Acaban de publicarnos un artículo en la revista Materials, revista indexada en el JCR. El objetivo del estudio es optimizar la energía empleada en la construcción de pasos elevados de carreteras aligeradas mediante la identificación de las principales variables de diseño y el desarrollo de una metodología que utilice el muestreo latino de hipercubos y la optimización basada en el método Kriging. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.
El artículo establece una metodología para optimizar la energía incorporada en la construcción de pasos elevados de carreteras aligeradas mediante la identificación de las principales variables de diseño y el uso del hipercubo latino y la optimización basada en el método Kriging.
El estudio recomienda emplear índices de esbeltez elevados, minimizar el uso de hormigón y armaduras activas y aumentar la cantidad de armaduras pasivas para mejorar la eficiencia energética.
El artículo utiliza una técnica estadística llamada muestreo de hipercubo latino para muestrear variables y crear una superficie de respuesta, que luego se ajusta con precisión mediante un metamodelo Krixing.
La metodología desarrollada en el trabajo reduce el coste energético de la construcción de puentes de losas aligeradas.
El estudio contribuye al campo de la optimización energética en la construcción al proporcionar una metodología específica para los puentes de losas de hormigón pretensado aligerado, especialmente en los pasos elevados de carreteras postesadas.
Abstract:
This study aims to establish a methodology for optimizing embodied energy while constructing lightened road flyovers. A cross-sectional analysis is conducted to determine design parameters through an exhaustive literature review. Based on this analysis, key design variables that can enhance the energy efficiency of the slab are identified. The methodology is divided into two phases: a statistical technique known as Latin Hypercube Sampling is initially employed to sample deck variables and create a response surface; subsequently, the response surface is fine-tuned through a Kriging-based optimization model. Consequently, a methodology has been developed that reduces the energy cost of constructing lightened slab bridge decks. Recommendations to improve energy efficiency include employing high slenderness ratios (approximately 1/28), minimizing concrete and active reinforcement usage, and increasing the amount of passive reinforcement.
Anuncio con satisfacción haber sido seleccionado en cuatro candidaturas a los Premios de Investigación UPV 2023. Este es el segundo año consecutivo que me nominan al Premio a la Trayectoria Excelente en Investigación. Sin embargo, también hemos sido seleccionados al Premio a la Publicación Excelente de Investigación en la categoría Ingeniería – Engineering Civil and Structural junto con los profesores de nuestro grupo de investigación Ignacio J. Navarro y José V. Martí.
Otro de los premios a los que he sido seleccionado, en el ámbito de la Ingeniería Civil, es el Premio al Impacto Excelente en Investigación, siendo el único candidato en la categoría Engineering, dentro de la disciplina Arquitecture/Building and Construction/Civil and Structural Engineering. Por último, también me han seleccionado al Premio a la Divulgación Científica.
El esfuerzo ha sido enorme durante estos últimos años, y nada de esto hubiera sido posible sin el equipo de investigación que ha trabajado conmigo en la realización de sus respectivas tesis doctorales. No hay mayor satisfacción que ver cómo muchas carreras académicas y profesionales han salido de nuestro pequeño grupo. A diferencia de otros grupos, el nuestro realiza investigación “artesanal”, muy cuidada y con medios muy ajustados a nuestro trabajo.
Teniendo en cuenta que la Universitat Politècnica de València cuenta con casi 2.500 profesores e investigadores, el hecho de estar nominado es un logro que agradezco mucho, pues se tratan de unos premios donde no hay que presentar una candidatura, sino que se analizan los méritos alcanzados por cada uno de los profesores que integran la universidad.
Además, con la clasificación actualizada de los investigadores españoles con mayor índice de impacto en el ámbito de la Ingeniería Civil, según la Web of Science, estoy en la tercera posición, siendo el único profesor de la Universitat Politècnica de València entre los 13 primeros de este ranking.
Os dejo la resolución por la que se publica la relación de candidaturas admitidas a estos premios.
Se trata de un foro donde el personal docente e investigador de universidad pueda compartir experiencias y continuar avanzando en la mejora de la docencia de la mano de la innovación y la tecnología.
Una de las cosas positivas que ha traído la crisis de la pandemia es la aparición de nuevos enfoques metodológicos cuyo éxito nos anima a incorporarlos de forma definitiva en las aulas. Estos enfoques, junto con otros estudios y prácticas innovadoras de interés para la mejora de la calidad de la docencia, son el objetivo de esta nueva edición de las jornadas que estarán organizadas sobre los siguientes ejes:
Metodologías docentes y de evaluación, tutorización y seguimiento.
Trabajos fin de título en ingeniería.
Formación en competencias transversales.
Otros temas de interés relacionados con la innovación y buenas prácticas docentes en las enseñanzas técnicas.
Las Jornadas tendrán lugar en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad de Granada, un centro líder en la formación en Ingeniería Civil y en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos.
La conferencia inaugural de INDOTEC 2023, presentada por Víctor Yepes, aborda la crucial necesidad de innovación en las titulaciones técnicas en el contexto de un mundo en constante cambio. La presentación justifica esta necesidad, propone criterios para seleccionar innovaciones docentes y analiza la gestión del conocimiento en el ámbito universitario. Se explora el concepto de «cliente» de la universidad, el objetivo de las titulaciones técnicas, y el cambio de paradigma en el proceso de aprendizaje, pasando de un modelo tradicional centrado en el profesor a uno centrado en el estudiante y el aprendizaje activo. Se identifican los cambios necesarios en profesores, estudiantes y universidades para adaptarse a este nuevo paradigma. Se discuten las características de las técnicas de innovación docente, incluyendo el miedo al cambio y la confusión entre tecnología e innovación. Finalmente, se aborda la «Economía del Conocimiento» en la docencia y se presentan ejemplos prácticos de técnicas utilizadas por el ponente.
