El blog de Víctor Yepes

Apeo de fachadas para el vaciado de edificios: estabilizadores de fachada

Figura 1. Apeo en fachada (Valencia). https://derribosdegeser.es/apeos-y-refuerzos-estructurales

La protección del patrimonio arquitectónico considera no solo el valor intrínseco de un edificio, sino también los valores que aporta al espacio público, especialmente la imagen exterior que ofrece la fachada. Las normas urbanísticas municipales muchas veces obligan a preservar dicha fachada y permiten demoler y reconstruir el resto de la estructura. Este es un proceso complejo que precisa del uso de apeos específicos que garanticen la seguridad y la estabilidad de estas fachadas mientras se procede a la demolición y reconstrucción del resto del edificio (Figura 1).

En los últimos años, se han incrementado significativamente este tipo de intervenciones, por lo que este tipo de apeos han llamado la atención y ha crecido la sensibilidad para que su empleo sea seguro. Estas estructuras de apeo, aunque sean temporales, deben proyectarse, calcularse y ejecutarse con el mismo nivel de detalle que cualquier otro tipo de estructura permanente. Además, al sustentar un elemento tan relevante en condiciones no previstas originalmente, que a menudo ha sido afectado por alteraciones o daños significativos, es fundamental llevar a cabo estudios pormenorizados que aborden estos aspectos con especial atención y cuidado.

Hemos asistido a una continua mejora en este tipo de intervenciones. Se refleja tanto en el cuidado con el que se resuelve el problema, empleando sistemas tradicionales de sustentación mediante estructuras tubulares interconectadas, como en el aumento de intervenciones basadas en estructuras de perfiles laminados diseñadas y construidas específicamente para este propósito. Además, se ha introducido en el mercado sistemas industrializados de estructuras para este tipo de apeos.

La estabilización del interior de la fachada (Figura 2) consiste en una estructura modular compuesta por vigas y tensores conectados mediante uniones atornilladas. Este sistema cuenta con diferentes niveles de correas y puntales, diseñados para unir los muros y solidarizar el movimiento entre ellos. Es importante que estos muros tengan la capacidad de soportar las cargas horizontales a las que estarán expuestos, pues la función del arriostramiento es asegurar una conexión sólida entre ellos, para que trabajen de manera conjunta y eficiente. La ingeniería de esta conexión posibilita la compatibilización de los desplazamientos horizontales entre el conjunto de muros y rigidizadores. Como resultado, parte de la carga se deriva hacia los otros muros arriostrados, lo que disminuye significativamente la tensión sobre el muro en estudio. Esto conlleva una reducción del riesgo de deformaciones y fisuraciones excesivas, contribuyendo a una mayor durabilidad y seguridad de la estructura.

Figura 2. Sistema de estabilización de fachada interior. https://www.incye.com/estabilizadores-de-fachada/interiores/

El proceso de apeo de la fachada involucra varias fases. En primer lugar, es importante obtener un profundo conocimiento previo de los elementos afectados por el apeo, lo que abarca tres aspectos esenciales: las características constructivas de la fachada y su relación con el resto del edificio, el estado de conservación y posibles daños, así como un estudio detallado del suelo y subsuelo donde se asentará el apeo. La siguiente etapa implica definir el propio apeo y establecer las medidas de seguridad necesarias, atendiendo a las particularidades específicas de la fachada y las lesiones presentes, considerando las acciones concretas requeridas, así como aspectos generales relacionados con la estabilización, como excentricidades de carga, pandeo, fuerzas del viento y sismicidad. Por último, la ejecución de las obras incluye medidas preliminares, como calado de forjados y tabiques para permitir el paso de elementos del apeo, junto con la implementación de apuntalamientos y consolidaciones específicas según el estado intrínseco de la fachada. Posteriormente, se construye la estructura de sustentación de la fachada y se procede a la demolición del interior del edificio para, finalmente, vincular el nuevo edificio de manera segura a la antigua fachada.

Figura 3. Apeo en fachada (Ayora). Imagen: V. Yepes (2022)

Aquí tenéis algunos vídeos que, espero, os interesen:

Os paso un documento donde se describen los estabilizadores de fachada, de la profesora Inmaculada Oliver Faubel, de la Universitat Politècnica de València.

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Referencias:

ESPASANDÍN, J.; GARCÍA, J.I. (2002). Apeos y refuerzos alternativos. Manual de cálculo y construcción. Editorial Munilla-Lería, Madrid.
YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3
YEPES, V. (2024). Estructuras auxiliares en la construcción: Andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 408 pp. Ref. 477. ISBN: 978-84-1396-238-2

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

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Tesis doctoral: Optimal deep learning assisted design of socially and environmentally efficient steel concrete composite bridges under constrained budgets

Hoy 19 de julio de 2023 ha tenido lugar la defensa de la tesis doctoral de D. David Martínez Muñoz titulada “Optimal deep learning assisted design of socially and environmentally efficient steel concrete composite bridges under constrained budgets“, dirigida por Víctor Yepes Piqueras y José V. Martí Albiñana. La tesis recibió la máxima calificación de sobresaliente «cum laude» y presenta la mención internacional. Presentamos a continuación un pequeño resumen de la misma.

