El tesado del tablero de un puente se realiza mediante la técnica del postesado o postensado, prácticamente imprescindible en los sistemas constructivos con voladizos sucesivos y dovelas. Se denomina hormigón pretensado a la tipología de construcción de elementos estructurales de hormigón sometidos intencionadamente a esfuerzos de compresión antes de su puesta en servicio. Dichos esfuerzos se consiguen mediante cables de acero que son tensados y anclados al hormigón. Esta técnica se emplea para superar la debilidad natural del hormigón frente a esfuerzos de tracción y fue patentada por Eugène Freyssinet en 1920. El objetivo es aumentar la resistencia a la tracción del hormigón mediante la introducción de un esfuerzo de compresión interno que contrarreste en parte el esfuerzo de tracción generado por las cargas de servicio en el elemento estructural.
Con la técnica del postesado se trata de aplicar la compresión tras el vertido y el secado in situ del hormigón. En el interior del encofrado se coloca una vaina de plástico, acero o aluminio, para seguir el trazado más conveniente en el interior de la pieza, siguiendo la franja donde, de otra manera, se registrarían tracciones en el elemento. Una vez que el hormigón se ha endurecido, los tendones se introducen a través de los conductos. Después, dichos tendones se tensan mediante gatos hidráulicos que reaccionan contra la propia pieza de hormigón. Cuando los tendones se han estirado lo suficiente, de acuerdo con las especificaciones de diseño, estos quedan atrapados en su posición mediante cuñas u otros sistemas de anclaje y mantienen la tensión después de que los gatos hidráulicos se retiren, transfiriendo así la presión hacia el hormigón. El conducto se rellena con grasa o con lechada de cemento para proteger los tendones de la corrosión.
Os paso un par de vídeos para que veáis cómo se realiza la técnica. Espero que os gusten.
En la industria de la construcción, siempre se presenta la necesidad de romper materiales y, como resultado de esto, deben ser utilizados equipos como martillos demoledores hidráulicos, robots de demolición y pinzas hidráulicas de demolición.
Un puente no solo puede demolerse con explosivos. A veces no hay más remedio que hacerlo con un martillo rompedor. Os dejo este enlace de Pep Lloveras sobre el tema. Otro enlace interesante es este pequeño proyecto sobre la retirada y demolición de un puente, que os podéis descargar en el siguiente enlace: http://www.oviedo.es/upload/contratos/docs/PROY_demolPTrubia.pdf
También os adjunto un vídeo para que veáis cómo se ha desmantelado un paso superior con maquinaria de demolición. En este caso, se trata de una estructura sobre la autopista 101 en el sur de California, que fue demolida en apenas 5 horas. El vídeo es de Anthony Plasencia. Espero que os guste.
Os paso otro vídeo, cuyo enlace ha facilitado Moisés de la Llave. En mayo de 2010 fue demolido mediante varios equipos hidráulicos dotados de mandíbulas (cizallas) en una primera fase y, posteriormente, mediante un martillo rompedor, el puente de la autovía A-42 sobre la N-400 en Toledo (entre Santa Bárbara y el Polígono), cuya estructura presentaba un peligroso deterioro y sería reemplazado por un nuevo puente.
Otro vídeo trata de la demolición del viejo Puente Chartershall en Escocia, que había sido golpeado por camiones en numerosas ocasiones. Se encuentra en la autopista M9, al norte de la salida 9, M9/M80 en Pirnhall Interchange. El proceso de demolición y construcción del nuevo puente duró 3 noches y tuvo un coste superior a 1 millón de euros.
