El blog de Víctor Yepes

Mejora de la gestión del paisaje en un puerto deportivo mediante la participación pública

Acaban de publicarnos un artículo en la revista Land, indexada en el JCR. En este caso, se ha analizado la mejora de la gestión del paisaje en un puerto deportivo de Granada mediante la participación pública en la identificación y evaluación de los valores paisajísticos. El trabajo se enmarca en el proyecto de investigación HYDELIFE, que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

Los valores paisajísticos se refieren a los atributos percibidos en un paisaje y son importantes para los usuarios de los puertos deportivos, pues reflejan sus percepciones y pueden ayudar a los gestores a medir su grado de satisfacción. Este estudio se centró en identificar y evaluar los valores paisajísticos de Marina del Este (Granada, España), utilizando entrevistas y un cuestionario para aumentar la participación de las partes interesadas y los usuarios.

Primero, se realizó un análisis DAFO a partir de las entrevistas con la dirección para recopilar sus percepciones. Luego, se aplicó una encuesta que recibió 104 respuestas de visitantes y usuarios para recoger los valores paisajísticos del puerto deportivo. Se emplearon los métodos ANOVA y PCA para comprobar su adecuación.

Los resultados indicaron que el puerto deportivo debe transmitir una atmósfera de tranquilidad y bienestar, pero también se debe mejorar la hospitalidad y el mantenimiento relacionados con el turismo náutico. Se identificaron problemas relacionados con la falta de espacio y con el exceso de urbanización del entorno. Los gestores deben analizar estos resultados para identificar las causas de las discrepancias y proponer soluciones al modelo de gestión establecido. La percepción de las partes interesadas y de los usuarios puede ayudar a implementar políticas más consensuadas, con mayor aceptación e implicación.

Vista general de Marina del Este con el Peñón de las Caballas como elemento estructurante

Abstract:

Landscape values are related to people’s attributes of a perceived landscape. They reflect marina user perceptions, thus serving as a feedback tool for marina managers to assess user satisfaction. This study focused on identifying and assessing a marina’s landscape values. We took Marina del Este (Granada, Spain) as a case study. We considered interviews and a questionnaire to devise methods to enhance stakeholder and user participation. First, the SWOT analysis from stakeholder interviews enabled us to collect management’s perceptions. Second, the survey collected the marina’s landscape values from 104 respondents, including visitors and users. ANOVA and PCA methods were applied to check the suitability of the values. The results showed that the marina should be in keeping with an atmosphere of tranquility and well-being. Nevertheless, there was a need to improve values related to nautical tourism, such as hospitality and maintenance, dealing with the lack of space and an excess of urbanization in the surroundings. Marina managers should consider these outcomes and analyze the points of improvement to establish the causes of these disagreements and propose solutions for the established management model. The perception of stakeholders and users can enable more consensual policies with greater acceptance and involvement.

Keywords:

Landscape value; marina; management; SWOT; ANOVA; PCA.

Reference:

MARÍN, R.; YEPES, V. (2023). Landscape values in a marina in Granada (Spain): Enhancing landscape management through public participation. Land, 12(2):492. DOI:10.3390/land12020492

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Evaluación del coste del ciclo de vida mediante la función de densidad espectral de potencia en un puente de hormigón en ambiente costero

Acaban de publicarnos un artículo en el Journal of Marine Science and Engineering, 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 un ambiente costero. El trabajo se enmarca en el proyecto de investigación HYDELIFE, que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

En los últimos tiempos, se han llevado a cabo reparaciones y mantenimiento en estructuras para prevenir el colapso súbito y los consiguientes daños económicos y humanos. La presencia de iones cloruro es un factor natural que contribuye a la degradación de las estructuras en entornos marinos, reduciendo su vida útil. Por lo tanto, es esencial supervisar con regularidad el estado de los edificios costeros de hormigón para repararlos a tiempo. El objetivo de este estudio es evaluar el método de densidad espectral de potencia (PSD) como un método no destructivo de detección de daños para monitorizar la ubicación y la cantidad de daños causados por los iones cloruro durante la vida útil de una estructura. Se utilizan diferentes enfoques, como la evaluación del ciclo de vida (LCA) y su coste (LCCA).

