El blog de Víctor Yepes

Construcción de la torre Agbar (Barcelona)

La Torre Agbar, diseñada por el arquitecto Jean Nouvel en colaboración con la firma b720 Fermín Vázquez Arquitectos , es un rascacielos de Barcelona situado en la confluencia de la avenida Diagonal y la calle Badajoz junto a la plaza de las Glorias . Tiene 34 plantas sobre la superficie además de cuatro plantas subterráneas para un total de 145 metros de altura, convirtiéndose, en el momento de su apertura (junio de 2005) en el tercer edificio más alto de Barcelona. El edificio, que tuvo un coste de 130 millones de euros, posee en total 50.693 metros cuadrados de superficie, de los que 30.000 son de oficinas, 3.210 de instalaciones técnicas, 8.132 de servicios, incluyendo un auditorio, y 9.132 de aparcamiento. El rascacielos fue adquirido por la cadena hotelera estadounidense Hyatt en 2013 por 150 millones de euros y pasará a convertirse en un hotel de lujo.

Los materiales principales empleados en la construcción del edificio fueron, por un lado el hormigón con el que se realizó la estructura de la torre, y por otro el aluminio y el vidrio en forma de chapa lacada de distintos colores. La estructura se conforma de dos cilindros ovales no concéntricos de hormigón de forma que uno está cubierto totalmente por el otro. El cilindro exterior está finalizado por una cúpula de cristal y acero lo que como resultado confieren a la torre su característica forma de bala. En este cilindro exterior, con un grosor de 45 cm. en la base y de 25 en su cima se sitúan las aberturas (4359 en total) y las ventanas (4500), mientras que en interior, de 50 cm. en la base y 30 es su parte más alta, es donde están los ascensores, las escaleras y las instalaciones

El proceso de construcción de la torre, llevado a cabo por la empresa fue Dragados, se alargó durante cerca de 6 años desde que a mediados de 1999 se iniciaron las actividades para el acondicionamiento del solar que habría de acoger el edificio hasta principios de 2005 en que se dio por finalizada la obra. Os dejo aquí unos vídeos sobre la construcción de esta torre, que espero os gusten.

Efectos estructurales del megaterremoto de Chile

Acabamos de conocer la noticia de un nuevo terremoto en el norte Chile a las 20.46 hora local del martes 1 de abril de 2014, de magnitud 8,2 en la escala de Richter y de larga duración. Esta noticia sirve de nexo para analizar el megaterremoto que tuvo lugar en el 2010. En efecto, el Terremoto de Chile de 2010 fue un sismo ocurrido a las 03:34:08 hora local (UTC-3), del sábado 27 de febrero , que alcanzó una magnitud de 8,8 M_W. El epicentro se ubicó en el Mar chileno, frente a las localidades de Curanipey Cobquecura, cerca de 150 kilómetros al noroeste de Concepción y a 63 kilómetros al suroeste de Cauquenes, y a 30,1 kilómetros de profundidad bajo la corteza terrestre. El sismo tuvo una duración de 3 minutos 25 segundos, al menos en Santiago y en algunas zonas llegando a los 6 minutos. Fue percibido en gran parte del Cono Sur con diversas intensidades, en lugares como Buenos Aires y São Paulo por el oriente. Las víctimas llegaron a un total de 525 fallecidos. Cerca de 500 mil viviendas están con daño severo y se estiman un total de 2 millones de damnificados, en la peor tragedia natural vivida en Chile desde 1960. El sismo es considerado como el segundo más fuerte en la historia del país y el sexto más fuerte registrado por la humanidad. Sólo es superado a nivel nacional por el cataclismo del terremoto de Valdivia de 1960, el de mayor intensidad registrado por el ser humano mediante sismómetros. El sismo chileno fue 31 veces más fuerte y liberó cerca de 178 veces más energía que el devastador terremoto de Haití ocurrido el mes anterior, y la energía liberada es cercana a 100.000 bombas atómicas como la liberada en Hiroshima en 1945.

Este terremoto causó graves daños en las edificaciones del centro del país. Se ha visto en la práctica el funcionamiento sísmico del universo de edificaciones existentes en la zona, en todos sus sistemas de estructuración, materiales y usos. En lo que compete a la Ingeniería Estructural ha sido un tiempo de aprendizaje, de observación de los distintos tipos de fallas, del comportamiento variado de los materiales y también de los defectos constructivos. Ha generado la necesidad de confeccionar un catastro de las edificaciones, basándose en su daño estructural, estudiar edificios completamente colapsados, otros que han quedado con serios problemas estructurales y aquéllos que mediante reparaciones menores, podrán seguir siendo habitados. Las edificaciones que requieran ser demolidas, precisan la realización de proyectos de ingeniería, la disposición de importantes recursos económicos y técnicos, y medidas de seguridad extremas para salvaguardar a la población. Este escenario obliga a poner en ejercicio las diferentes técnicas de reparación, de acuerdo a los distintos materiales de construcción y sobre la base de las tecnologías existentes. El objetivo planteado ha sido darles nuevamente las características de resistencia que eviten su colapso ante nuevas solicitaciones sísmicas.