La durabilidad de una estructura de hormigón, según el artículo 37 de la Instrucción Española de Hormigón (EHE), es su capacidad para soportar, durante la vida útil para la que ha sido proyectada, las condiciones físicas y químicas a las que está expuesta y que podrían provocar su degradación como consecuencia de efectos distintos de las cargas y solicitaciones consideradas en el análisis estructural. Una estructura duradera debe lograrse mediante una estrategia capaz de considerar todos los posibles factores de degradación y actuar de manera consecuente en cada una de las fases del proyecto, la ejecución y el uso de la estructura. Una estrategia adecuada para la durabilidad debe tener en cuenta que en una estructura pueden existir diferentes elementos estructurales sometidos a distintos tipos de ambiente.
La carbonatación en el hormigón armado se produce avanzando desde el exterior
Os recomiendo este enlace: http://www.inti.gob.ar/cirsoc/pdf/publicom/ACI_201_2R_01.pdf para que podáis descargar la Guía de Durabilidad del Hormigón del ACI (en español). Además, os dejo un vídeo del profesor Antonio Garrido, de la Universidad Politécnica de Cartagena, destinado a que sus alumnos adquieran conocimientos sobre los mecanismos de deterioro del hormigón y las estrategias preventivas frente a la EHE. Espero que os guste.
El diseño completamente al azar es el más sencillo de los diseños de experimentos que comparan dos o más tratamientos, puesto que solo considera dos fuentes de variabilidad: los tratamientos y el error aleatorio.
Para ilustrar el diseño, supongamos que queremos determinar si cuatro dosificaciones de hormigón, A, B, C y D, presentan la misma resistencia característica a la compresión. Para ello, se han elaborado 5 probetas para cada tipo de dosificación y, a los 28 días, se han roto mediante compresión simple; los resultados los hemos recogido en la tabla que sigue.
DOSIFICACIONES DE HORMIGÓN
A
B
C
D
Resistencia característica a compresión fck (Mpa)
42
45
64
56
39
46
61
55
48
45
50
62
43
39
55
59
44
43
58
60
En este caso, la variable de respuesta es la resistencia característica del hormigón a la compresión (MPa), la unidad experimental es la probeta de hormigón y el factor es la dosificación de hormigón. En este caso se trata de un diseño balanceado porque hemos realizado el mismo número de repeticiones (5) para cada uno de los tratamientos (dosificaciones).
Este tipo de diseño se llama completamente al azar porque todas las repeticiones experimentales se realizan en un orden aleatorio, ya que no se han tenido en cuenta otros factores de interés. Si durante el estudio se realizan N pruebas, estas deben realizarse al azar, de modo que los posibles efectos ambientales y temporales se repartan equitativamente entre los tratamientos.
El número de repeticiones a realizar en cada tratamiento depende de la variabilidad que se espera observar en los datos, de la diferencia mínima que el experimentador considera importante detectar y del nivel de confianza que se desea tener en las conclusiones. Normalmente, se recomiendan entre 10 y 30 mediciones por tratamiento. Con 10 mediciones se podrían detectar diferencias de medias mayores o iguales a 1,5 sigmas con una probabilidad alta, y con 30 mediciones se podrían detectar diferencias mayores o iguales a 0,7 sigmas.
Se utiliza el análisis de la varianza (ANOVA) para comprobar si existen diferencias entre las medias. Fundamentalmente, este análisis consiste en separar la contribución de cada fuente a la variación total observada. Sin embargo, este ANOVA está supeditado a los siguientes supuestos que deben verificarse:
Normalidad
Varianza constante (igual varianza en los tratamientos)
Independencia
Para los que queráis saber qué ha pasado con nuestro experimento de amasado, os diré que el ANOVA rechazó la igualdad de medias, es decir, que la resistencia media está afectada por la dosificación. Sin embargo, las cuatro dosificaciones no son igual de efectivas, pues existen diferencias significativas entre las resistencias medias de cada una de ellas. De hecho, las dosificaciones A y B no presentan diferencias significativas entre sí ni entre la C y la D. Sin embargo, sí hay diferencias significativas entre ambos grupos. Asimismo, se ha comprobado que se cumplieron los supuestos de normalidad, de varianza constante y de independencia.