Os dejo la presentación que voy a realizar en este conferencia inaugural.
Glosario de términos clave
Innovación docente: Introducción de novedades o mejoras en las prácticas de enseñanza y aprendizaje para aumentar la efectividad y relevancia educativa.
Titulaciones técnicas: Programas académicos universitarios orientados a preparar a los estudiantes con conocimientos, habilidades y competencias específicas para campos profesionales que requieren formación técnica, científica o tecnológica (ingenierías, arquitectura, etc.).
Cambio de paradigma en el proceso de aprendizaje: Transformación fundamental de un modelo de enseñanza centrado en el profesor y la transmisión unidireccional de información a un enfoque centrado en el estudiante, el aprendizaje activo y la comprensión profunda.
Economía del conocimiento: En el contexto universitario, implica gestionar y aprovechar la información y el saber de manera eficiente y efectiva en la docencia, priorizando conocimientos y habilidades clave y utilizando la tecnología.
Agentes (en el proceso educativo): Las diferentes partes interesadas que participan e influyen en el proceso educativo, incluyendo profesorado, estudiantes y la institución universitaria.
Competencias: Conjunto de conocimientos, habilidades y actitudes que un estudiante debe adquirir para desempeñarse exitosamente en un campo profesional específico.
Evaluación formativa: Proceso de evaluación continua que busca medir el progreso del estudiante a lo largo del curso y proporcionar retroalimentación para mejorar.
Aprendizaje a lo largo de la vida: Mentalidad que promueve la actualización constante de conocimientos y habilidades y la disposición a seguir aprendiendo después de completar la formación inicial.
Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC): Herramientas y recursos digitales utilizados para mejorar el acceso al conocimiento, la colaboración y el aprendizaje.
Gamificación: Integración de elementos de juego en entornos de no juego (como la educación) para aumentar la motivación, el compromiso y el aprendizaje de los estudiantes.
Teoría del Cisne Negro: Concepto que describe eventos inesperados y de gran impacto que alteran significativamente la situación y requieren tomar decisiones fuera de la norma.
Proceso de Bolonia: Iniciativa europea que busca crear un Espacio Europeo de Educación Superior armonizando las estructuras de los sistemas educativos universitarios.
Comunicación bidireccional (en docencia): Interacción en la que tanto el profesor como el estudiante son emisores y receptores, permitiendo el diálogo, la retroalimentación y la discusión.
Estadísticas (en medición de la innovación docente): Técnicas cuantitativas utilizadas para analizar objetivamente el impacto y la efectividad de las técnicas de innovación educativa.
MAPA mental / MAPA conceptual: Herramientas visuales para organizar información y conceptos, donde el mapa mental se centra en un tema central y ramificaciones, mientras que el mapa conceptual organiza ideas y relaciones de forma jerárquica.
Brain writing (6-3-5): Técnica de generación de ideas en grupo donde cada participante escribe 3 ideas en una hoja, la pasa a la siguiente persona y repite 5 veces.
SCAMPER: Técnica de pensamiento creativo para generar nuevas ideas a partir de una idea existente mediante la aplicación de verbos de acción (Sustituir, Combinar, Adaptar, Modificar, Poner en otro uso, Eliminar, Reorganizar).
Seis sombreros para pensar: Técnica de pensamiento lateral que permite analizar un problema o situación desde seis perspectivas diferentes representadas por sombreros de distintos colores.
MOOC (Massive Open Online Course): Cursos en línea masivos y abiertos, a menudo gratuitos, ofrecidos por universidades y otras instituciones.
Booklab / Mentimeter: Herramientas digitales de participación interactiva que permiten a los ponentes hacer preguntas a la audiencia en tiempo real y mostrar los resultados.
Figura 1. Compactador monocilíndrico vibratorio autopropulsado Cat CS10 GC. https://www.interempresas.net/ObrasPublicas/Articulos/346172-Caterpillar-presenta-sus-nuevos-compactadores-vibratorios-de-suelos-de-un-solo-tambor.html
La producción de un compactador es directamente proporcional a su velocidad de trabajo, al ancho eficaz del compactador y al espesor de la tongada una vez compactada, e inversamente proporcional al número de pasadas necesarias. El ancho eficaz sería la diferencia entre la anchura del órgano de trabajo del compactador y el solape necesario para garantizar la compactación entre los distintos carriles.
Debido a la multitud de factores que influyen en la compactación, para grandes volúmenes de obra, se aconseja la realización de tramos de prueba, donde se pueden establecer los criterios que, bajo la perspectiva económica, sean óptimos para llegar a la compactación especificada. Los tramos de prueba no suelen estar justificados en el caso de que los materiales sean suficientemente homogéneos y siempre resulta interesante cuando nos encontramos ante yacimientos importantes. En otro caso, no resulta económica su ejecución. Estos tramos de prueba están formados por una cuña, cuyo espesor llega hasta el máximo que se considere para el equipo empleado.