A continuación os paso un vídeo realizado por la Universidad Politécnica de Madrid donde Richard Leonardo Zapata Garrido explica este terremoto y sus consecuencias desde el punto de vista ingenieril. Espero que os guste y os sea útil.

¿Qué recursos necesitamos para ejecutar una tarea?

Toda actividad necesita recursos para ejecutarse. La programación de los recursos disponibles constituye un tema crucial para lograr que la obra esté finalizada en los plazos y costes establecidos. Consiste en asociar los recursos a sus tareas respectivas y ver cómo se ensamblan en el conjunto de la obra.

La limitación de recursos en la realización de una obra provoca conflictos que pueden resolverse mediante métodos de nivelación y de asignación. Los primeros laminan el diagrama de cargas sin producir retrasos en el plazo programado. Los métodos de asignación, por otra parte, pretenden que los recursos necesarios no superen los disponibles, pero con la condición de que el retraso provocado sea el mínimo posible. Con ayuda de las diversas técnicas de redes, se habrá establecido un camino crítico y unas holguras para cada una de las actividades. La prioridad en la asignación de los recursos será mayor cuanto menor sea la holgura disponible para cada una de las actividades.

Para aclarar este tema, os dejo un Polimedia de Alberto Palomares. Espero que os guste.

Referencias:

PELLICER, E.; YEPES, V. (2007). Gestión de recursos, en Martínez, G.; Pellicer, E. (ed.): Organización y gestión de proyectos y obras. Ed. McGraw-Hill. Madrid, pp. 13-44. ISBN: 978-84-481-5641-1. (link)

PELLICER, E.; YEPES, V.; TEIXEIRA, J.C.; MOURA, H.P.; CATALÁ, J. (2014). Construction Management. Wiley Blackwell, 316 pp. ISBN: 978-1-118-53957-6.

YEPES, V.; PELLICER, E. (2008). Resources Management, in Pellicer, E. et al.: Construction Management. Construction Managers’ Library Leonardo da Vinci: PL/06/B/F/PP/174014. Ed. Warsaw University of Technology, pp. 165-188. ISBN: 83-89780-48-8.

YEPES, V.; MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de planificación y control de obras. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 189. Valencia, 94 pp. Depósito Legal: V-423-2012.

La grúa torre de doble vano

Están compuestas por un mástil vertical fijo apoyado sobre una plataforma soporte. Sobre este mástil se sustenta un brazo horizontal de dos vanos estabilizados por medio de cables atirantados en su parte superior. El vano superior, denominado pluma, es el utilizado por el carro de traslación para desplazarse, mientras el otro, la contrapluma, sirve de contrapeso. La estructura se compone de tramos en celosía. La pluma gira 360º por medio de una corona circular y por un engranaje movido por motor eléctrico.

Las velocidades de maniobra son de 1 a 2 r.p.m. para el giro y de unos 40 a 50 m/min para el desplazamiento y elevación de la carga. El control de la grúa puede efectuarse desde una cabina de mando situada en la base o en la parte superior de la torre, o bien desde tierra por medio de un mando móvil desplazable.

Como curiosidad os dejo un vídeo de la grúa torre más grande del mundo: la Kroll K-10000. Tiene una altura de 120 m y es capaz de levantar 132 t de carga máxima y 91 t a una distancia de 100 m. Puede resistir vientos de hasta 240 km/h. Espero que os guste el vídeo.

Os dejo también un vídeo del desmontaje de una grúa torre.

Referencias:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.

Algoritmo del solterón aplicado a la optimización de rutas con flotas heterogéneas VRPHESTW

Me ha parecido interesante rescatar una pequeña publicación, que ya tiene 10 años, donde se aplicaba un algoritmo de optimización heurística curioso: Old Bachelor Acceptance, o «algoritmo del solterón«. En este caso, aplicado a la optimización de redes de transporte con flotas heterogéneas. Resulta curioso ver cómo determinados comportamientos sociales (colonias de hormigas), principios naturales (teoría de la evolución) o recreaciones de nuestro cerebro (redes neuronales) son capaces de resolver problemas complejos de optimización.