Resumen:

El diseño de infraestructuras está fuertemente influido por la búsqueda de soluciones que tengan en cuenta el impacto en la economía, el medio ambiente y la sociedad. Estos criterios están muy relacionados con la definición de sostenibilidad que hizo la Comisión Brundtland en 1987. Este hito supuso un reto para técnicos, científicos y legisladores. Este reto consistía en generar métodos, criterios, herramientas y normativas que permitieran incluir el concepto de sostenibilidad en el desarrollo y diseño de nuevas infraestructuras. Desde entonces, se han producido pequeños avances en la búsqueda de la sostenibilidad, pero se necesitan más a corto plazo. Como plan de acción, las Naciones Unidas establecieron los Objetivos de Desarrollo Sostenible, fijando el año 2030 como meta para alcanzarlos. Dentro de estos objetivos, las infraestructuras se postulan como un punto crítico. Tradicionalmente, se han desarrollado métodos para obtener diseños óptimos desde el punto de vista del impacto económico. Sin embargo, aunque en los últimos tiempos se ha avanzado en la aplicación y utilización de métodos de análisis del ciclo de vida completo, aún falta un consenso claro, especialmente en el pilar social de la sostenibilidad. Dado que la sostenibilidad engloba diferentes criterios, que en principio no van necesariamente de la mano, el problema de la búsqueda de la sostenibilidad se plantea no solo como un problema de optimización, sino también como un problema de toma de decisiones multi-criterio.

El objetivo principal de esta tesis doctoral es proponer diferentes metodologías para la obtención de diseños óptimos que introduzcan los pilares de la sostenibilidad en el diseño de puentes mixtos acero-hormigón. Como problema estructural representativo se sugiere un puente viga en cajón de tres vanos mixto. Dada la complejidad de la estructura, en la que intervienen 34 variables discretas, la optimización con métodos matemáticos resulta inabordable. Por ello, se recomienda el uso de algoritmos metaheurísticos. Esta complejidad también se traduce en un alto coste computacional para el modelo, por lo que se implementa un modelo de redes neuronales profundas que permite la validación del diseño sin necesidad de computación. Dada la naturaleza discreta del problema, se proponen técnicas de discretización para adaptar los algoritmos al problema de optimización estructural. Además, para mejorar las soluciones obtenidas a partir de estos algoritmos discretos, se introducen métodos de hibridación basados en la técnica K-means y operadores de mutación en función del tipo de algoritmo. Los algoritmos utilizados se clasifican en dos ramas. La primera son los basados en trayectorias como el Simulated Annealing, Threshold Accepting y el Algoritmo del Solterón. Por otra parte, se emplean algoritmos de inteligencia de enjambre como Jaya, Sine Cosine Algorithm y Cuckoo Search. La metodología de Análisis del Ciclo de Vida definida en la norma ISO 14040 se usa para evaluar el impacto social y medioambiental de los diseños propuestos. La aplicación de esta metodología permite evaluar el impacto y compararlo con otros diseños. La evaluación mono-objetivo de los diferentes criterios lleva a la conclusión de que la optimización de costes está asociada a una reducción del impacto medioambiental y social de la estructura. Sin embargo, la optimización de los criterios medioambientales y sociales no reduce necesariamente los costes. Por ello, para realizar una optimización multi-objetivo y encontrar una solución de compromiso, se implementa una técnica basada en la Teoría de Juegos, recomendando una estrategia de juego cooperativo. La técnica multi-criterio empleada es la Teoría de la Entropía para asignar pesos a los criterios para la función objetivo agregada. Los criterios considerados son los tres pilares de la sostenibilidad y la facilidad constructiva de la losa superior. Aplicando esta técnica se obtiene un diseño óptimo relativo a los tres pilares de la sostenibilidad y a partir del cual se mejora la facilidad constructiva.

Referencias:

MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; GARCÍA, J.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2023). Hybrid swarm intelligence optimization methods for low-embodied energy steel-concrete composite bridges. Mathematics, 11(1):140. DOI:10.3390/math11010140

MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; GARCÍA, J.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2022). Optimal design of steel-concrete composite bridge based on a transfer function discrete swarm intelligence algorithm. Structural and Multidisciplinary Optimization, 65:312. DOI:10.1007/s00158-022-03393-9

GARCÍA, J.; VILLAVICENCIO, G.; ALTIMIRAS, F.; CRAWFORD, B.; SOTO, R.; MINTATOGAWA, V.; FRANCO, M.; MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; YEPES, V. (2022). Machine learning techniques applied to construction: A hybrid bibliometric analysis of advances and future directions. Automation in Construction, 142:104532. DOI:10.1016/j.autcon.2022.104532

MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; GARCÍA, J.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2022). Discrete swarm intelligence optimization algorithms applied to steel-concrete composite bridges. Engineering Structures, 266:114607. DOI:10.1016/j.engstruct.2022.114607

MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2022). Social Impact Assessment Comparison of Composite and Concrete Bridge Alternatives. Sustainability, 14(9):5186. DOI:10.3390/su14095186.

