provocando la necesidad de un proceso de renovación de dichas áreas.
Un proceso de rejuvenecimiento que han de abordar los destinos turísticos europeos de segunda generación —es decir, aquellos espacios turísticos que se originaron en el Mediterráneo durante la década de los 60—, cuya viabilidad es cuestionada por algunos autores (Knowles y Curtis, 1999), quienes aducen la existencia de puntos débiles estructurales inherentes a dichos destinos.
Para los autores, la capacidad de estos destinos para evitar y/o superar la fase de estancamiento en el ciclo de vida del producto (Agarwal, 1999) se debe en gran medida a los pasos dados hacia la consecución de niveles de calidad competitivos, así como a la diferenciación de la oferta respecto a la de sus competidores reales y potenciales. En este contexto es donde hay que situar conceptualmente la diversificación que implica la incorporación, en el seno del conjunto de la actividad turística, de productos como el turismo náutico.
Este producto empezó a consolidarse en 1998 cuando se creó la Asociación de Estaciones Náuticas Españolas por parte de las del Mar Menor (Murcia), de L’Estartit-Illes Medes (Girona) y de Tarifa (Cádiz). En el año 2000 se abrió la posibilidad, en una primera fase, a 8 nuevos candidatos para, tras un periodo de adaptación e implantación de una estructura y un sistema de calidad específico, poder incorporarse a la citada Red. De ellos, tres proyectos corresponden a la Comunidad Valenciana, en particular a la Marina Alta, a la Bahía de Altea y al entorno de la ciudad de Alicante.
A partir de mediados de los 90, se manifiesta en la Comunidad Valenciana cierto interés por desarrollar nuevos productos turísticos por parte de la Administración Autonómica. En este sentido, en 1996 se originó el Programa de Nuevos Productos, abordándose en primer lugar el turismo de salud, tanto en su definición como en su comercialización como producto. El enfoque utilizado consistió básicamente en vincular la oferta complementaria de los establecimientos de turismo de salud (balnearios, centros de talasoterapia y de belleza y relax) con la oferta de alojamiento —tanto la propia como la susceptible de vincularse a ellos— para ofrecer paquetes completos (Amor y Fernández, 1998).
Tras este producto, el turismo relacionado con las actividades náuticas fue objeto de un planteamiento similar. Sin embargo, a diferencia del de salud, este ofrece una oferta complementaria más diversa y menos estructurada, con una dispersión general de la actividad y de los servicios. Para conocer con detalle la situación y las perspectivas, y con el propósito último de llegar a la configuración de un producto turístico, en 1997 se publicó el volumen “Náutica de recreo y turismo en el Mediterráneo: La Comunidad Valenciana” (Esteban, dir. et al, 1998), que supuso un hito en el estado del conocimiento en dicho momento.
Una de las primeras dificultades que aparecen al confrontar la figura de la estación náutica con la de municipio turístico es que la primera es un producto asentado en un espacio que puede englobar uno o varios municipios, normalmente con vocación turística, aunque no necesariamente. El destino turístico, como núcleo receptor de los flujos turísticos, tampoco se identifica plenamente con el espacio donde desarrolla su actividad la estación náutica. Su oferta puede ser un elemento de un destino turístico o incluso de varios.
La estación náutica y su implantación territorial
Al hilo de estas disquisiciones, irrumpe, por su mayor acierto, la consideración de la estación náutica como un producto especializado, inmerso en un espacio turístico, es decir, en un área territorial cuya estructura y actividades turísticas son homogéneas.
De hecho, la estructura de Red que implica el concepto de estación náutica consiste en ofrecer al consumidor una estancia activa en el mar, independientemente del destino elegido. La elección del tipo de alojamiento y de la actividad náutica a practicar se basa en las motivaciones principales. El destino es secundario, dado que el atractivo fundamental solo se ve modificado por otras ofertas, como la restauración, los comercios, etcétera. Por esta razón, los servicios complementarios que trae consigo la actividad náutica —actividades de animación, guardería, consignas, aparcamientos y otros— suponen valores añadidos al producto capaces de detraer demanda de la competencia.
