El blog de Víctor Yepes

Congelación de suelos

Figura 1. http://www.tectonica-online.com/productos/2683/artificial_congelacion/#

Al excavar y estabilizar el suelo, aunque sea de forma provisional, una posibilidad consiste en congelar artificialmente el suelo, en especial cuando este es blando y está saturado. Ello permite disponer de una pared provisional que impide el desmoronamiento del terreno.

El estudio de la congelación artificial del suelo requiere conocimientos sobre las técnicas de congelación existentes, así como sobre las propiedades térmicas y geotécnicas del terreno. Este procedimiento constructivo requiere la participación de empresas especializadas. Aquí podéis descargar un documento que explica una aplicación práctica de la técnica.

Fundamento teórico

La estabilización temporal del terreno mediante congelación es una técnica empleada en minería desde mediados del siglo pasado. Se basa en la transformación del agua intersticial en hielo, que, en ese estado, actúa como elemento aglutinante de las partículas del suelo.

Se consiguen así dos efectos, por una parte, un aumento de la resistencia del terreno y, por otra, una completa impermeabilidad que facilita durante un tiempo las condiciones de excavación. Pero al mismo tiempo, se alteran otras condiciones geotécnicas que pueden afectar a estructuras contiguas a la obra y que, en el proyecto previo, han de ser estudiadas cuidadosamente.

Figura 2. Sistema de congelación de terrenos

Aplicabilidad

La congelación es adecuada en una amplia variedad de suelos, incluso cuando las inyecciones y otros métodos no pueden utilizarse. El requisito que plantea es que los suelos estén saturados de agua, ya que, de lo contrario, la técnica no mejora las características del terreno. Así, se podría congelar un terreno con un grado de saturación del 20%, pero en terrenos cohesivos la congelación no alcanza el 100%, por lo que el tratamiento deja de ser eficaz.

Figura 3. http://teoriadeconstruccion.files.wordpress.com

Sistemas de congelación

El procedimiento consiste en instalar un conjunto de tubos o sondas de congelación por los que habrá de circular la sustancia refrigerante, con la disposición y separación entre las sondas que aconsejen las condiciones de obra (profundidad de excavación, planta, etc.) y el terreno.

Figura 4. Esquema de congelación del terreno

Como sustancias refrigerantes pueden emplearse salmueras (con frecuencia, cloruro cálcico, aunque también se han utilizado cloruros de sodio, magnesio o litio), anhídrido carbónico (nieve carbónica) o nitrógeno líquido. Todas ellas presentan el mismo fundamento físico: la capacidad de absorción de calor de estas sustancias al pasar del estado líquido al gaseoso.

El método de instalación varía según se recupere o no el elemento refrigerante (circuito cerrado o abierto). En el primer caso, ha de establecerse un circuito cerrado como el que se muestra en la figura. El fluido, en estado líquido, pasa por los tubos refrigerantes y, al evaporarse a través de ellos, absorbe calor del terreno. Conseguido este efecto, la sustancia en forma de gas se hace pasar por un compresor que en combinación con un sistema refrigerador lo licua a baja temperatura, y después es conducida a un depósito, en el que es almacenada en forma líquida a alta presión. Desde este tanque el caudal se bombea a las sondas refrigerantes para ser reutilizado en un nuevo recorrido a través del circuito cerrado de congelación. La salmuera suele estar al menos a 5 °C por debajo de la mínima temperatura que debe alcanzarse, con puntos de congelación habituales entre -20 °C y -40 °C.

Cuando la congelación se aplica sin recuperar la sustancia refrigerante, esta (a menudo nitrógeno líquido), es transportada a pie de obra en camiones cisterna y desde ellos es bombeada a baja temperatura (» -196 °C), hacia las sondas o tubos congeladores de la instalación: el fluido, después de pasar a través de las sondas, ya evaporado se dirige hasta el final del circuito, en este caso abierto, del cual sale a la atmósfera en forma de gas a unos -60 °C de temperatura.

Figura 5. Congelación artificial del suelo mediante nitrógeno líquido. Adaptado de Cashman y Preene (2012)

Este sistema resulta más caro que el anterior por no recuperar la sustancia refrigerante, pero los efectos de congelación que se obtienen en la práctica son más rápidos.

Existe la opción de utilizar un procedimiento mixto. Consiste en combinar la capacidad frigorífica del nitrógeno líquido para congelar el terreno rápidamente y la economía de la salmuera para el mantenimiento durante los trabajos de excavación y la construcción de la estructura. Para ello, los circuitos de sondas deben estar separados de forma que se puedan emplear ambos procedimientos.