A continuación os dejo un par de nomogramas que permiten el cálculo directo de esta producción. En uno de ellos se han utilizado tanto las unidades del sistema internacional como las anglosajonas. Estos nomogramas se han elaborado en colaboración con el profesor Pedro Martínez Pagán, de la Universidad Politécnica de Cartagena.
Referencias:
MORILLA, I. (2012). Interpretación de los ensayos geotécnicos en suelos. 627 pp., Madrid.
Nos acaban de publicar en la revista Environmental Impact Assessment Review (primer cuartil del JCR) un artículo relacionado con la optimización por acoplamiento térmico del impacto ambiental de un puente. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.
El objetivo del artículo es minimizar el impacto ambiental del mantenimiento de los puentes durante una vida útil de 100 años mediante el desarrollo de un modelo de optimización termomecánica dinámica tridimensional. La fiabilidad del modelo se demuestra mediante un estudio de caso, que muestra una reducción de 49,9 millones de toneladas de emisiones, lo que equivale al 1,91% de las emisiones totales de diseño, durante un período de mantenimiento de 100 años.
Los resultados de la investigación pueden servir de base para futuros estudios y proporcionar un enfoque para evaluar el impacto ambiental de los cambios de temperatura a largo plazo en las estructuras. Esto puede contribuir al desarrollo de enfoques más eficaces para mitigar la contaminación ambiental en la industria de la construcción.
Infrastructure is a crucial aspect of promoting worldwide economic integration. However, the construction of infrastructure often results in high energy consumption and substantial emissions of greenhouse gases. Over time, the environment can also cause significant damage to bridges, leading to repeated repairs and replacements that further harm the environment. This research aims to minimize the environmental impact of bridge maintenance over a 100-year lifespan. The study utilizes a three-dimensional dynamic thermo-mechanical optimization model developed through comprehensive research and interdisciplinary collaboration in various fields such as Bibliometrics, Fluid Mechanics, Structural Dynamics, Thermoelectricity, and Damage Mechanics. From examining single crystal structures at a microscopic level to examining system components under extreme temperatures, this study provides a system for reducing environmental pollution. The model’s reliability is shown through a case study, demonstrating a reduction of 49.9 million tonnes of emissions, equivalent to 1.91% of total design emissions, over a 100-year maintenance period. This research provides a foundation for future studies and presents an approach for evaluating the environmental impact of long-term temperature changes in structures.
Keywords:
Construction industry; Structure; Temperature; Topology optimization; Stress; Sensitivity
Acaban de publicarnos un artículo en Structures, revista indexada en el JCR. Se trata de la evaluación del coste del ciclo de vida mediante la función de densidad espectral de potencia en un puente de hormigón en ambiente costero. El artículo presenta una metodología que utiliza el aprendizaje profundo para acelerar los cálculos de las restricciones estructurales en un contexto de optimización, específicamente para un puente mixto de hormigón y acero. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.
El modelo de aprendizaje profundo óptimo está integrado por tres metaheurísticas: el método Obamo (Old Bachelor Acceptance with a Mutation Operator), el Cuckoo Search (CS) y los algoritmos de coseno sinusoidal (SCA). Esta integración da como resultado un posible aumento de 50 veces en la velocidad computacional en ciertos escenarios. El estudio destaca la viabilidad económica, las ramificaciones ambientales y las evaluaciones del ciclo de vida social de las soluciones de diseño optimizadas. Demuestra las ventajas de combinar el aprendizaje profundo con la optimización del diseño de la ingeniería civil, especialmente en lo que respecta al aumento del límite elástico del acero para cumplir objetivos medioambientales y sociales. La metodología propuesta en el documento se puede adaptar a una variedad de otras configuraciones estructurales, por lo que es aplicable más allá del caso específico del puente compuesto
The ability to conduct life cycle analyses of complex structures is vitally important for environmental and social considerations. Incorporating the life cycle into structural design optimization results in extended computational durations, underscoring the need for an innovative solution. This paper introduces a methodology leveraging deep learning to hasten structural constraint computations in an optimization context, considering the structure’s life cycle. Using a composite bridge composed of concrete and steel as a case study, the research delves into hyperparameter fine-tuning to craft a robust model that accelerates calculations. The optimal deep learning model is then integrated with three metaheuristics: the Old Bachelor Acceptance with a Mutation Operator (OBAMO), the Cuckoo Search (CS), and the Sine Cosine Algorithms (SCA). Results indicate a potential 50-fold increase in computational speed using the deep learning model in certain scenarios. A comprehensive comparison reveals economic feasibility, environmental ramifications, and social life cycle assessments, with an augmented steel yield strength observed in optimal design solutions for both environmental and social objective functions, highlighting the benefits of meshing deep learning with civil engineering design optimization.
Keywords:
Deep learning; Sustainability; Optimization; Bridges; Machine learning; Composite structures
Os presento el libro que he publicado sobre maquinaria y procedimientos de construcción. Se trata de una completa colección de 300 problemas resueltos, abarcando aspectos relacionados con la maquinaria, medios auxiliares y procedimientos de construcción. Su contenido se enfoca en la mecanización de las obras, costos, disponibilidad, fiabilidad y mantenimiento de equipos, estudio del trabajo, producción de maquinaria, sondeos y perforaciones, técnicas de mejora del terreno, control y abatimiento del nivel freático, movimiento de tierras, equipos de dragado, explosivos y voladuras, excavación de túneles, instalaciones de tratamiento de áridos, compactación de suelos, ejecución de firmes, maquinaria auxiliar como bombas, compresores o ventiladores, cables y equipos de elevación, cimentaciones y vaciados, encofrados y cimbras, fabricación y puesta en obra del hormigón, organización y planificación de obras.