ATA-ALI, N.; PENADÉS-PLÀ, V.; MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; YEPES, V. (2021). Recycled versus non-recycled insulation alternatives LCA analysis for different climatic conditions in Spain. Resources, Conservation and Recycling, 175, 105838. DOI:10.1016/j.resconrec.2021.105838

MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2021). Comparative life cycle analysis of concrete and composite bridges varying steel recycling ratio. Materials, 14(15):4218. DOI:10.3390/ma14154218

MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; MARTÍ, J.V.; GARCÍA, J.; YEPES, V. (2021). Embodied energy optimization of buttressed earth-retaining walls with hybrid simulated annealing. Applied Sciences, 11(4):1800. DOI:10.3390/app11041800

NAVARRO, I.J.; PENADÉS-PLÀ, V.; MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; REMPLING, R.; YEPES, V. (2020). Life cycle sustainability assessment for multi-criteria decision making in bridge design: A review. Journal of Civil Engineering and Management, 26(7):690-704. DOI:10.3846/jcem.2020.13599.

MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2020). Steel-concrete composite bridges: design, life cycle assessment, maintenance and decision making. Advances in Civil Engineering, 2020:8823370. DOI:10.1155/2020/8823370

PENADÉS-PLÀ, V.; MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; GARCÍA-SEGURA, T.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2020). Environmental and social impact assessment of optimized post-tensioned concrete road bridges. Sustainability, 12(10), 4265. DOI:10.3390/su12104265

YEPES, V.; DASÍ-GIL, M.; MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; LÓPEZ-DESFILÍS, V.J.; MARTÍ, J.V. (2019). Heuristic techniques for the design of steel-concrete composite pedestrian bridges. Applied Sciences, 9(16), 3253; DOI:10.3390/app9163253

Normas añejas que afectan a la justificación de precios de un proyecto

En ocasiones nos encontramos con rutinas y costumbres arraigadas en la redacción y revisión de proyectos de construcción. A lo largo del tiempo, estas prácticas se vuelven habituales y ni siquiera nos cuestionamos su validez, simplemente las seguimos porque “se hace así de toda la vida”. Es el típico argumento “ad antiquitatem” o apelación a la tradición, que implica que algo debe ser correcto o bueno porque es antiguo o tradicional, o porque es “como siempre han sido las cosas”. Sin embargo, es evidente que se trata de una falacia argumentativa.

Un ejemplo de esta situación es el frecuente “copiar y pegar” de artículos de los Pliegos de Prescripciones Técnicas Particulares de un proyecto, o cuando se justifican los precios sin tener conocimiento de las razones detrás del límite del 6% para el coeficiente K de costes indirectos en obras terrestres. Lo mismo ocurre con documentos como el Cuadro de Precios N.º 2 que, indagando en su historia, esta se desvanece en la oscuridad remota del pasado y no se sabe muy bien cuál es su origen. De alguna de estas cosas ya hemos hablado en algunos artículos anteriores.

Pero otras veces, hay que remontarse a Órdenes, Circulares o Notas Internas del Ministerio correspondiente, que son las que en un pasado distante dictaron, con mayor o menor fortuna, las formas y los contenidos en la forma de redactar los proyectos de construcción. Sin embargo, de manera mimética y sin autocrítica, seguimos aplicándolas como siempre. En ocasiones, surgen dudas razonables sobre si estas normativas, o parte de ellas, siguen en vigor o han sido reemplazadas por otras con un estatus legal diferente. Si buscáis un listado de la normativa aplicable sobre proyectos, podéis acudir a la página siguiente: http://carreteros.org/normativa/proyectos/proyectos.htm, aunque se trata de un enlace que podría no estar actualizado o sea incompleto.

A modo de ejemplo, os presento varias normas que han dado origen a una parte de la justificación de precios en un proyecto. Espero que os resulten útiles y, al mismo tiempo, os invito a reflexionar si, después de varias décadas, aún tiene sentido su aplicación o si es necesario replantear su redacción y contenido. Es posible que conozcan otras normas antiguas que aún mantengan vigente parte de su articulado.

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Referencias:

YEPES, V. (1997). Equipos de movimiento de tierras y compactación. Problemas resueltos. Colección Libro Docente n.º 97.439. Ed. Universitat Politècnica de València. 253 pág. Depósito Legal: V-4598-1997. ISBN: 84-7721-551-0.