Condiciones de ejecución

La elección del procedimiento y medios de congelación más efectivos requiere el estudio del terreno y de la obra en tres etapas:

Estudio de viabilidad
Elección del sistema
Ejecución y control

El estudio de viabilidad determina la factibilidad de la congelación y define qué tipo de acciones se deben adoptar si se requieren medidas correctoras del terreno. Obviamente, se debe comenzar por el conocimiento hidrogeológico del terreno y del entorno afectado por la congelación. En este estudio, los parámetros térmicos y geotécnicos del suelo durante todo el proceso son los que presentan un mayor interés.

Es conveniente conocer el volumen y las condiciones del agua que entre en contacto con el material congelado debido al calor proporcionado y a los efectos de la velocidad de circulación. A partir de velocidades de 1,5–2 m/día, la congelación no es posible con nitrógeno líquido. Con esas altas velocidades se puede inyectar el terreno para mejorar la eficiencia del tratamiento. La congelación suele ser factible en suelos saturados, aunque también podría emplearse en suelos con grados muy bajos de saturación (10%).

El estudio de viabilidad determina el sistema de congelación y la mejor disposición de los tubos para adaptarlos a las condiciones del terreno. Se recurre a superficies cilíndricas, de sección circular o elíptica, para que los esfuerzos generados en el material congelado sean de compresión. El análisis térmico permite seleccionar la disposición más favorable de las sondas, la potencia del equipo de congelación y el tiempo de trabajo necesario para lograr la congelación.

Las sondas termométricas permiten controlar la temperatura en el interior del suelo congelado. De esta forma se controla la evolución de la congelación durante la excavación y se determina la potencia frigorífica necesaria. Por tanto, la congelación se realiza en dos etapas: la etapa activa, que congela el terreno para formar la pantalla, y la etapa pasiva, en la que se mantiene estable el espesor congelado.

La resistencia de un suelo congelado la determinan la cohesión y el ángulo de rozamiento. Pero estos parámetros varían según la temperatura y el tiempo, con leyes diferentes en función de la composición del suelo y de la duración de la carga aplicada.

Ventajas y limitaciones

La congelación del terreno permite acortar plazos cuando la cantidad de agua en una excavación es importante, y es un método aplicable a una gran variedad de suelos. Sin embargo, su ejecución precisa de empresas especializadas, lo que, junto con su coste, ha limitado su uso en España. Asimismo, en el caso de gravas con un flujo de agua considerable, se requiere una inyección previa. Por último, el asiento producido tras la descongelación del terreno puede ser significativo.

Os dejo aquí un caso real en Varsovia sobre la aplicación de la congelación del terreno.

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A continuación, os dejo un vídeo que he preparado para explicar este procedimiento constructivo. Espero que os guste.

En el siguiente vídeo se muestra un proyecto de congelación para la construcción posterior de un túnel.

Referencias:

CASHMAN, P.M.; PREENE, M. (2012). Groundwater Lowering in Construction: A Practical Guide to Dewatering, 2nd edition. CRC Press, Boca Raton, 645 pp.
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Mejora de terrenos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.844. Valencia.
MUZÁS, F. (1980). El frío, la helada, congelación de terrenos. Capítulo 16 de Geotecnia y Cimientos III, de J.A. Jiménez Salas, Ed. Rueda.
MUZÁS, F. (1980). Congelación artificial del terreno. IV Curso sobre Técnicas de Mejora del Terreno. Valencia, 16 de octubre. (link)
YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2.ª 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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La «Ley de los Cincos» de Sitter, o cómo tirar el dinero en las obras

¿La calidad de diseño y de proyecto evita costes de mantenimiento en las infraestructuras? La pregunta que hacemos parece retórica, pero, a la luz de lo observado en muchos edificios, obras civiles y demás construcciones, no parece tener una respuesta evidente. Es el momento de ahondar más en la reflexión y apuntar algún ejemplo que sirva. Hemos elegido el de los hoteles como estudio de caso en este post. Es evidente que, donde pongamos la palabra “hotel” puede otro lector poner “carretera”, “hospital” o “central hidroeléctrica”, por poner algunos ejemplos. Me parece especialmente interesante la “Ley de los Cincos”, de Sitter, que creo que todos deberíamos tener marcada a fuego cuando se escatiman los esfuerzos necesarios para realizar un buen proyecto constructivo. Si seguís leyendo el post, enseguida la explicamos.