Es un libro, por tanto, muy enfocado a los ámbitos de la ingeniería de la construcción, tanto en el ámbito de la edificación, de la minería o de la ingeniería civil. Además, se incluyen 27 nomogramas originales y 19 apéndices para apoyar tanto a estudiantes de ingeniería o arquitectura, como a profesionales que enfrentan desafíos similares en su práctica diaria en obra o proyecto. La colección se complementa con un listado de referencias bibliográficas que respaldan los aspectos teóricos y prácticos abordados en los problemas. Estos problemas son similares a los tratados durante las clases de resolución de casos prácticos en la asignatura de Procedimientos de Construcción del Grado en Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València (España). Por tanto, el libro resulta adecuado tanto para estudiantes de grado como para cursos de máster relacionados con la ingeniería civil y la edificación.
Sobre el autor:Víctor Yepes Piqueras. Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Catedrático de Universidad del Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València. Número 1 de su promoción, ha desarrollado su vida profesional en empresas constructoras, en el sector público y en el ámbito universitario. Ha sido director académico del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón (acreditado con el sello EUR-ACE®), investigador del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) y profesor visitante en la Pontificia Universidad Católica de Chile. Imparte docencia en asignaturas de grado y posgrado relacionadas con procedimientos de construcción y gestión de obras, calidad e innovación, modelos predictivos y optimización en la ingeniería. Sus líneas de investigación actuales se centran en la optimización multiobjetivo, la sostenibilidad y el análisis de ciclo de vida de puentes y estructuras de hormigón.
Figura 1. Torre de trabajo móvil. https://lecasaprofesional.com/producto/dos%C2%B765-torre-movil-industrial/
En la industria en general, y especialmente en el sector de la construcción, se realizan numerosos trabajos de acabado, reparación y mantenimiento que no requieren la instalación de un andamio fijo. En cambio, resulta más adecuado emplear una torre de trabajo móvil. Estos equipos se ensamblan de manera sencilla y, debido a su capacidad de movilidad, pueden permanecer montados de forma continua y ser almacenados en un lugar apropiado cuando no están en uso.
El desarrollo de las torres móviles de acceso y trabajo tiene sus raíces en dos fuentes principales: en un lado, fabricantes de andamios que innovaron al diseñar andamios prefabricados sin necesidad de anclaje, equipados con cuatro apoyos y ruedas para una movilidad óptima; por otro lado, fabricantes de escaleras incursionaron en la creación de torres móviles de acceso mediante la combinación de escaleras ligeras con marcos de aluminio y ruedas, dando origen a una solución versátil y eficiente para trabajos en altura.
Las torres de trabajo y acceso móviles son estructuras temporales autoestables constituidas por elementos prefabricados, ya sean de tipo marco o multidireccionales. Estas estructuras colaboran de manera conjunta entre sus elementos, lo que las hace altamente versátiles. Pueden utilizarse de manera independiente, sin necesidad de ser ancladas, y gracias a las ruedas pivotantes que se encuentran en sus patas, pueden desplazarse manualmente sobre superficies lisas, firmes y uniformes. Su estabilidad proviene de sus apoyos en el suelo, y en caso necesario, pueden anclarse a una construcción vertical adyacente mediante una barra transversal. La superficie de apoyo para las torres de trabajo móviles debe ser nivelada y sin irregularidades, preferiblemente horizontal o con una inclinación mínima (no más del 1 al 2%, a menos que se usen ruedas con regulación de desnivel), además de estar despejada de objetos. El suelo debe ser sólido y resistente para asegurar un desplazamiento adecuado.
Conforme a la norma UNE-EN 1004-1, las torres móviles se clasifican en dos categorías de carga. La Clase de Carga 2 se caracteriza por una carga uniformemente distribuida de 1,50 kN/m², mientras que la Clase de Carga 3 tiene una carga uniformemente distribuida de 2,00 kN/m².
En su configuración más sencilla, estas torres se apoyan en cuatro ruedas pivotantes equipadas con sistemas de frenado. Los montantes se nivelan mediante husillos de nivelación, garantizando una capacidad de carga adecuada para resistir las fuerzas aplicadas. Además, pueden configurarse con una o varias plataformas de trabajo y escaleras de acceso, según las dimensiones requeridas en el proyecto.
Estas estructuras encuentran aplicaciones en una variedad de contextos, abarcando inspecciones, tareas de ejecución rápida y operaciones que no demandan un gran almacenamiento de materiales, sino el uso inmediato de una cantidad limitada de ellos. Entre estas actividades se incluyen instalaciones eléctricas, albañilería, pintura, limpieza de cristales, carpintería, trabajos en tejados, revestimientos, enyesados, saneamiento y pequeñas obras de rehabilitación de fachadas, entre otros.
En la industria en general, se emplean para tareas de mantenimiento en alturas, en proyectos de construcción industrial y en otros contextos que requieren un andamio ligero, al mismo tiempo que proporciona una superficie de trabajo cómoda y una capacidad de carga específica. Estos andamios suelen tener alturas que oscilan entre 2,5 m y 12 m en interiores, donde no están expuestos al viento, como en el interior de naves industriales, y entre 2,5 m y 8 m en exteriores, donde las condiciones de viento pueden ser un factor a considerar.