Jerarquía en los requerimientos del cliente de una estación náutica
Llegados a este punto, resulta de notable interés destacar las numerosas interrelaciones entre las posibles actuaciones que un municipio puede emprender en apoyo de la estación náutica. En efecto, no solo nos encontramos ante la incorporación de un nuevo producto generado a partir de la asociación de diversas empresas, el cual pretende reducir la estacionalidad y contribuir considerablemente a la diversificación (Yepes y Amor, 2000) de la oferta, sino que también requiere de la participación público-privada para su éxito.
Referencias
AGARWAL, S. (1999). Restructuring and local economic development: implications for seaside resort regeneration in Southwest Britain. Tourism Management, 20(4): 511-521.
AMOR, F.; FERNÁNDEZ, M.A. (1998). El turismo de salud en la Comunidad Valenciana. Revista Valenciana d’Estudis Autonómics, 25:187-196.
CONSULTUR (1999). Definición y desarrollo de la red de estaciones náuticas. Secretaría de Estado de Comercio, Turismo y Pyme. Madrid.
ESTEBAN, V. (dir.) et al. (1998). Náutica de recreo y turismo en el Mediterráneo: La Comunidad Valenciana. Ed. Síntesis. Madrid, 422 pp.
KNOWLES, T.; CURTIS, S. (1999). The Market Viability of European Mass Tourist Destinations. A Post-Stagnation Life-cycle Analysis. International Journal of Tourism Research, 1(2): 87-96.
MIDDLETON, V.T.C. (1994). Marketing in travel and tourism. Ed. Butterworth and Heinemann. Oxford. 393 pp.
VERA, J.F. (coord.) et al. (1997). Análisis territorial del turismo. Ed. Ariel. Barcelona, 443.
YEPES, V.; AMOR, F. (2000). Análisis topológico de la diferenciación del producto turístico, en ESTEBAN, V. (dir.): Futuro y expectativas del turismo náutico. Universidad Politécnica de Valencia. SPUPV-2000.2080. Valencia, pp 7-17.
YEPES, V.; AMOR, F. (2001). Las estaciones náuticas y el municipio turístico en la Comunidad Valenciana, en Esteban, V. (dir.): La oferta turística de las estaciones náuticas. Universidad Politécnica de Valencia. Ref.: 2001.2358. Valencia, pp 5-17. ISBN: 84-9705-023-1.
In recent decades, to achieve more sustainable development, the global community has increased its concern for environmental protection. Nevertheless, there are still economic sectors, such as the construction industry, which produce significant environmental impacts. Life Cycle Assessment (LCA) is a tool that enables identifying environmental issues related to both finished products and services, and allows focusing efforts to resolve them. The main objective of this paper is to assess LCA applicability on concrete structures so that the construction’s environmental performance can be improved. For this purpose, an attempt is made to provide construction-sector stakeholders with a decision-making tool based on reliable, accurate environmental data. The research methodologies used in this paper are based on a literature review and are applied to a case study. This review was conducted to gather information on LCA methodologies currently in use and their practical applications. The case study described in this paper involved identifying the most sustainable slab type for a reinforced concrete structure in a residential building, using two databases. It was observed that, depending on the selected database and the inherent assumptions, results varied. Therefore, it was concluded that, to avoid incorrect results when applying LCA, it is highly recommended to develop a more constrained methodology and to grant access to reliable construction-sector data. (link)
La gestión de inventarios o stocks no es algo nuevo. Sin embargo, a veces no sabemos con exactitud cuántas piezas de repuesto deberíamos tener en nuestro almacén de obra. Pues bien, en esta entrada dejo una forma sencilla de calcularlo basada en la probabilidad prevista de fallos para un periodo de tiempo determinado. Espero que os sea útil.
Para un buen funcionamiento de una máquina es necesario mantener un stock de piezas de recambio y un utillaje adecuado. Si bien mantener estas existencias implica una fuerte suma de capital inactivo, también es cierto que la falta de recambios puede suponer pérdidas importantes en la producción.
La previsión de los repuestos necesarios de un elemento de una máquina para un periodo de tiempo determinado depende de su tasa de fallos.