La calidad se ha convertido en una estrategia competitiva para cualquier industria cuyos objetivos básicos son la satisfacción del cliente y la eficiencia económica de la empresa. Si bien la calidad de diseño de una infraestructura y su permanencia en el tiempo no constituyen una garantía suficiente para ofrecer a los clientes un servicio de calidad, es cierto que los errores cometidos en los estudios de viabilidad y en el proyecto de una infraestructura gravemente condicionan la rentabilidad del negocio no solo durante el proceso de construcción de las instalaciones, sino también posteriormente en su funcionamiento (Yepes, 1997). La consideración de una infraestructura como un sistema que debe optimizarse a lo largo de su ciclo de vida aporta una nueva visión al negocio. La calidad de diseño debe conducir a la satisfacción de las demandas de los clientes, tanto internos como externos, y a una solución óptima en términos de funcionamiento y costes.

La atención a los distintos requerimientos de cada cliente conduciría al diseño de un hotel diferente para cada cliente. Por tanto, antes de iniciar el proyecto, se deben segmentar las tipologías de usuarios para definir las prestaciones a cubrir. Si bien un superior grado de calidad de diseño implica normalmente mayores costos, estos pueden ser asumibles si permiten una satisfacción de las expectativas y suponen a largo plazo menores costes de mantenimiento y explotación.

Una buena calidad de diseño es decisiva para el comportamiento, por ejemplo, en un hotel, pero no es suficiente para mejorar la satisfacción del cliente. No obstante, no se debe menospreciar dicha faceta de calidad, ya que compromete aspectos como la duración de la propia instalación, su fiabilidad, su comodidad, la ausencia de ruidos, la intercambiabilidad, los tiempos de espera y la prontitud en el servicio, los consumos energéticos y otros aspectos, que ponen en evidencia la satisfacción del usuario y la eficiencia económica de la empresa. Se pueden suplir ciertas deficiencias con la voluntad y el buen hacer de los recursos humanos, pero las carencias estructurales comprometen la competitividad y, por tanto, la viabilidad del negocio.

Las estadísticas europeas señalan (ver Calavera, 1995) que el proyecto es responsable del 35-45 % de los problemas en la construcción. A este respecto, Sitter (véase Rostman, 1992) ha introducido la llamada “Ley de los Cincos”, postulando que un dólar gastado en fase de diseño y construcción elimina costes de 5 dólares en mantenimiento preventivo, 25 dólares en labores de reparación y 125 en rehabilitación.

¿Alguien duda aún de que menoscabar los recursos destinados a redactar un buen proyecto es una pérdida de dinero? Desgraciadamente, aún existen quienes ahorran incluso en lo esencial.

Referencias:

CALAVERA, J. (1995). Proyectar y controlar proyectos. Revista de Obras Públicas, n.º 3.346. Madrid, septiembre.
ROSTMAN, S. (1992). Tecnología moderna de durabilidad. Cuadernos Intemac, 5.
YEPES, V. (1997). Calidad de diseño y efectividad de un sistema hotelero. Papers de Turisme, 20: 137-167.
YEPES, V. (1998). La calidad económica. Qualitas Hodie, 44: 90-92.

Cursos:

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

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Optimización multiobjetivo para el estudio de la sostenibilidad del hormigón

By retocada por Yeza de la versión original de Alonsoquijano [Public domain], from Wikimedia Commons

El propósito de este artículo es presentar la optimización multiobjetivo como herramienta para el estudio de la sostenibilidad de los hormigones autocompactantes. Se toma como ejemplo una viga en doble T de hormigón, con 15 m de luz definida por 20 variables. Una variable recoge ocho posibles dosificaciones del hormigón. Cuatro hormigones convencionales CC y cuatro hormigones autocompactantes SCC representan cuatro clases resistentes. Se utiliza el algoritmo recocido simulado multiobjetivo «Multiobjective Simulated Annealing» (MOSA) para optimizar el coste, las emisiones de CO₂ y la durabilidad. Los resultados muestran la viabilidad económica de reducir las emisiones de CO₂ y de mejorar la durabilidad. Además, las soluciones de menor coste y emisiones anuales emplean hormigón autocompactante. Los resultados proporcionan al proyectista estructural criterios para elegir soluciones más sostenibles.

REFERENCIA

GARCÍA-SEGURA, T.; YEPES, V.; ALCALÁ, J.; MARTÍ, J.V. (2014). Optimización multiobjetivo para el estudio de la sostenibilidad del hormigón autocompactante. VI Congreso de ACHE, 3-5 de junio, Madrid. ISBN: 978-84-89670-80-8.

PALABRAS CLAVE

Sostenibilidad, autocompactante, optimización, multiobjetivo, viga en doble T.