Figura 2. Torre de andamio. https://www.sacalmaco.com/torre-de-andamio-evolutiva/
Las plataformas de trabajo pueden ser de madera contrachapada con marcos de aluminio o metálicas antideslizantes. En caso de tener el pavimento perforado, la apertura máxima de los intersticios no debe superar los 25 mm. Además, deben estar equipadas con garras de encaje que cuenten con un seguro antidesmontaje para evitar que el viento las pueda levantar. Algunas de estas plataformas también disponen de una trampilla abatible para facilitar el acceso. En cuanto a la estructura de los andamios, esta debe estar conformada por tubos de aluminio o acero, que pueden estar pintados o galvanizados, con un diámetro de 48 mm. Es esencial que los materiales estén en perfecto estado, sin ninguna anomalía que pueda afectar a su rendimiento, como deformaciones en los tubos, madera agrietada en los rodapiés, o garras defectuosas, entre otros.
Estos equipos de trabajo deben construirse de acuerdo con la norma UNE-EN1004-1. Las torres móviles de acceso y trabajo deben consistir en una estructura de un solo módulo y estar diseñadas para facilitar el montaje, modificación y desmontaje sin requerir el uso de equipos de protección individual contra caídas. Además, solo se permite una plataforma de trabajo en cada torre móvil, donde la plataforma superior debe ser exclusivamente una plataforma de trabajo, mientras que las plataformas inferiores se consideran plataformas intermedias, con la posibilidad de convertirse en plataformas de trabajo si se les añade protección lateral, incluyendo un rodapié. Las distancias entre las plataformas de trabajo, donde la distancia desde la base hasta el primer piso debe ser igual o menor a 3,40 m, y la distancia entre plataformas sucesivas debe ser igual o menor a 2,25 m . Asimismo, la superficie de la base, cuando esté presente, no debe ubicarse a más de 0,60 m del suelo.
Figura 3. Andamio torre móvil con escalera interior. https://www.ascandamios.es/andamio-torre-movil-con-escalera-interior-135x190cm-altura-430
Entre los componentes más relevantes de este tipo de andamio, se encuentran los siguientes:
Rueda pivotante: es una rueda giratoria que se encuentra asegurada en la base de un elemento, permitiendo la movilidad de la torre. Esta rueda está equipada con un sistema de bloqueo o freno. Las ruedas deben estar firmemente unidas a la estructura, evitando cualquier posibilidad de desprendimiento accidental. Estas ruedas pueden ser de acero macizo, material plástico u otro similar, y se les permite estar recubiertas con una banda de goma para prevenir daños en las superficies de uso.
Pata regulable: parte integrada en la estructura que se utiliza exclusivamente para nivelar una torre cuando se encuentra en un terreno irregular o en pendiente. Esta pata está equipada con una rueda pivotante.
Elemento de anclaje: medio empleado para reforzar la estructura. Usualmente, se emplea una barra o un perfil hueco tubular dispuesto transversalmente. Un extremo de este elemento se conecta a la torre, mientras que el otro se fija a una pared o estructura vertical cercana. De esta manera, proporciona una restricción compresiva que previene el posible vuelco de la torre debido a fuerzas horizontales que actúen sobre ella.
Estabilizadores y puntales inclinados: son componentes que posibilitan la extensión de la altura de la torre y, en algunos casos, pueden estar equipados con ruedas. Se conectan a los montantes de la estructura mediante grapas y deben ser diseñados como elementos esenciales de la estructura principal. Además, deben contar con mecanismos de ajuste que garanticen un contacto firme con el suelo.
Plataforma de trabajo: compuesta por una superficie circundada por barandillas, barras intermedias y rodapiés. Su longitud recomendada puede variar entre 1 m como mínimo y hasta 3 m, con una anchura mínima de 0,60 m. Se exige una altura libre mínima entre pisos de 1,90 m y una capacidad de carga mínima de 150 kg/m², junto con una indicación clara de la carga máxima permitida. Esta plataforma se construye sobre una estructura metálica de acero o aluminio, que sostiene una chapa o contraplacado como superficie de trabajo. Para garantizar la seguridad, se requiere que la plataforma esté rodeada en los cuatro lados por una barandilla de al menos 90 cm de altura, aunque se sugiere una altura de 1 m ± 50 mm. Además, debe incluir una barra intermedia a una altura mínima de 0,45 m y un rodapié de al menos 0,15 m de altura. Es importante destacar que los elementos de las barandillas de seguridad no deben ser extraíbles, excepto mediante una acción intencionada directa.
Medios de acceso: el acceso a las plataformas de trabajo se efectúa desde el interior mediante los marcos estructurales diseñados para ello o a través de escaleras, ya sean de tramos, escalones o escalas de progresión vertical o inclinada. Estos medios de acceso deben cumplir con requisitos generales esenciales, como estar firmemente asegurados a la estructura para evitar desprendimientos accidentales, no apoyarse en el suelo, mantener una distancia máxima desde el suelo hasta el primer escalón de 0,4 m (o 0,6 m si el primer escalón es un piso) y no exceder los 4 m entre niveles de trabajo. Además, la distancia entre los peldaños debe ser uniforme en todos los tramos de las escaleras, y los peldaños deben contar con superficies antideslizantes para garantizar la seguridad.