Os dejo en el siguiente vídeo cómo utilizar el software SPSS para realizar un diseño de experimentos completamente al azar.
Referencias:
Box, G.E.; Hunter, J.S.; Hunter, W.G. (2008). Estadística para investigadores. Diseño, innovación y descubrimiento. Segunda Edición, Ed. Reverté, Barcelona.
Gutiérrez, H.; de la Vara, R. (2003). Análisis y diseño de experimentos. McGraw-Hill, México.
Vicente, M.L.; Girón, P.; Nieto, C.; Pérez, T. (2005). Diseño de experimentos. Soluciones con SAS y SPSS. Pearson Educación, Madrid.
El objetivo del diseño y fabricación del hormigón es obtener una mezcla que posea un mínimo de determinadas propiedades, tanto en estado fresco como en estado endurecido, al menor costo de producción posible. Es muy importante conseguir la mezcla óptima con las proporciones precisas de áridos de distintos tamaños, cemento y agua. Sin embargo, no existe una mezcla óptima que sirva para todos los casos. Para establecer la dosificación adecuada en cada caso, se deben tener en cuenta la resistencia mecánica, los factores asociados a la fabricación y la puesta en obra, así como el tipo de ambiente al que estará sometido.
Las materias primas, tras someterse a los controles de calidad pertinentes, se almacenan en silos y tolvas especialmente diseñados. La dosificación de estas materias primas se realiza automáticamente. La unidad central transmite las órdenes a los sistemas de pesaje, que dosifican el material en las proporciones adecuadas según su aplicación. Esto permite garantizar la homogeneidad entre los distintos pedidos de hormigón suministrados. Una vez determinada la dosificación más adecuada, en la planta de hormigón hay que medir los componentes: el agua en volumen, mientras que el cemento y los áridos se miden en peso.
El amasado del hormigón puede realizarse con amasadoras fijas o móviles. Este amasado se podrá realizar de alguna de las siguientes maneras: totalmente en amasadora fija, iniciado en amasadora fija y terminado en amasadora móvil o bien iniciado en amasadora fija y terminado en amasadora móvil antes de su transporte.
El proceso de fabricación de hormigón en una central puede ser de dos tipos:
Fabricación en amasadora. En esta modalidad, las materias primas que constituyen el hormigón se pesan en seco en básculas y se introducen en la amasadora, donde se mezclan con el agua y se homogeneiza la pasta. A continuación, se vierte en el camión hormigonera que se encargará de transportarlo hasta la obra.
Dosificación en planta y mezcla en camión hormigonera. En este caso, las materias primas se pesan y se vierten directamente en la cuba del camión hormigonera, que mezcla los componentes, homogeneiza la masa y la transporta hasta la obra.
Según el proceso empleado, las materias primas se introducen en la amasadora o en el camión hormigonera y se mezclan y homogeneizan mediante el movimiento giratorio de las aspas de la amasadora o de la cuba del camión. El mezclado debe realizarse de manera que se garantice la homogeneidad del hormigón. Se recomienda el uso de hormigoneras para obras pequeñas y la solicitud a una planta de fabricación de hormigón para obras medianas y grandes. Si se realiza manualmente, hay que extremar las precauciones durante su elaboración. El agua debe dosificarse por volumen y el cemento y los áridos por peso. Para el transporte hasta el lugar de empleo se emplean medios que no alteren la calidad del material ni experimenten una variación sensible en sus características recién amasadas. El tiempo transcurrido desde el amasado no debe superar la hora y media.
Para aclarar algunos de estos aspectos, os dejo un vídeo del profesor Antonio Garrido sobre la fabricación de hormigón. Ha sido realizado por el servicio Polimedia de la Universidad Politécnica de Cartagena. Espero que os guste.
Os dejo también otros vídeos sobre el tema:
Referencias:
ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.
BUSTILLO, M. (2008). Hormigones y morteros. Fueyo Editores, Madrid, 721 pp.
CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.
FERNÁNDEZ CÁNOVAS, M. (2004). Hormigón. 7ª edición, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Servicio de Publicaciones, Madrid, 663 pp.
GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València. 189 pp.
TIKTIN, J. (1994). Procesamiento de áridos: instalaciones y puesta en obra de hormigón. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid, 360 pp. ISBN: 84-7493-205-X.
Entendemos por experimento el cambio en las condiciones de operación de un sistema o proceso, realizado con el objetivo de medir el efecto del cambio en una o varias variables del producto. Ello nos permite ampliar el conocimiento sobre el sistema o el proceso.
Asimismo, entendemos por “diseño de un experimento” la planificación de un conjunto de pruebas experimentales, de modo que los datos generados puedan analizarse estadísticamente para obtener conclusiones válidas y objetivas acerca del problema establecido.
En un experimento, es muy importante su reproducibilidad, es decir, poder repetirlo. Ello nos proporciona una estimación del error experimental y permite obtener una estimación más precisa del efecto medio de cualquier factor.
Veamos algunas definiciones importantes en el diseño de experimentos:
Unidad experimental: es la muestra de unidades que es necesario producir en una condición para obtener una medición o un dato representativo. Unidad a la cual se le aplica un solo tratamiento (puede ser una combinación de muchos factores) en una reproducción del experimento.
Variables de respuesta: son las características del producto cuyo valor interesa mejorar mediante el diseño de experimentos.
Factor: una variable independiente. En la mayoría de las investigaciones se trata de más de una variable independiente y de los cambios que ocurren en la variable independiente cuando varía una o más de las variables independientes.
Factores controlables: son variables del proceso que se pueden fijar en un punto o en un nivel de operación.
Factores no controlables: son variables que no pueden controlarse durante la operación normal del proceso.
Factores estudiados: son las variables que se investigan en el experimento para observar cómo afectan a la variable de respuesta.
Confusión: Dos o más efectos se confunden en un experimento si es posible separarlos en el análisis estadístico posterior.
Error aleatorio: es la variabilidad observada que no puede explicarse por los factores estudiados y se debe al pequeño efecto de los factores no estudiados y al error experimental.
Error experimental: componente del error aleatorio que refleja los errores del experimentador en la planificación y la ejecución del experimento.
Aleatorización: consiste en realizar experimentos en orden aleatorio; este principio aumenta la probabilidad de que el supuesto de independencia de los errores se cumpla. Asignación al azar del tratamiento a las unidades experimentales. Una suposición frecuente en los modelos estadísticos de diseño de experimentos en los que las observaciones o los errores en ellas están distribuidos de forma independiente. La aleatorización hace válida esta suposición.
Repetición: es correr más de una vez un tratamiento o combinación de factores
Bloqueo: Es nulificar o considerar adecuadamente todos los factores que pueden afectar la respuesta observada. Distribución de las unidades experimentales en bloques, de manera que las unidades dentro de un bloqueo sean relativamente homogéneas; de esta manera, la mayor parte de la variación predecible entre las unidades queda confundida con el efecto de los bloques.
Tratamiento o combinación de tratamientos: conjunto particular de condiciones experimentales que deben imponerse a una unidad experimental dentro de los confines del diseño seleccionado.
El error aleatorio describe la situación de no llegar a resultados idénticos con dos unidades experimentales tratadas idénticamente y refleja:
Errores de experimentación
Errores de observación
Errores de medición
Variación del material experimental (esto es, entre unidades experimentales)
Efectos combinados de factores extraños que podrían influir en las características en estudio, pero respecto de los cuales no se ha llamado la atención en la investigación.
El error aleatorio puede reducirse:
Usando material experimental más homogéneo o mediante una estratificación cuidadosa del material disponible.
Utilizando información proporcionada por variables aleatorias relacionadas
Teniendo más cuidado al dirigir y desarrollar el experimento
Usando un diseño experimental muy eficiente.