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Diseño de puentes de carretera de hormigón prefabricado pretensado usando un algoritmo híbrido basado en el recocido simulado

En este trabajo se describe un método para el análisis y el diseño de puentes de carretera prefabricados de hormigón pretensado, con sección transversal en doble U y vanos isostáticos. El procedimiento utilizado para resolver este problema combinatorio es una variante del algoritmo del recocido simulado, que emplea como movimiento un operador de mutación de los algoritmos genéticos (SAMO). El algoritmo se aplica al coste de estas estructuras a lo largo de las distintas etapas de su fabricación, transporte y construcción. El problema implica 59 variables de diseño discretas para definir la geometría de la viga y de la losa, los materiales de ambos elementos y la armadura activa y pasiva. Del estudio paramétrico se concluye una buena correlación entre el coste, las características geométricas, el armado y la luz del puente, lo cual resulta de gran interés para el predimensionamiento de estos puentes prefabricados. También se realizó un análisis de sensibilidad al cambio de costes, comprobándose que si aumenta en un 20% el coste del acero, se incrementa en un 11,82 % el coste total. Sin embargo, un aumento del 20 % en el coste del hormigón produce únicamente un incremento del 4,20 % en el coste total, 2,8 veces menos. Este análisis también mostró que las características de los puentes optimizados dependen de los escenarios económicos considerados para los precios del acero y del hormigón. Indicar, por último, que existe un incremento del volumen necesario de hormigón cuando se eleva el coste del acero; pero sorprendentemente, la variación en el volumen de hormigón es casi insensible a su encarecimiento.

Resultados interesantes:

El coste del puente se duplica cuando la luz aumenta de 20 a 40 m.
La resistencia característica del hormigón en la viga oscila entre 40 y 50 MPa para los rangos entre 20 y 40 m de luz, mientras que en la losa se encuentra entre 35 y 40 MPa.
El canto de la viga presenta una esbeltez que no baja de L/18.
El espesor de las almas es de 10 cm en todos los casos. El resto de las variables se relacionan con la luz y permiten el predimensionamiento de la estructura.
El estudio de sensibilidad de precios indica que un incremento del 20% en el coste del acero supone un aumento del 11,82% en el coste total. Sin embargo, el incremento es del 20% en el hormigón; el coste total solo sube un 4,20 %. La subida del acero conduce a estructuras con menos cuantías de acero, pero existe una variación significativa en el volumen del hormigón cuando este aumenta en un 20%.

Referencia:

MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; YEPES, V.; ALCALÁ, J. (2013). Design of prestressed concrete precast road bridges with hybrid simulated annealing. Engineering Structures, 48:342-352. DOI:10.1016/j.engstruct.2012.09.014. ISSN: 0141-0296.(link)

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La construcción de un «rascasuelos» en México

Todos sabemos qué es un rascacielos y la enfermiza pasión de los humanos por superar lo que hizo otro antes. Pero, ¿tiene sentido construir un «rascasuelos»? Se trata de un proyecto para construir un edificio de 300 m de profundidad en México, D.F. Sería un edificio de 65 niveles, donde se albergarían oficinas, viviendas y comercios. La pirámide tendría vacío el espacio central para permitir la circulación de aire y la entrada de luz natural, además de que toda la estructura se proyecta para contener la presión de la tierra. Sin embargo, el elevado coste (unos ochocientos millones de dólares), el plazo de 8 años para su construcción, pero sobre todo el riesgo sísmico de la zona y los vestigios arqueológicos sobre los que se pretende construir la estructura, provocan dudas más que razonables sobre su viabilidad.

De todos modos, la idea es sugerente, innovadora y atrevida, incluso el nombre de «rascasuelos» es original, aunque es posible que para algunos roce el absurdo y sean las limitaciones técnicas y económicas las que impidan su ejecución. Eso sí, la oficina de arquitectura artífice de la idea, BNKR Arquitectura, ha logrado notoriedad en los medios. A continuación, os dejo una entrevista con Marcel Ibarrola, director comercial de BNKR, en la que nos explica la viabilidad e impacto que este proyecto podría tener en la Ciudad de México.

Otro vídeo al respecto es el siguiente:

Referencias:

http://www.elmundo.es/america/2011/10/16/mexico/1318728226.html

http://www.plataformaarquitectura.cl/cl/02-101481/el-rascasuelo-bnkr-arquitectura

http://coolhuntermx.com/bnkr-arquitectura-el-rascasuelos/

Antecedentes históricos de la asignatura «Procedimientos de Construcción»

Arco romano de Cabanes (Castellón). V. Yepes

Las obras y las construcciones que el hombre realiza para satisfacer necesidades básicas como la seguridad, la vivienda o los transportes deben ejecutarse siguiendo un orden o plan preestablecido, según un conjunto de normas o reglas capaces de asegurar su éxito. Pues bien, los PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCIÓN constituyen los distintos procesos, sistemas y métodos disponibles para hacer realidad una obra, siguiendo, para ello, un conjunto ordenado de reglas o prácticas constructivas basadas en la experiencia y en los conocimientos técnicos y científicos disponibles en ese momento, todo ello para conseguir construcciones útiles, seguras, económicas, estéticas, medioambientalmente aceptables y, a ser posible, perdurables en el tiempo.