Trampillas de acceso: deben ser abatibles y cumplir con dimensiones mínimas de 0,40 m de ancho por 0,60 m de largo, aunque se recomienda una anchura de 0,50 m en la práctica. Además, es fundamental que estas trampillas cuenten con un mecanismo de cierre automático de seguridad y se abran de manera que no obstruyan el paso. Después de utilizarlas para ascender o descender, es necesario cerrarlas de inmediato.
El uso de andamios y torres móviles se ve influenciado por diversos factores cruciales. Las condiciones meteorológicas, como fuertes vientos, lluvia o nieve, pueden limitar su utilización de manera segura, representando un riesgo para los trabajadores. La estabilidad de estos andamios, especialmente en torres móviles, es una prioridad fundamental, y en la mayoría de los casos, sobre todo a alturas considerables, requieren ser anclados a la pared para garantizar la seguridad en el trabajo. Además, es esencial contar con una superficie de apoyo adecuada, lo que a menudo implica la presencia de estabilizadores o anclajes a la pared, junto con la necesidad de que esta superficie esté nivelada y libre de obstáculos. Algunos andamios incorporan husillos reguladores que permiten sortear desniveles comunes, como aceras o bordillos, obstáculos típicos en trabajos en fachadas, por ejemplo.
En las torres de trabajo móviles, los principales riesgos incluyen caídas a diferentes niveles debido a montajes incorrectos, falta de seguridad en las plataformas, acceso inadecuado, vuelcos, rotura de plataformas y alteraciones en las trampillas de acceso. También existe el peligro de derrumbe debido a problemas en la superficie de apoyo, deformaciones o montajes deficientes, así como riesgos de caídas de materiales. La proximidad a líneas eléctricas y caídas al mismo nivel por falta de orden, golpes o sobreesfuerzos también son factores de riesgo. Es fundamental tomar medidas preventivas para mitigar estos peligros y garantizar la seguridad en el trabajo en torres de trabajo móviles.
ARCENEGUI, G.A. (2005). Disposiciones mínimas de seguridad y salud en la utilización de andamios (I y II). Revista del Colegio de Aparejadores y Arquitectos Técnicos de Alicante.
FUENTES GINER, B.; MARTÍNEZ BOQUERA, J.J.; OLIVER FAUBEL, I. (2001). Equipos de obra, instalaciones y medios auxiliares. Editorial UPV. Ref.: 2001-700.
Figura 1. Andamio multidireccional. https://rentamaquinarias.com/alquiler-de-equipos/andamios-multidireccional/
Los andamios multidireccionales, también conocidos como andamios de volumen, son un tipo de andamios que se basan en un sistema modular de componentes prefabricados que se interconectan entre sí, al igual que los andamios de marco, pero con la particularidad de ser configurables en múltiples direcciones. Estos andamios están compuestos principalmente por montantes tubulares verticales, a diferencia de los andamios de marco, que tienen un marco vertical como componente principal. Estos montantes se conectan con otros componentes longitudinales mediante discos de unión integrados en los propios montantes.
El sistema de andamios multidireccionales se fundamenta en elementos longitudinales que incluyen montantes verticales, travesaños horizontales, largueros longitudinales y diagonales, además de plataformas y otros componentes adicionales. En general, los montantes están equipados con discos o rosetas de conexión cada 50 cm (Figura 2), lo que permite el ensamblaje de los demás elementos y proporciona al conjunto una gran rigidez y estabilidad.
Figura 2. Roseta de conexión. https://ovacen.com/tipos-de-andamios/
Las conexiones las realiza un único montador a través de un mecanismo de cuña imperdible (Figura 3). Esto garantiza uniones sólidas que no se ven afectadas por las vibraciones, reduciendo al mínimo las holguras y permitiendo soportar cargas considerablemente grandes. Además, el diseño del nudo no circular previene que los pies se deslicen cuando se colocan en el suelo. Todo esto se logra con rapidez y simplicidad en el montaje, utilizando un número reducido de elementos y herramientas.
Figura 3. Montaje de la roseta de conexión. https://www.interempresas.net/FeriaVirtual/Catalogos_y_documentos/84988/CATALOGO_BRIO_ES.pdf
Estos andamios son extremadamente versátiles y se pueden adaptar a una amplia variedad de aplicaciones en la construcción, pudiéndose emplear como lugar de trabajo, protección, acceso o soporte, tanto en obra nueva como rehabilitación, así como en el mantenimiento industrial, ocio y espectáculos.
Se emplean en casos en los que los andamios prefabricados de marco unidireccional no cumplen con los requisitos técnicos necesarios, especialmente en obras con geometrías irregulares. Pueden adaptarse a diversas situaciones, permitiendo la creación de formas complejas y brindando soluciones efectivas para estructuras de geometría irregular o más complicada, como cúpulas, depósitos esféricos, superficies inclinadas en pendiente a favor o en contra, entre otras. Dependiendo de la situación, los andamios multidireccionales pueden desempeñar funciones de servicio, carga o protección. En algunas situaciones, particularmente en el ámbito industrial, es común configurar una parte de estos andamios, ya sean de marco o multidireccionales, usando extensiones de andamio mediante tubos y grapas.