YEPES, V. (2022). Gestión de costes y producción de maquinaria de construcción. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 243 pp. Ref. 442.

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

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Método simplificado para el cálculo de la producción de una máquina

El cálculo de los rendimientos de los equipos no es un tema sencillo, pues son muchos los factores de producción de los que depende. No obstante, a veces necesitamos conocer, aunque sea de forma aproximada, la producción de la maquinaria, por ejemplo, para la justificación de los precios en un proyecto. Para resolver este problema, os propongo un método simplificado, pero que tiene en cuenta muchos de los factores que intervienen en la merma de la producción. Lo que es un error es considerar los rendimientos de los equipos que vienen dados en la justificación de precios de las bases de datos, pues son valores medios que, en numerosas ocasiones, se alejan peligrosamente de la realidad. Tampoco se deben usar los datos directamente proporcionados por los fabricantes, folletos, libros, internet, etc., pues son producciones que se alcanzan en casos ideales con maquinistas muy experimentados y en condiciones de trabajo que difícilmente se acercan a lo que realmente pasa en una obra.

Os dejo, por tanto, la propuesta de un método simplificado para el cálculo de la producción de una máquina y un pequeño problema resuelto. Este tipo de problemas forma parte del Curso de gestión de costes y producción de la maquinaria empleada en la construcción. Para los interesados, os dejo este enlace: https://ingeoexpert.com/cursos/curso-de-gestion-de-costes-y-produccion-de-la-maquinaria-empleada-en-la-construccion/

MÉTODO SIMPLIFICADO PARA EL CÁLCULO DE LA PRODUCCIÓN DE LA MAQUINARIA

Se propone el siguiente procedimiento simplificado para atender a la reducción de producción de un equipo debido a las condiciones de trabajo, la influencia del tráfico, la congestión de la obra, otras contingencias y de las condiciones atmosféricas en la producción de un equipo.

La producción real estará afectada por factores de reducción de la siguiente forma:

Se entiende por producción máxima, o producción tipo de un equipo, P_máx, aquella capaz de realizar en 54 minutos por cada hora de trabajo de forma ininterrumpida siguiendo un determinado método de trabajo y en unas condiciones determinadas. A falta de datos específicos, esta producción es la que habitualmente proporcionan los fabricantes de los equipos. Seguidamente, se detalla el cálculo simplificado de los factores de producción.

El factor de las condiciones de trabajo de la obra para una máquina f_c en un tajo determinado se puede obtener de la siguiente tabla:

Condiciones de trabajo	*f_c*
Óptima	1,00
Buena	0,95
Normal	0,85
Regular	0,75
Mala	0,65

El factor de retraso, f_d, está relacionado con el mal tiempo o las interrupciones debidas al tráfico, congestión en la obra u otras contingencias, siendo su expresión la siguiente:

siendo

Donde

f_t factor de reducción como consecuencia del tráfico, congestión en la obra u otras contingencias

TTD tiempo total de trabajo disponible

TPT tiempo perdido debido al tráfico, congestión en la obra y otras contingencias durante las horas de trabajo

f_w factor de reducción por meteorología adversa

NTDA número total de días (horas) en los que las condiciones atmosféricas permiten trabajar

NTD número total de días (horas)

El factor de operación, f_o, considera que el personal no trabaja al máximo rendimiento todas las horas, ni se pueden anticipar a imprevistos. En la tabla siguiente se muestra el factor sugerido en función de la calificación de los operadores y la organización de la obra.

		Experiencia y motivación de los operadores
		Muy buena	Buena	Mediana	Mediocre	Pobre
Organización de la obra	Muy buena	0,90	0,84	0,78	0,73	0,67
	Buena	0,88	0,82	0,77	0,71	0,65
	Mediana	0,86	0,80	0,75	0,69	0,64
	Mediocre	0,84	0,79	0,73	0,67	0,62
	Pobre	0,82	0,77	0,71	0,65	0,60

El factor de fallo mecánico, f_b, depende de la antigüedad de la máquina. Durante el primer año no se considera reducción alguna, por lo que f_b = 1,00. Pero por cada año transcurrido a partir de ese momento, se reduce de forma lineal el factor, hasta llegar a f_b = 0,85 al finalizar la vida económica de la máquina.

Para el cálculo del tiempo aprovechable en el trabajo, se utilizará el método de la D.G.C., que se puede ver aquí: https://victoryepes.blogs.upv.es/2022/05/07/metodo-de-la-direccion-general-de-carreteras-para-la-determinacion-del-tiempo-disponible-para-el-trabajo/

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Referencias:

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.; 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.

Curso:

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

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Comunicaciones presentadas al 27th International Congress on Project Management and Engineering AEIPRO 2023

Durante los días 10-13 de julio de 2023 tiene lugar en Donostia-San Sebastián (Spain) el 27th International Congress on Project Management and Engineering AEIPRO 2023. Es una buena oportunidad para debatir y conocer propuestas sobre dirección e ingeniería de proyectos. Nuestro grupo de investigación, dentro del proyecto de investigación HYDELIFE, presenta varias comunicaciones. A continuación os paso los resúmenes.