En la literatura anglosajona, la materia de Procedimientos de Construcción se recoge bajo la denominación de Construction Methods, a la cual se le añaden en numerosas ocasiones los conceptos de Management, Equipment o Planning. En nuestro ámbito, la asignatura se asocia con la maquinaria y los medios auxiliares, así como con la planificación y la organización de las obras.

El puente Ingeniero Carlos Fernández Casado (así se le conoce) es un puente atirantado del ingeniero de caminos Javier Manterola que cruza el embalse de Barrios de Luna, en León.

Para encuadrar históricamente la disciplina, se repasa a continuación el desarrollo histórico y el estado actual de los estudios de ingeniería civil en España y de la asignatura de Procedimientos de Construcción.

D. José Juan-Aracil Segura. Imagen gentileza de Gregorio Rábago Juan Aracil.

Si bien en el Real Decreto de 11 de enero de 1849 ya aparecían las asignaturas de Construcciones (primera parte) y Máquinas en el segundo curso, Construcciones (segunda parte) en el tercer curso y Construcciones (tercera parte) en el cuarto y último curso de las enseñanzas de la Escuela Especial de Caminos, Canales y Puertos, los antecedentes de esta asignatura hay que buscarlos en el año 1939, recién terminada la Guerra Civil española. Se orienta, en su origen, al empleo de una serie de máquinas y medios auxiliares que empiezan a estar presentes en las obras de aquel momento, en un país en plena reconstrucción. En sus inicios, el contenido del programa incluía nociones sobre hormigoneras, equipos de bombeo, aire comprimido, maderas y cables. Era una asignatura de segundo año de la Escuela de Madrid, que empezó a impartirse por el primer titular de la cátedra, el ingeniero alcoyano D. José Juan-Aracil Segura.

La asignatura va ampliando sus contenidos a principios de los años cuarenta, coincidiendo con la entrada en España de las primeras máquinas de obras públicas, fruto de la ayuda estadounidense. Pasa a ser una materia anual denominada “Maquinaria y Medios Auxiliares de Obra”, que se imparte en el tercer año del plan de estudios de la Escuela, en aquel momento de cinco años.

Con el transcurso del tiempo, en España se construyen obras cada vez más complejas (presas, túneles, carreteras, etc.). Ello obliga a incluir en el programa las últimas novedades. Sin embargo, el abanico de maquinaria se vuelve tan amplio que se abandona la explicación pormenorizada de cada máquina y se dedica más tiempo a la gestión y el funcionamiento de las máquinas, así como a su organización dentro del proceso constructivo. La asignatura pasa a llamarse “Maquinaria Auxiliar y Organización de Obras”, y en su programa se incluyen temas relacionados con el alquiler de maquinaria, los talleres de obra y de entretenimiento, y la conservación de los equipos.

En el año 1975 se suprime en la Escuela de Madrid la asignatura de Construcción y el Claustro aprueba crear una asignatura denominada “Procedimientos Generales de Construcción y Organización de Obras”, recomendando potenciar los temas relacionados con la organización de obras, la planificación, el control y la optimización de recursos. La Cátedra de Madrid pasó al profesor José Luis Juan-Aracil López, quien la ejerció hasta su paso a profesor emérito.

En Valencia, la asignatura en el Plan anterior se denominó “Procedimientos Generales de Construcción y Organización de Obras” para pasar al nombre más corto de “Procedimientos de Construcción”, y su versión reducida para algunas especialidades de ingeniería de obras públicas, “Maquinaria y Medios Auxiliares”. Este curso 2011-2012 es el primero en el que se cursan las asignaturas «Procedimientos de Construcción (I)» y «Procedimientos de Construcción (II)» en el grado de Ingeniería Civil, debido a la adaptación de los planes de estudio a la Directiva de Bolonia.

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Estudio paramétrico de pilas altas para viaductos en las líneas de alta velocidad

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)

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Diseño de experimentos en cuadrado latino

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.

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Turbo mezcladora de eje vertical para la fabricación de hormigón

http://www.poyatos.com/productos/turbomezcladoras-para-plantas-de-hormigon/

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.

Curso:

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

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¿Qué es una estación naútica?

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.

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