La norma UNE-EN 12811-1 establece los componentes que pueden ser parte de los andamios de trabajo y acceso en general, sin hacer distinción entre andamios de marco o andamios multidireccionales. La principal distinción entre estos dos tipos radica en que, en los andamios multidireccionales, los montantes verticales y travesaños horizontales son componentes separados, mientras que en los andamios de marco constituyen un único componente denominado marco vertical. La mayoría de los componentes ya fueron detallados en el artículo sobre andamios de fachada, por lo que nos centraremos en los elementos que difieren de los andamios de marco en los andamios multidireccionales.
Montante: componente vertical principal que conforma el andamio multidireccional. Están equipados con discos o rosetas de conexión fabricadas en acero, que generalmente cuentan con 6 u 8 orificios. Estos orificios permiten ajustar los ángulos necesarios con los módulos de andamio adyacentes y se sitúan cada 50 cm a lo largo del montante. Estas rosetas conectan los diversos elementos que constituyen el andamio, como las protecciones laterales, las plataformas de trabajo, las diagonales de rigidización, entre otros. Debido a la ausencia de una configuración predeterminada, se brinda la flexibilidad necesaria para colocar las plataformas de trabajo a las alturas y direcciones requeridas en la obra, así como para ajustar los ángulos necesarios con el fin de adaptarse a la geometría especificada en el proyecto.
Travesaño: componente que suele colocarse horizontalmente en la dirección de la dimensión más pequeña del andamio de trabajo empleado en el andamio multidireccional. Su función principal es proporcionar rigidez a los montantes verticales. En algunas situaciones, los propios travesaños pueden actuar como una o ambas de las barandillas necesarias para la protección lateral.
Figura 4. Elementos y accesorios más usuales del andamio multidireccional. https://www.interempresas.net/FeriaVirtual/Catalogos_y_documentos/84988/CATALOGO_BRIO_ES.pdf
A continuación os dejo varios vídeos sobre este sistema, que espero os sean de interés.
También os dejo un catálogo de la empresa ULMA del andamio multidireccional BRIO.
ARCENEGUI, G.A. (2005). Disposiciones mínimas de seguridad y salud en la utilización de andamios (I y II). Revista del Colegio de Aparejadores y Arquitectos Técnicos de Alicante.
FUENTES GINER, B.; MARTÍNEZ BOQUERA, J.J.; OLIVER FAUBEL, I. (2001). Equipos de obra, instalaciones y medios auxiliares. Editorial UPV. Ref.: 2001-700.
Figura 1. Andamio de fachada unidireccional. https://montubo.es/andamio-fachada-unidireccional/
Los andamios de fachada, también conocidos como andamios europeos o unidireccionales, son sistemas modulares de componentes prefabricados que se interconectan entre sí en una sola dirección. Estos andamios se caracterizan por su estructura principal, que consiste en marcos metálicos prefabricados, a diferencia de los andamios multidireccionales. Esto implica que en una pieza ligeramente más compleja, el marco, se agrupan varias de las componentes que normalmente formarían un módulo en un andamio de tipo multidireccional.
Los marcos sostienen las plataformas de trabajo a diferentes alturas y se conectan de manera sólida mediante largueros horizontales y diagonales. Dependiendo de la situación, estos andamios cumplen diversas funciones, como servicio, carga y protección. A diferencia de los andamios multidireccionales, son más sencillos y rápidos de montar, idóneo para fachadas, pero es menos versátil. Se trata de la estructura más comúnmente empleada por las empresas constructoras cuando el edificio no demanda equipos especiales para alcanzar la altura de trabajo. La instalación y montaje implican la unión de marcos metálicos de dimensiones estándar (prefabricados), a los cuales se les adhieren las tarimas y parapetos.
Este sistema se compone principalmente de marcos, plataformas, barandillas y diagonales. Los materiales utilizados en su construcción suelen ser acero o aleaciones de aluminio para la estructura, mientras que las plataformas y los rodapiés pueden estar hechos de madera o materiales a base de madera, aunque también se pueden encontrar versiones metálicas. Estos materiales deben ser lo suficientemente robustos y duraderos para resistir las condiciones de trabajo normales. El andamio europeo se distingue por su construcción con tubos de Ø 48 mm x 3 mm y por cumplir las normas UNE EN 12810, UNE EN 12811 y UNE EN 39, lo que lo certifica como un andamio homologado. La medida más común es de 2 m x 2,5 m x 0,75 m. Estas medidas pueden variar con respecto a la longitud y anchura de los módulos, manteniendo, no obstante, la altura de 2 m.
Los andamios de fachada ofrecen conjuntos modulares estables y adaptables que permiten cubrir completamente fachadas y otras estructuras verticales con geometría plana y regular. Además, proporcionan plataformas de trabajo seguras y métodos de acceso para realizar una variedad de tareas, como rehabilitación, aplicación de revestimientos, mantenimiento y trabajos de albañilería en general.
Figura 2. Andamios de fachada. https://ggm.es/andamios/#fachada
La norma UNE-EN 12811-1 ofrece una descripción de los componentes que pueden ser parte de los andamios de trabajo y acceso en general, sin distinguir entre andamios de marco y multidireccionales. La principal diferencia entre ambos tipos radica en que los andamios de marco incorporan en un solo componente los montantes verticales y un travesaño horizontal, mientras que en los andamios multidireccionales estos componentes son separados. A pesar de esta diferencia, en su mayor parte, estos tipos de andamios son bastante similares. Aquí definiremos todos los componentes de los andamios con componentes prefabricados y abordaremos los detalles específicos de los andamios multidireccionales para otro artículo.