En este sentido, en primer lugar, se calculó el daño por corrosión causado por los cloruros en función de la distancia de la zona al agua de mar para determinar la vida útil de cada parte de un puente de hormigón en ambiente marino mediante el método convencional. A continuación, se estimó el deterioro del hormigón, basándose en la corrosión de las barras de refuerzo cada año. El método PSD permitió controlar la pérdida anual de sección transversal de la armadura, las variaciones en las características dinámicas (como la rigidez y la masa) y la vida útil de la estructura del puente mediante ecuaciones de sensibilidad y un algoritmo de mínimos cuadrados lineales. Por último, se compararon los costes del ciclo de vida (CCV) y los de mantenimiento y reparación del método PSD con el método convencional, en función de la ubicación y la calidad de los daños, en cada año de vida del puente hasta el final de su vida útil. Los resultados mostraron que esta estrategia fue muy eficaz para reducir y optimizar los costes de mantenimiento y reparación derivados de la corrosión por cloruros.

Figura 1. Dimensiones de un vano del puente de Arosa

Abstract:

Repairs and maintenance have recently been necessary to prevent sudden structural collapses, which can cause human and financial damage. Chloride ions are natural factors in marine environments that degrade structures and reduce lifespan. Therefore, it is essential to regularly monitor the condition of concrete coastal buildings to ensure timely repairs. This study aims to evaluate the performance of the power spectral density (PSD) method as a non-destructive damage-detection technique for monitoring the location and extent of damage caused by chloride ions throughout a structure’s lifespan. The study employs different approaches, including life-cycle assessment (LCA) and life-cycle cost assessment (LCCA). The conventional method calculates chloride corrosion damage based on the distance from seawater to determine the service life of each part of a coastal concrete bridge. The next stage forecasts the bridge’s concrete deterioration based on the rebar corrosion each year. The PSD method monitors the annual loss of reinforcement cross-sectional area, dynamic characteristics such as stiffness and mass changes, and the bridge structure’s lifespan using sensitivity equations and the linear-least-squares algorithm. Finally, the LCCA and maintenance and repair costs of the PSD method are compared with those of the conventional method, based on the location and severity of damage, for each year of the bridge’s life until the end of its service life. The results show that this strategy effectively reduces and optimizes the maintenance and repair costs caused by chloride corrosion.

Keywords:

Life-cycle cost assessment (LCCA); non-destructive damage-detection technique; chloride ion attack; steel corrosion; power spectral density method (PSD); concrete coastal bridge.

Reference:

HADIZADEH-BAZAZ, M.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2023). Life-cycle cost assessment using the power spectral density function in a coastal concrete bridge. Journal of Marine Science and Engineering, 11(2):433. DOI:10.3390/jmse11020433

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Tipos de perforación rotopercutiva con martillos hidráulicos

Figura 1. https://www.monografias.com/trabajos68/tubos-exploracion-taladros-explotacion-subterranea/tubos-exploracion-taladros-explotacion-subterranea2

La perforación rotopercutiva con martillos hidráulicos es el método predominante en las voladuras a cielo abierto. Dentro de esta técnica se identifican tres grupos principales. De los dos primeros ya hemos hablado en sendos artículos de este blog.

El primer grupo son los martillos en cabeza, donde la rotación y la percusión ocurren fuera del barreno y se transmiten mediante la espiga y la sarta hasta la boca de perforación. Los martillos pueden ser neumáticos o hidráulicos, siendo estos últimos los más comunes. El rango de perforación es hasta 89 mm de diámetro y profundidades máximas de 15-20 m debido a las pérdidas de energía que se producen en la transmisión de la percusión a través del varillaje, siendo la desviación que es mayor en comparación con otros grupos. Las ventajas incluyen un menor coste de equipo y de energía, accesorios de perforación más económicos que los de los martillos de fondo, mayor velocidad de perforación y mayor facilidad de automatización de los equipos. Sin embargo, sus desventajas son una mayor desviación y un mantenimiento más complejo.

El segundo grupo es el martillo en fondo, donde la percusión se realiza directamente sobre la boca de perforación y la rotación se realiza en el exterior del barreno. El pistón se acciona mediante aire comprimido o agua, mientras que la rotación puede ser neumática o hidráulica. El rango de perforación va de 89 mm a 250 mm de diámetro y una profundidad máxima de 60 m. Las ventajas incluyen una velocidad de perforación constante a lo largo de la profundidad, menor desgaste en la boca y mayor vida útil del varillaje. Las desventajas son una menor velocidad de perforación y mayores costos de los fungibles, como los tubos y las bocas. Además, se puede perder el martillo si se atranca en el fondo del barreno.