Espero que os sea de interés.

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Construcción de las torres Puerta de Europa de Madrid

Las dos torres gemelas, que conforman la llamada “Puerta de Europa”, se inauguraron en 1996. Más conocidas como las torres KIO, es un proyecto de los arquitectos estadounidenses Philip Cortelyou Johnson (Cleveland, Ohio, EE.UU, 1906 – New Canaan, Connecticut, EE.UU., 2005) y John Henry Burgee (Chicago, Illinois, EE.UU, 1933). Las Torres KIO son dos torres de cristal, granito y metal, inversamente simétricas, destacando su inclinación de 15º respecto a la vertical. Constituyen los primeros rascacielos inclinados que se edificaron en el mundo, con una altura de 115 metros y 26 plantas. Están situadas, en la Plaza de Castilla de Madrid, próximas al centro financiero de AZCA.

La solución estructural es singular, la inclinación de ambos edificios se ha conseguido mediante acero estructural, unido a un núcleo rígido, una caja prismática de hormigón armado que alberga las escaleras y ascensores. Para contrarrestar el empuje de los pisos hacia el lado inclinado, un sistema de cables une la parte alta del edificio con un contrapeso subterráneo de hormigón ubicado en el lado opuesto.

Aunque su construcción comenzó en 1989, por los sucesivos paros en las obras debidos a motivos económicos, no se inauguraron hasta 1996. Os dejo un vídeo donde se explica la construcción de estos edificios singulares. Espero que os guste.

La construcción románica

Exterior de la Colegiata de Santa Cruz en Castañeda, en Cantabria. Wikipedia

Se llama estilo románico en arquitectura al resultado de la combinación razonada y armónica de elementos constructivos y ornamentales de procedencia latina, oriental (bizantinos, sirios, persas y árabes) y septentrional (celtas, germánicos, normandos) que se formó en la Europa cristiana durante los primeros siglos de la baja Edad Media como consecuencia de la prosperidad material y de la renovación espiritual y abarca los siglos XI al XIII.

No es el objetivo de este post desarrollar las características de este estilo arquitectónico. Lo que pretendo es presentar un vídeo donde Peridis nos presenta el proceso completo de la construcción de esta época a través de algunas iglesias románicas de Castilla-León: la elección del lugar, la contratación del maestro albañil, la búsqueda y traslado de los materiales y, finalmente, la construcción del templo. Espero que os guste.

La construcción de las grandes catedrales

Catedral de León. https://es.wikipedia.org/wiki/Catedral_de_Le%C3%B3n

El cristianismo hizo desarrollar la construcción en expresiones tan maravillosas y sacras como las catedrales góticas y el Islam las construcciones y mezquitas musulmanas. Los ingenieros medievales elevaron la técnica de la construcción, en la forma marco gótico y los arbotantes, hasta alturas desconocidas por los romanos. La mayoría de las catedrales góticas presenta una estructura optimizada desde el punto de vista geométrico y compositivo ante las necesidades resistentes motivadas por la acción gravitatoria. Sus constructores supieron extraer el mayor provecho del material para ellos disponible, otorgando a los elementos unas dimensiones y unas esbelteces que prácticamente se hallan en el extremo de lo razonablemente posible. Lo más admirable es que dichos constructores no tuvieron la capacidad de cálculo de la que se dispone en la actualidad.

Los estilos arquitectónicos de la Edad Media, el románico y el gótico, se caracterizan fundamentalmente por la utilización de la bóveda de piedra para cubrir los espacios públicos, tanto religiosos como civiles. El románico utiliza la bóveda de cañón y la bóveda por arista, y el gótico las bóvedas nervadas de crucería.

Os dejo a continuación un par de vídeos sobre la construcción de las grandes catedrales, que espero os gusten.

Sistema «Franki» de ejecución de pilotes de desplazamiento

Figura 1. Procedimiento constructivo de un pilote Franki. Fuente: http://www.frankipile.co.id/frankipile.php

El sistema «Franki» de ejecución de un pilote de desplazamiento se base en una entubación metálica que presenta un tapón de hormigón en la punta. Dicho conjunto se hinca «a golpes» mediante una maza. Una vez se llega a la profundidad adecuada, se sujeta la entubación y se golpea el tapón en la punta para expulsarlo hacia abajo, creando así un bulbo o “punta ensanchada” a base de compactar el terreno, lo que hace que este pilote sea también muy eficiente trabajando a tracción. No se recomienda su uso en suelos cohesivos, donde la compactación de la base no es posible.