Figura 3. Componentes de un andamio de fachada europeo. https://www.alquiansa.es/productos/andamios-torres-moviles-escaleras-andamio/andamio-europeo-homologado-marco/
Describimos a continuación algunos de los componentes más característicos de este sistema:
Arriostramiento en plano vertical transversal: se refiere al conjunto de elementos utilizados para proporcionar la rigidez tangencial de la estructura en los planos verticales transversales. Estos elementos pueden incluir tubos, marcos con o sin refuerzos en las esquinas, marcos abiertos tipo pórticos, conexiones que pueden ser rígidas o semirrígidas entre los componentes horizontales y verticales, diagonales y otros elementos destinados al arriostramiento vertical. La finalidad de estos elementos es asegurar la estabilidad del andamio y garantizar su indeformabilidad en su plano correspondiente.
Arriostramiento en plano horizontal: se refiere al ensamblaje de componentes que brindan rigidez tangencial en los planos horizontales, logrando esto a través de elementos como techos, marcos, paneles, diagonales y conexiones rígidas entre travesaños, largueros y otros elementos destinados al arriostramiento horizontal.
Protección lateral: consiste en un conjunto de componentes diseñados para crear una barrera que garantice la seguridad de los operarios, evitando así el riesgo de caídas desde alturas y retención de materiales para prevenir su caída. Estos elementos de protección incluyen: la barandilla principal, postes (cuando no se fijan directamente en los montantes verticales o en el marco modular, como ocurre en el último nivel de trabajo), barandilla intermedia y rodapié.
Unidad de plataforma: se refiere al elemento, prefabricado u otro tipo, capaz de soportar una carga por sí misma y que constituye la plataforma o una parte de ella. Puede ser una parte esencial de la estructura de un andamio de trabajo, como en el caso de los andamios unidireccionales, donde forma uno de sus componentes estructurales. Estas unidades pueden ser estándares o también pueden ser plataformas de acceso, que cuentan con una trampilla practicable para permitir el acceso entre niveles a través de ella utilizando una escalera de mano.
Marco vertical: es un componente prefabricado compuesto por dos montantes verticales que se conectan de manera sólida mediante un travesaño horizontal. Este travesaño sirve como base para sostener los diversos módulos de las plataformas de trabajo, siendo, por lo tanto, un elemento esencial para sostener los diferentes niveles del andamio. Por lo general, los fabricantes de estos componentes incorporan esquinas de refuerzo en la unión entre los montantes y el travesaño para mejorar la rigidez y la capacidad estructural de estos marcos. Los montantes verticales del marco están equipados con elementos de conexión, generalmente del tipo cuña, que permiten la unión con las protecciones laterales, diagonales y otros elementos de refuerzo que deben estar integrados. Para la primera altura del andamio, los fabricantes proporcionan travesaños de arranque para cerrar el marco en la parte inferior.
Escalera: es un dispositivo diseñado para facilitar el acceso entre diferentes niveles. En un andamio que utiliza escaleras de mano, el acceso se logra a través de trampillas practicables ubicadas en las plataformas. Estas escaleras suelen ser abatibles, lo que permite guardarlas cuando no están en uso para evitar que interfieran con las tareas en curso. En otros casos, el andamio puede incluir escaleras de acceso incorporadas en algún punto de ensanchamiento del mismo, o también puede contar con torres de acceso adyacentes.
Aquí se presentan algunos consejos esenciales para el empleo de este tipo de andamios: se debe mantener la homogeneidad de las piezas, evitando la mezcla de componentes de diferentes fabricantes con el fin de garantizar una construcción segura y estable. Se recomienda la implementación de sistemas de seguridad automatizados para prevenir posibles vuelcos de las plataformas de trabajo. Asimismo, se sugiere facilitar la instalación de protección perimetral desde el nivel inferior y restringir el acceso de los operarios al andamio hasta que se haya asegurado la protección total de la estructura. Además, se puede considerar la reducción del peso de los elementos utilizados con el objetivo de mejorar la ergonomía de los montadores, e incluso, en caso necesario, se pueden emplear elevadores para facilitar el izado de las piezas, optimizando así la eficiencia y seguridad del trabajo. Estos consejos contribuirán a un entorno de trabajo más seguro y eficiente al utilizar este tipo de andamios.
Os dejo un catálogo de la empresa scaform-rux por si os resulta de interés.
Os paso varios vídeos sobre este andamio. A continuación, uno de prevención de riesgos laborales.
Aquí otro vídeo sobre su montaje.
Referencias:
ARCENEGUI, G.A. (2005). Disposiciones mínimas de seguridad y salud en la utilización de andamios (I y II). Revista del Colegio de Aparejadores y Arquitectos Técnicos de Alicante.
FUENTES GINER, B.; MARTÍNEZ BOQUERA, J.J.; OLIVER FAUBEL, I. (2001). Equipos de obra, instalaciones y medios auxiliares. Editorial UPV. Ref.: 2001-700.
Acaban de publicarnos un artículo en la revista Materials, revista indexada en el JCR. El objetivo del estudio es optimizar la energía empleada en la construcción de pasos elevados de carreteras aligeradas mediante la identificación de las principales variables de diseño y el desarrollo de una metodología que utilice el muestreo latino de hipercubos y la optimización basada en el método Kriging. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.