BRUN-IZQUIERDO, A.; YEPES-BELLVER, L.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2023). Optimización energética de tableros tipo losa pretensados aligerados mediante modelos Kriging. 27th International Congress on Project Management and Engineering, AEIPRO, 10-13 de julio, Donostia/San Sebastián (Spain).

El objetivo de este trabajo es desarrollar una metodología para optimizar la energía en la construcción de tableros losa pretensado aligerados. Se lleva a cabo un análisis de la sección transversal para determinar los parámetros de diseño a través de un estudio del estado del arte. A partir de ese análisis, se identifican las variables de diseño que mejorarán la eficiencia energética del tablero. La metodología se divide en dos fases: primero, se utiliza una técnica estadística llamada hipercubo latino para muestrear las variables del tablero y determinar una superficie de respuesta; y en segundo lugar, se optimiza la superficie de respuesta mediante un modelo de optimización basado en Kriging. Como resultado, se ha desarrollado una metodología que reduce el costo energético en la construcción de tableros losa pretensado aligerados. Las recomendaciones para mejorar la eficiencia energética incluyen emplear esbelteces elevadas (alrededor de 1/28), reducir el consumo de hormigón y armadura activa, y aumentar la cantidad de armadura pasiva.

HADIZADEH-BAZAZ, M.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2023). Durability assessment and re-design of coastal concrete bridge through a non-destructive damage detection method. 27th International Congress on Project Management and Engineering, AEIPRO, 10-13 de julio, Donostia/San Sebastián (Spain).

Los expertos y los gobiernos llevan tiempo centrándose en reducir los costes de reparación y mantenimiento de estructuras cruciales como los puentes mediante un mantenimiento y una reparación continuos. Este estudio explora la rentabilidad de dos métodos de predicción de daños mediante el método de densidad espectral de potencia (PSD) en comparación con el método convencional de detección de daños mediante el rediseño de diferentes espesores de recubrimiento de hormigón para un puente costero de hormigón armado. El estudio evalúa el impacto de los iones cloruro en la localización y extensión de los daños a lo largo de la vida útil del puente y compara los costes totales de mantenimiento y reparación. Los resultados muestran que, si bien el método PSD es eficaz para estructuras de hormigón con recubrimientos de hormigón bajos, el aumento del espesor del recubrimiento de hormigón puede dar lugar a mayores costes de reparación.

YEPES, V.; MARTÍNEZ-PAGÁN, P.; ROSCHIER, L.; BOULET, D.J.; BLIGHT, T. (2023). Códigos abiertos basados en Python para la construcción de nomogramas y su aplicación en la ingeniería de proyectos. 27th International Congress on Project Management and Engineering, AEIPRO, 10-13 de julio, Donostia/San Sebastián (Spain).

La Nomografía es una disciplina científica que se encarga de representar gráficamente fórmulas complejas mediante nomogramas, permitiendo el cálculo de tres o más variables matemáticas. Durante el siglo XX, esta técnica fue ampliamente utilizada en áreas como la ingeniería, medicina, electrónica, ciencias físicas, biológicas, etc. Sin embargo, con la llegada de las calculadoras y computadoras, la construcción de nuevos nomogramas y su enseñanza en la universidad disminuyeron. En los últimos años, la nomografía ha resurgido gracias a la ayuda de códigos de programación como PyNomo y Nomogen, basados en Python, que pueden generar un nomograma en cuestión de segundos, frente a las horas que antes requerían. En este trabajo se presentan estos códigos abiertos y algunos nomogramas generados con ellos, analizando su usabilidad, precisión y contribución a la relación entre las variables de las expresiones matemáticas. Finalmente, se destacan las posibilidades del uso de los nomogramas en la enseñanza e ingeniería de proyectos.

Diseño sostenible de losas aligeradas de hormigón armado en entornos costeros

La industria de la construcción tiene un impacto significativo en el medio ambiente, especialmente en el sector de la construcción residencial, debido a un alto consumo de recursos. Con el fin de reducir el impacto ambiental en las etapas de construcción, servicio y fin de vida de los edificios, los académicos priorizan la adopción de Métodos Modernos de Construcción (MMC) para optimizar el consumo de materiales y minimizar el impacto del ciclo de vida de los edificios.

Este estudio evalúa la sostenibilidad de losas planas de hormigón armado utilizando un sistema estructural hueco, especialmente en entornos que desencadenan la corrosión del hormigón. El análisis se centra en siete alternativas de diseño para una estructura de hotel frente a la playa, empleando la técnica VIKOR para agregar cinco criterios de sostenibilidad. La opción más rentable y beneficioso para el medio ambiente es el uso de hormigón con un 10 % de humo de sílice, lo cual reduce los costos del ciclo de vida en un 87 % e impacta el diseño base en un 67 %. Sin embargo, al considerar criterios de sostenibilidad económica y ambiental, se llegó a mejores diseños sostenibles, como un recubrimiento de hormigón más extenso para las barras de refuerzo inferiores, lo que resulta en un índice de sostenibilidad un 46 % mejor.