Fue desarrollado en el año 1909 por el ingeniero belga Frankignoul Edgard y desde entonces ha logrado un éxito considerable en todo el mundo. Este método se puede aplicar en diferentes condiciones, y sigue siendo utilizado debido a su alta capacidad de carga y tracción, y los bajos niveles de ruido y las vibraciones del suelo.

En la Figura 1 se representan las fases constructivas de este tipo de pilote:

Ejecución, en tongadas de pequeño espesor y fuertemente compactadas, del tapón de gravas, arena y hormigón (de consistencia 0) dentro de la entubación, de espesor 3Φ.
Introducción de la entubación hasta la profundidad necesaria golpeando el tapón.
Golpeo del tapón y retirada de la entubación, quedando el ensancho como punta del pilote.
Instalación de la armadura dentro de la entubación, cuidando el recubrimiento mínimo
Extracción de la entubación a la vez que se va hormigonando por tongadas.

También se ha argumentado que la hinca del tapón presenta algunas ventajas claras, como la eliminación de fangos bajo la punta, el control de la existencia de capas blandas intercaladas inmediatamente bajo la punta y la aparición de un bulbo de hormigón que equivale a una base ensanchada. Todo ello hace que este tipo de pilotes con tapón son muy adecuados como pilotes trabajando en punta. Hay que indicar aquí que el aumento de la resistencia por punta se hace a costa de una disminución de la resistencia por el fuste en las cercanías de la base. Como desventajas principales de este tipo de pilote destaca la escasa mecanización del proceso y el riesgo durante la extracción de la entubación.

A continuación podéis ver un vídeo explicativo de los pilotes de desplazamiento con tapón de gravas, que en la nomenclatura de las NTE se denomina CPI-3.

Os recomiendo el enlace de Enrique Montalar, y también los siguientes vídeos explicativos que espero os gusten.

Os dejo este folleto explicativo que espero os sea de utilidad.

Pincha aquí para descargar

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.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Hidrofresas

La ejecución de muros pantalla con hidrofresa está especialmente indicada en terrenos de dureza elevada, en excavaciones profundas o cuando se requiera un método de excavación seguro y preciso. En este sentido, las obras urbanas pueden ser un buen ámbito de aplicación de esta tecnología de excavación. La hidrofresa consta de una estructura pesada de acero provista en su parte inferior de dos ruedas dentadas que giran en sentido contrario, arrancando el terreno. El accionamiento hidráulico de dichas ruedas, en combinación con el empuje vertical del peso del bastidor, produce el corte del terreno. La elevada fricción que se produce en las ruedas dentadas hace necesaria su refrigeración, así como la de la roca. Para ello se suele emplear lodo bentonítico, que se inyecta mediante un dispositivo de la propia máquina. Los propios lodos se mezclan con los detritus de la excavación, por lo que se extraen del fondo de la zanja. Dado que los lodos bentoníticos se recirculan para permitir esta extracción, han de ser “reciclados” mediante la eliminación de los restos de terreno extraídos del fondo de la zanja. La hidrofresa, a pesar de ser el mejor sistema —pues apenas produce vibraciones y es el más rápido—, presenta el inconveniente de ser una máquina cara, por lo que suele elevar el coste de la construcción de la pantalla.

Esquema de funcionamiento de hidrofresa.

Es posible perforar suelos duros y rocas con hidrofresas de hasta 100 MPa de resistencia a la compresión. Los muros pantalla pueden tener entre 600 y 1200 mm de espesor, lo que requiere equipos especiales para espesores superiores a 1200 mm. Esta técnica es una alternativa para terrenos con una resistencia a la compresión simple superior a 5 MPa. Si la profundidad es superior a 35 m, la hidrofresa, independientemente de la dureza del terreno, es el método más fiable, pudiendo alcanzarse profundidades de 80 m, aunque en este caso se complican las labores de ejecución del muro pantalla. En cuanto al espesor mínimo de la pantalla, este depende de las características del bastidor de la hidrofresa, pues debe alojar la bomba de aspiración; estamos hablando de un mínimo de 640 mm, aunque los espesores habituales son los de 640, 800, 1000, 1200 y 1500 mm.

Ejecución de muro pantalla con hidrofresa

Un ejemplo de aplicación de esta técnica es la construcción del aparcamiento de la plaza de Cervantes, en San Sebastián (ver aquí). Os dejo también un par de vídeos sobre esta técnica de excavación que espero que os gusten.

En este otro vídeo podemos ver el inicio de la excavación de un muro-pantalla con hidrofresa para la construcción de sótanos durante la rehabilitación de un edificio.

Referencias:

Cursos:

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

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.