A continuación, os dejo un Polimedia en el que se explica con detalle la función de distribución de Poisson. Espero que os sea útil.
Os dejo un vídeo de mi canal de Youtube donde os explico un problema resuelto.
¿Quién se atreve a construir infraestructuras en época de crisis? La Gran Depresión americana no supuso un impedimento para construir una de las obras de infraestructura más importantes del mundo en aquel momento: la presa Hoover.
La presa Hoover es una presa de arco-gravedad de hormigón, ubicada en el curso del río Colorado, en la frontera entre los estados de Arizona y Nevada (EE. UU.). Está situada a 48 km al sureste de Las Vegas. La presa tiene una altura de 221,4 m y una longitud de 379,2 m. Se emplearon 3,33 millones de metros cúbicos de hormigón, con un grosor de 200 m en la base y de solo 15 m en la coronación. El nombre de la presa se debe a uno de sus impulsores, Herbert Hoover, quien llegó a ser presidente de Estados Unidos. La construcción comenzó en 1931 y se completó en 1936, dos años antes de lo previsto. El lago creado aguas arriba recibe el nombre de lago Mead, en honor de Elwood Mead, ingeniero que previó la necesidad de la presa.
El 11 de marzo de 1931 se firmó el contrato de arrendamiento a seis empresas constructoras para la construcción de la Hoover Dam. Durante los siguientes cinco años, un total de 21.000 hombres trabajaron sin cesar para construir la que sería la presa más grande de su tiempo, así como una de las mayores estructuras hechas por el hombre del mundo. Antes de dar comienzo a los trabajos sobre el terreno, había que resolver no solo la cuestión del transporte de materiales, sino también la organización de las plantillas de obreros, que se encontrarían en una zona situada en pleno desierto, aun más inhóspita por el hecho de que la construcción de la presa debía iniciarse a 224 m por debajo del borde del cañón.
Se construyeron dos ataguías para aislar y proteger la obra frente a las inundaciones. Tras completar los túneles del lado de Arizona y desviar el río, los trabajos adquirieron un ritmo más acelerado. La excavación de la presa se realizó sobre roca sólida, retirándose un total de 1.150.000 m³ de material. Para desviar el flujo del río alrededor de la obra de construcción, se construyeron cuatro túneles de derivación por las paredes del cañón de 17 m de diámetro, dos sobre el lado de Nevada y dos sobre el lado de Arizona. La longitud total de los túneles fue de casi 4880 m.
En la construcción de la presa se tuvo que afrontar un problema muy importante, que era disipar el calor producido por el curado del hormigón. Los ingenieros calcularon que, si la presa fuera construida en un solo bloque, el hormigón tardaría 125 años en enfriarse hasta la temperatura ambiente. Las tensiones resultantes habrían agrietado la presa y esta se habría destruido. Por ello, su construcción se realizó con ménsulas trapezoidales y se tuvo que acelerar la refrigeración del hormigón mediante tubos de acero de una pulgada de diámetro, por los que circulaba el agua del río. A medida que se enfriaban los bloques, las tuberías de refrigeración se cortaban y se rellenaban con lechada. En total, hicieron falta casi 1.000 km de tuberías para enfriar toda la estructura.
El puente de Vidin-Calafat, o puente II del Danubio, es un puente carretero y ferroviario abierto en junio de 2013 entre las poblaciones de Vidin (Bulgaria) y Calafat (Rumanía). El puente atraviesa el Danubio y constituye el segundo nexo entre ambos países.El puente ha sido diseñado por la ingeniería española Carlos Fernández Casado; Fomento de Construcciones y Contratas (FCC) se hizo cargo de levantar el puente y la vía ferroviaria a un coste aproximado de 225 millones de euros, mientras que el acceso a la plataforma corrió a cargo de la también empresa española Azvi. Consta de tres partes claramente diferenciadas: el viaducto de acceso para el ferrocarril y el viaducto de acceso en tierra. Las dos restantes suponen la construcción de un puente de dovelas prefabricadas, de 13 vanos, con luces entre 80 m en el canal no navegable y 180 m en el canal navegable.