El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

Referencia:

SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2023). Sustainable design of lightened reinforced concrete flat slabs in coastal environment. 8th International Symposium on Life-Cycle Civil Engineering IALCCE 2023, July 2-6, Milano (Italy). DOI: 10.1201/9781003323020-300

Os paso el artículo completo, pues está publicado en abierto. Las actas completas del congreso la podéis descargar aquí.

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El apeo de urgencia

Figura 1. Rescate urbano. Fuente: UME Ministerio de Defensa España. https://rescateurbanousar.wordpress.com/category/apuntalamiento/

La misión principal de los apeos de urgencia es evitar un colapso repentino de una estructura dañada y garantizar la seguridad del personal que realiza operaciones en el edificio. Dado que las condiciones de trabajo son peligrosas, es necesario utilizar elementos fabricados con materiales ligeros y de rápida entrada en carga y fáciles de ensamblar. En esta etapa de la actuación, los apeos telescópicos metálicos son los más adecuados, aunque también se emplean apeos ligeros de madera o metal. También existen puntales con sistemas hidráulicos y neumáticos con bloqueo que permiten un “apuntalamiento remoto”. Sin embargo, no supone una solución de apeo definitiva.

La principal diferencia entre un apeo de emergencia y uno programado radica en que, en el primer caso, no es posible realizar un estudio detallado de la distribución de cargas en la estructura ni diseñar el apeo de manera adecuada debido a la limitación de tiempo. Sin embargo, las condiciones técnicas deberían ser similares, lo que implica que el apeo de urgencia debe ser rápido y sencillo, permitiendo mejoras o extensiones posteriores a otras áreas o bajo diferentes criterios.

Se recomienda diseñar un apuntalamiento de urgencia que sea compatible con los trabajos de reparación o sustitución posteriores del elemento dañado. Sin embargo, lograr este nivel de precisión requiere una diagnosis precisa y la anticipación de si los trabajos futuros serán de reparación o sustitución, así como la técnica que se empleará. Esta tarea puede resultar complicada debido a la urgencia con la que se aborda, incluso si es realizada por un técnico que será responsable de la reparación posteriormente. Existe la posibilidad de que el técnico encargado del apuntalamiento de urgencia no sea el mismo que lleve a cabo la reparación, lo que podría generar discrepancias en los criterios de reparación.

En situaciones extremas, es posible que el apuntalamiento de urgencia sea ejecutado por bomberos u otros cuerpos de emergencia con el objetivo de salvar el edificio, incluso poniendo en riesgo su propia integridad. En este caso, su prioridad principal es proteger a las personas y asegurar rápidamente la estructura. Por lo tanto, aunque es deseable lograr una compatibilidad entre el apuntalamiento de urgencia y los trabajos posteriores, esto no siempre será posible, ya que se prioriza la rapidez y la seguridad de las personas.

Cuando se ejecuta un apeo, el proceso debe seguirse siempre de abajo hacia arriba, consolidando primero las partes inferiores y luego las superiores. Si se realiza el apuntalamiento desde el forjado dañado hacia el terreno, se someten los forjados a esfuerzos de flexión debido a las cargas adicionales del apuntalamiento, incluso si ya están apuntalados. Cuando se utiliza madera para el apeo, es crucial utilizar un material de buena calidad, seco y en buen estado. Se debe tener precaución al ajustar las cuñas, haciéndolo lentamente para que la carga se aplique gradualmente. Un ajuste excesivo puede ocasionar daños más graves a la estructura. Por lo tanto, un buen apeo, incluso en situaciones de urgencia, debe ser neutro, evitando levantar excesivamente la estructura mediante un apriete o acuñado excesivo de las piezas, pues esto podría causar lesiones más graves que las que se intentan corregir.

En el caso de utilizar puntales metálicos, es fundamental seleccionar el adecuado para alcanzar la altura deseada y asegurarse de que estén correctamente aplomados al colocarlos, de manera que transmitan las cargas de manera adecuada. Una vez finalizado el apeo, se recomienda colocar testigos de yeso para monitorear cualquier avance en la lesión que pueda requerir nuevas medidas de seguridad, y realizar revisiones periódicas.