Referencias:
Box, G.E.; Hunter, J.S.; Hunter, W.G. (2008). Estadística para investigadores. Diseño, innovación y descubrimiento. Segunda Edición, Ed. Reverté, Barcelona.
Gutiérrez, H.; de la Vara, R. (2003). Análisis y diseño de experimentos. McGraw-Hill, México.
Vicente, M.L.; Girón, P.; Nieto, C.; Pérez, T. (2005). Diseño de experimentos. Soluciones con SAS y SPSS. Pearson Educación, Madrid.
En el campo de la ingeniería civil, el concepto de «diseño de experimentos» resulta extraño. Lo asociamos al campo del control de calidad y de los laboratorios, pero no tenemos en cuenta que muchas herramientas avanzadas de productividad, mejora de procesos, toma de decisiones y productividad empresarial se basan en el control estadístico de la calidad. Veamos en esta entrada una breve aproximación al concepto.
El diseño de experimentos (DOE) es una técnica estadística que permite identificar y cuantificar las causas de un efecto en un estudio experimental, de modo que, con el mínimo número de pruebas, se extraiga información útil para obtener conclusiones que permitan optimizar la configuración de un proceso o producto.
Aunque el diseño de experimentos comenzó a aplicarse en el campo de la agricultura, hoy en día tiene muchas aplicaciones en otros ámbitos, como la ingeniería civil. Por ejemplo, en el control de calidad, en el diseño de productos y de procesos industriales y en todo tipo de ciencias experimentales. Se puede decir que el diseño de experimentos desempeña un papel crucial tanto en la industria como en la investigación experimental actualmente.
En un diseño experimental se manipula deliberadamente una o más variables, vinculadas a las causas, para medir el efecto que tienen sobre otra variable de interés. El diseño experimental prescribe una serie de pautas relativas a qué variables hay que manipular, de qué manera, cuántas veces hay que repetir el experimento y en qué orden, para establecer, con un grado de confianza predefinido, la necesidad de una presunta relación de causa-efecto.
Los pasos básicos a seguir en el diseño de experimentos son los siguientes:
Fijar un cronograma que establezca la lista de pruebas a realizar. También debemos definir nuestros objetivos, que deben ser claros y acordes con una realidad alcanzable.
Escoger los factores a analizar, es decir, aquellos parámetros que van a afectar, tanto directamente como indirectamente, a nuestra actividad (el proceso o producto que queremos optimizar), siendo estos los que nos marcarán los límites alcanzables.
Diseñar el plan de pruebas: este variará según el número de factores que hayamos considerado. En este punto hay que ser ambicioso y no descartar ningún experimento posible, por raro que parezca, pues puede que algunos de ellos estén comunicados entre sí y que su interacción deba considerarse al tomar decisiones.
Una vez realizadas las pruebas, los resultados obtenidos permiten extraer conclusiones sobre qué factores influyen más en los resultados y cómo debe configurarse nuestra actividad para alcanzar los objetivos propuestos. Además, si utilizamos herramientas informáticas, podremos obtener una función de regresión que relacione los resultados de la actividad con los factores considerados. Gracias a ella, podremos hacer interpolaciones y calcular virtualmente qué resultado tendrá nuestra actividad para cualquier combinación de factores posible.
Algunos de los tipos de diseños de experimentos son los siguientes:
Hoy en día, elaborar un buen currículum es básico para afrontar la búsqueda de empleo. Sin embargo, los hay para otros fines, como los artísticos, deportivos, etc.
Para ello, os paso un Polimedia de Margarita Cabrera en el que podemos ver algunos consejos de interés.
Asimismo, resulta complicado afrontar una entrevista de trabajo. Para ver qué es y cómo afrontarlo, os dejo otro Polimedia que espero os resulte útil.