La construcción comenzó oficialmente el 13 de mayo de 2007. Es el mayor proyecto de construcción búlgaro, el segundo puente sobre el Danubio; tiene una longitud total de 1.951 m. Consiste en la construcción de un puente combinado para tráfico rodado y ferroviario, que consta de cuatro carriles, ferrocarril de vía sencilla, carril bici y dos aceras para peatones y servicio y adicionalmente la construcción de las infraestructuras necesarias para el tráfico rodado y ferroviario, que incluyen una nueva estación de mercancías, 17 nuevos kilómetros de ferrocarril, la rehabilitación de la estación de pasajeros existente y la ejecución de siete enlaces a distinto nivel.
Hasta ahora, las dos ciudades estaban comunicadas únicamente por un ferry que no partía hasta completarse el pasaje. El trayecto y los trámites aduaneros suponían hasta tres horas, que con el nuevo puente se reducirán a menos de quince minutos.
Os dejo varios vídeos explicativos sobre este puente. Espero que os gusten.
Parque eólico en Picu el Gallo, Tineo, Asturias. Wikipedia
El parque eólico es una central eléctrica en la que la energía eléctrica se produce a partir de la fuerza del viento, mediante aerogeneradores que aprovechan las corrientes de aire. Para producir electricidad en una central eólica, es necesario que el viento sople entre 3 y 25 m/s. Casi todos los aerogeneradores que producen electricidad constan de un rotor con palas o aspas que giran alrededor de un eje horizontal. Este está unido a un conjunto de transmisión mecánica o multiplicadora y, finalmente, a un generador eléctrico, ambos ubicados en la barquilla suspendida en lo alto de la torre.
La energía eólica es de las más limpias, renovables y abundantes, ya que los aerogeneradores eléctricos no producenemisiones contaminantes (atmosféricas, residuos, vertidos líquidos…) y no contribuyen, por lo tanto, al efecto invernadero ni a la acidificación. No obstante, también existen factores negativos, como el impacto visual, el impacto sobre las aves, la modificación de la fauna y la flora, el efecto sonoro, el impacto por erosión o las interferencias electromagnéticas.
Un proyecto de un parque eólico puede dividirse en fase de ejecución, fase de explotación y fase de clausura. La vida útil de un parque eólico es de unos 20 años y su desmantelamiento no conlleva grandes dificultades. En la fase de ejecución o construcción se pueden diferenciar los siguientes procesos: construcción de accesos, construcción de plataformas de montaje, construcción de edificaciones anejas, instalación eléctrica y montaje de los aerogeneradores. Os dejo varios vídeos en los que se describe cómo se construye un aerogenerador.
Endesa nos facilita un vídeo donde se puede ver el funcionamiento de un aerogenerador.
En una central hidroeléctrica se aprovecha la energía hidráulica para generar electricidad. Estas centrales aprovechan la energía potencial gravitatoria de la masa de agua de un cauce natural debido a un desnivel, también conocido como salto geodésico. El agua, en su caída entre dos niveles del cauce, pasa por una turbina hidráulica, que transmite la energía a un generador, donde se transforma en energía eléctrica.
Podemos clasificar las centrales hidroeléctricas en tres tipos: de embalse, de flujo o de pasada y de bombeo:
En las centrales de embalse, el esquema funcional incluye una presa que intercepta la corriente de agua y permite que se acumule hasta alcanzar una cota o altura determinada. El agua fluye del embalse por la gravedad y viaja a través de una tubería de descarga hasta las máquinas de la central, donde, mediante turbinas hidráulicas, se genera electricidad en los alternadores.
Las centralesfluyentes o de pasada. Estas funcionan igual que las centrales hidroeléctricas de embalse, pero no tienen capacidad de almacenamiento del agua.
Las centrales reversibles o de bombeo constan de dos embalses situados a distintas cotas y sus máquinas tienen la peculiaridad de poder funcionar indistintamente como turbinas y como bombas. En los momentos en que el sistema eléctrico demanda más electricidad, el agua del embalse superior se dirige al embalse inferior, generando electricidad. Cuando la demanda de energía eléctrica es baja, el agua se bombea al embalse superior.
Pero quizás sea mejor ver unos vídeos explicativos sobre el tema. Espero que os gusten.