Se puede reducir la gran flecha en el vano de un forjado mediante la colocación de una fila de puntales telescópicos. En el espacio bajo la cubierta, se instala un apeo enano compuesto por un pie derecho y un codal inclinado denominado tornapunta, que se coloca sin apretar, en lo que se conoce como posición “a la espera”. Estos elementos se aseguran mediante un pasador y descargan sobre una línea vertical de puntales y las cabezas de los tirantes. Para contrarrestar el empuje del codal hacia la sobrecarrera central, se fijan en ambos lados utilizando dos durmientes colocados sobre los tirantes, asegurándolos con tirafondos. En el caso de un muro socavado, se recomienda instalar otro codal de menor altura y con la menor inclinación posible para evitar su colapso. Para contrarrestar el empuje horizontal en la base, se realiza una excavación en el terreno donde se coloca un durmiente que asegura la base de la tornapunta.

Figura 2. Apuntalamiento con puntales. https://demodtres.com/servicios/apuntalamiento/

Existe un riesgo inminente de caída de alguna sección de cornisa hacia la vía pública, por lo tanto, es necesario delimitar un área de seguridad con vallas. En una etapa posterior, estas vallas deben reemplazarse por andamios con visera que permitan una circulación segura por el exterior. Entre las operaciones siguientes se incluye la instalación de un segundo conjunto de apeos, en consecuencia, los apeos actuales no deben obstaculizar ni impedir la instalación y ubicación de los siguientes. El orden y tipo de las operaciones posteriores dependerá del objetivo final previsto.

A continuación os dejo un documento de gran interés, elaborado por Pedro Sánchez Gálvez, donde se describen apeos y apuntalamientos de urgencia en edificios dañados por el sismo de Lorca el 11 de mayo del 2011.

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También puede resultar de interés este documento sobre evaluación de daños en emergencias, de la Región de Murcia, donde desarrolla un capítulo completo sobre los apeos de emergencia.

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En este documento se describen apeos y apuntalamientos de emergencia, cuyo autor es Francisco Javier Vivo Parra. Espero que también os sea de interés.

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Referencias:

ESPASANDÍN, J.; GARCÍA, J.I. (2002). Apeos y refuerzos alternativos. Manual de cálculo y construcción. Editorial Munilla-Lería, Madrid.
YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3
YEPES, V. (2024). Estructuras auxiliares en la construcción: Andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 408 pp. Ref. 477. ISBN: 978-84-1396-238-2

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

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

El factor de impacto de las revistas JCR del año 2022

Acaba junio y es justo ahora cuando se pueden consultar los factores de impacto de las revistas científicas indexadas en el Journal of Citation Reports (JCR). Los índices de impacto son un instrumento para comparar y evaluar la importancia relativa de una revista determinada dentro de un mismo campo científico en función del promedio de citas que reciben los artículos por ella publicados durante un periodo determinado. Estos indicadores son de especial importancia en el ámbito científico, pues aunque tiene sus detractores (leer, por ejemplo: ¿A quién no interesa que se use el índice h para evaluar la calidad de los investigadores científicos?), permite evaluar con un indicador objetivo cierto aspecto de la calidad científica de la revista donde un investigador publica sus artículos.

Tal y como pongo en la figura, Forrest Gump definía con claridad la sorpresa que más de un investigador, editor o lector se lleva todos los años cuando ve que su querida revista del alma sube o baja del primer cuartil al segundo cuartil, o viceversa. Es muy desagradable publicar en una revista que normalmente tiene un impacto alto y que, al año siguiente, te lleves una sorpresa mayúscula y baje de cuartil. Pero bueno, estas son las reglas de juego.

Por mi parte, os voy a poner algunas de las revistas en la que he publicado y que están en los dos primeros cuartiles. Más aún, alguna de las que están en el primer decil. No están todas las que son, pero son todas las que están. Si os fijáis, el cuartil a veces no corresponde con el impacto, pues depende del área de conocimiento. Os paso la lista de mis revistas favoritas de mayor impacto.

REVISTAS. DATOS 2022	Impacto
RESOURCES CONSERVATION AND RECYCLING	13.2	D1
JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION	11.1	D1
AUTOMATION IN CONSTRUCTION	10.3	D1
COMPUTER-AIDED CIVIL AND INFRASTRUCTURE ENGINEERING	9.6	D1
ENVIRONMENTAL IMPACT ASSESSMENT REVIEW	7.9	Q1
JOURNAL OF COMPUTING IN CIVIL ENGINEERING	6.9	D1
JOURNAL OF BUILDING ENGINEERING	6.4	D1
ENGINEERING STRUCTURES	5.5	Q1
JOURNAL OF CONSTRUCTION ENGINEERING AND MANAGEMENT	5.1	Q1
INTERNATIONAL JOURNAL OF LIFE CYCLE ASSESSMENT	4.8	Q2
ADVANCES IN ENGINEERING SOFTWARE	4.8	Q1
COMPUTERS & STRUCTURES	4.7	Q1
OCEAN & COASTAL MANAGEMENT	4.6	D1
ARCHIVES OF CIVIL AND MECHANICAL ENGINEERING	4.4	Q1
JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING AND MANAGEMENT	4.3	Q1
COMPUTERS AND CONCRETE	4.1	Q1
JOURNAL OF CONSTRUCTIONAL STEEL RESEARCH	4.1	Q2
STRUCTURES	4.1	Q2
JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING	4.1	Q2
STRUCTURAL AND MULTIDISCIPLINARY OPTIMIZATION	3.9	Q1
LAND	3.9	Q2
SUSTAINABILITY	3.9	Q2
IEEE ACCESS	3.9	Q2
STRUCTURE AND INFRASTRUCTURE ENGINEERING	3.7	Q2
MATERIALS	3.4	Q2
JOURNAL OF MATERIALS IN CIVIL ENGINEERING	3.2	Q2
APPLIED SCIENCES-BASEL	2.7	Q2
MATHEMATICS	2.4	D1
STRUCTURAL ENGINEERING AND MECHANICS	2.2	Q2