La negociación es el proceso mediante el cual las partes interesadas resuelven conflictos, acuerdan líneas de conducta, buscan ventajas individuales y/o colectivas y procuran obtener resultados que sirvan a sus intereses mutuos. Generalmente se contempla como una forma alternativa de resolución de conflictos o de situaciones que impliquen acción multilateral.
Para descubrir las claves de este proceso, os propongo un par de «píldoras teóricas» de Edgar Rodríguez. Se trata de un par de vídeos producidos por el Servicio de Innovación Educativa junto con el Gabinete de Tele-Educación de la Universidad Politécnica de Madrid. En el primero se define la negociación y, en el segundo, se describen las fases. Espero que os gusten.
La trituradora de impacto es una máquina que aprovecha la energía de un impacto o golpe para romper el material. En general, estas máquinas proporcionan curvas mejor graduadas que las de las machacadoras de mandíbulas, así como un buen factor de forma. No son adecuadas para material abrasivo, salvo que este sea muy blando, ni para materiales duros, salvo que tengan una textura estratificada.
Existen dos tipos fundamentales de machacadoras de impacto: las de barras de choque y las de martillo. En las primeras, el elemento percutor es una barra alargada, fija y paralela al rotor, de sección rectangular. En las segundas, el elemento de percusión es una colección de martillos dispuestos a lo largo de varios ejes en la periferia del rotor.
Aunque son varios los modelos existentes, básicamente estas trituradoras constan de una carcasa más o menos cúbica y una cámara de trituración, que se ve cruzada por un eje que se apoya en rodamientos en dos caras laterales opuestas. Alrededor del eje se encuentra el rotor, donde se alojan los elementos de percusión, que golpean y lanzan el material dentro de la cámara de impacto contra las placas de choque, situadas en la cara superior y frontal.
La boca de entrada se sitúa en la parte superior, en un lateral, a unos 45° respecto de la vertical, y la boca de salida se encuentra en la parte inferior. Las placas de choque, de acero al manganeso, se desgastan de forma desigual, por lo que se diseñan simétricas para invertirlas y aprovecharlas mejor. Suelen ser dentadas para facilitar la fractura del material.
Suelen abrirse las máquinas a un plano horizontal, a la altura de los soportes de los rodamientos del eje. En los laterales de la carcasa se sitúan puertas de registro para la inspección y el mantenimiento.
Trituradora de impacto de eje vertical. https://www.sotecma.es/equipos-trituracion-molienda/trituradora-impactos/
La trituradora de martillo permite un mayor número de impactos por unidad de tiempo sobre la piedra que el triturador de barras, ya que, al haber varios martillos en línea, cada uno puede golpear la misma piedra de forma independiente en cada revolución. Estos martillos giran libremente sobre su eje incrustado en el rotor. El esfuerzo de percusión se limita por la velocidad del rotor y la masa del martillo. Se caracterizan por una capacidad de reducción muy alta, entre 20 y 30.
Os paso a continuación varios vídeos explicativos de estas máquinas. Espero que os gusten.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2005). Temas de procedimientos de construcción. Extracción y tratamiento de áridos.Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2005.165.
El tesado del tablero de un puente se realiza mediante la técnica del postesado o postensado, prácticamente imprescindible en los sistemas constructivos con voladizos sucesivos y dovelas. Se denomina hormigón pretensado a la tipología de construcción de elementos estructurales de hormigón sometidos intencionadamente a esfuerzos de compresión antes de su puesta en servicio. Dichos esfuerzos se consiguen mediante cables de acero que son tensados y anclados al hormigón. Esta técnica se emplea para superar la debilidad natural del hormigón frente a esfuerzos de tracción y fue patentada por Eugène Freyssinet en 1920. El objetivo es aumentar la resistencia a la tracción del hormigón mediante la introducción de un esfuerzo de compresión interno que contrarreste en parte el esfuerzo de tracción generado por las cargas de servicio en el elemento estructural.