Además, las revistas donde soy editor asociado o bien pertenezco al Comité Editorial, también van mejorando sus factores de impacto:

Mathematics (D1-SCI Journal)

Structure & Infrastructure Engineering (Q2-SCI Journal)

Sustainability (Q2-SCI Journal)

Advances in Concrete Construction (Q2-SCI Journal)

Structural Engineering and Mechanics (Q3-SCI Journal)

Advances in Civil Engineering (Q3-SCI Journal)

Revista de la Construcción (Q4-SCI Journal)

Los sistemas de apeo

Figura 1. Apeo de un edificio en Valencia. https://derribosdegeser.es/apeos-y-refuerzos-estructurales

Las estructuras auxiliares son instalaciones temporales utilizadas para ayudar o complementar la construcción o el mantenimiento de elementos estructurales en una construcción durante la fase de obras. Estas estructuras incluyen andamios, encofrados, entibaciones, entre otros. Dentro de este grupo se encuentra el apeo, que consiste en un sistema de equilibrio de fuerzas compuesto por los elementos de apeo y los propios de la estructura que se está apuntalando.

El apeo se refiere al sistema estructural implementado en una construcción existente para complementar o reemplazar una estructura de manera provisional mientras se realizan obras de reparación o demolición en dicha construcción. Se distingue entre los sistemas de refuerzo y los sistemas de apeo, pues los elementos estructurales empleados en el refuerzo se integran permanentemente en la estructura reforzada. El refuerzo se considera una solución definitiva para un edificio dañado, debiendo garantizar tanto la estabilidad estructural como la funcionalidad. Sin embargo, algunos elementos tradicionales de apeo pueden convertir el sistema de apeo en una solución de refuerzo.

Un sistema de apeo debe asegurar la estabilidad y, en algunos casos, la funcionalidad de una construcción dañada mientras se implementa una solución definitiva a sus deficiencias. La acción a tomar estará condicionada por el destino final que se planee para la estructura, ya sea reparación, reconstrucción o demolición. El plan de apeo puede requerir varias etapas de ejecución, incluyendo una fase de emergencia, a corto plazo y a largo plazo. No obstante, en un artículo anterior se comentó las sutiles diferencias que, en ocasiones, existen entre los propios apeos y los apuntalamientos si se atiende a la urgencia en su uso.

Figura 2. Estabilización de fachadas. Fuente: https://www.linkedin.com/in/francisco-sancho-martinez-968a6b228/

En algunos casos, el objetivo del apeo puede limitarse a garantizar la seguridad de los trabajadores encargados de llevar a cabo un apeo más permanente, o bien como una medida provisional mientras se implementa un sistema de apeo más complejo que requiere más tiempo tanto para su ejecución como para el suministro de los elementos necesarios.

Un sistema de apeo complementario aborda las deficiencias de seguridad que puede presentar una estructura deteriorada, permitiendo que siga cumpliendo su función. Este sistema se compone de elementos de apeo adicionales y de los propios de la estructura apuntalada. Su objetivo es garantizar su seguridad, pero no se utiliza para reemplazar sus elementos estructurales. No constituye un sistema estructural independiente, sino que se integra, al igual que el refuerzo, dentro de la propia estructura.

Por el contrario, un sistema de apeo supletorio se presenta como una estructura alternativa. Al entrar en carga, permite abordar la sustitución de aquellos elementos de la estructura afectados por daños. Esto implica ejecutar diversas operaciones auxiliares, como la realización de perforaciones en elementos verticales y horizontales, con el fin de otorgar a los apeos continuidad e identidad como una estructura autónoma. Este enfoque provoca un aumento de los costos en comparación con los apeos complementarios.

Os dejo algunos vídeos explicativos, que espero sean de vuestro interés.

Referencias:

ESPASANDÍN, J.; GARCÍA, J.I. (2002). Apeos y refuerzos alternativos. Manual de cálculo y construcción. Editorial Munilla-Lería, Madrid.
YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3
YEPES, V. (2024). Estructuras auxiliares en la construcción: Andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 408 pp. Ref. 477. ISBN: 978-84-1396-238-2

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

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