El tercer grupo es el Sistema COPROD, que combina la tecnología de martillo en cabeza y en fondo para la perforación. Se utilizan perforadoras similares a las de martillo en cabeza, pero se llevan a cabo la percusión y la rotación del martillo por separado, lo que une la velocidad de perforación del martillo en cabeza con la menor desviación del martillo en el fondo. El varillaje transmite la percusión y el aire de barrido necesarios hasta la boca del pozo. La rotación también se realiza desde la superficie mediante una tubería exterior unida al varillaje mediante guías, lo que proporciona mayor rigidez y peso y reduce el espacio entre las paredes del barreno y el varillaje. Entre las ventajas se incluyen el aumento del diámetro de perforación, el menor riesgo de atranques, el menor consumo de energía, la mayor vida útil de los accesorios de perforación y la menor desviación en comparación con otros métodos. Sin embargo, es importante tener en cuenta que el COPROD puede resultar más costoso que otros métodos.

Os dejo algunos vídeos explicativos sobre la perforación COPROD que espero que os sean de interés.

Referencias:

DIRECCIÓN GENERAL DE CARRETERAS (1998). Manual para el control y diseño de voladuras en obras de carreteras. Ministerio de Fomento, Madrid, 390 pp.
INSTITUTO TECNOLÓGICO GEOMINERO DE ESPAÑA (1994). Manual de perforación y voladura de rocas. Serie Tecnológica y Seguridad Minera, 2ª Edición, Madrid, 541 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.
UNIÓN ESPAÑOLA DE EXPLOSIVOS (1990). Manual de perforación. Rio Blast, S.A., Madrid, 206 pp.
YEPES, V. (2022). Maquinaria para sondeos, movimientos de tierras y construcción de firmes. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 22.

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

Ponencia invitada en CEVISAMA: Nuevas técnicas para reducir costes y mejorar la sostenibilidad de los elementos constructivos

Me complace anunciar que he sido invitado a impartir una ponencia en CEVISAMA, titulada “Nuevas técnicas para reducir costos y mejorar la sostenibilidad de los elementos constructivos”, que tendrá lugar el jueves 2 de marzo de 2023 a las 10:00 h. Esta ponencia se llevará a cabo en el Foro Cevisama Build, en el Nivel 3 del Pabellón 1 de Feria Valencia, que acogerá a numerosos profesionales y empresas del sector de la construcción sostenible y de la bioconstrucción. El programa completo del evento se puede encontrar en el siguiente enlace: https://cevisama.feriavalencia.com/actividades/programa-completo/.

Durante mi intervención, repasaré los principales logros que ha alcanzado nuestro grupo de investigación en los últimos 15 años y destacaré las posibilidades que tienen las empresas para incorporar las nuevas tecnologías y reducir los costos de producción, a la vez que mejoran la sostenibilidad de sus productos, especialmente en el sector de la construcción.

Cevisama 2023 reunirá a marcas insignia del sector cerámico, del baño y de la piedra natural, y contará con novedades como “Cevisama Tech”, un área exclusiva que mostrará las últimas soluciones en innovación y tecnología aplicadas a la industria cerámica.

En su última edición, celebrada en 2020, Cevisama reunió a más de 800 firmas y marcas y recibió la visita de 90.000 profesionales, de los cuales más de 21.000 fueron visitantes extranjeros.

Optimización multiobjetivo de pasarelas atendiendo a criterios de sostenibilidad y confort del usuario

Acaban de publicarnos un artículo en el International Journal of Environmental Research and Public Health, revista indexada en el JCR. Se trata de la optimización multiobjetivo de pasarelas atendiendo al coste, a las emisiones de CO₂ y a la aceleración vertical causada por el paso humano. El trabajo se enmarca en el proyecto de investigación HYDELIFE, que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València. Se trata de una colaboración con la Universidad Passo Fundo, de Brasil.

La tendencia hacia estructuras más sostenibles se está convirtiendo en una demanda creciente y los ingenieros pueden aplicar técnicas de optimización para mejorar el proceso de diseño y dimensionamiento. Esto permitirá encontrar soluciones que reduzcan los costos y los impactos ambientales y sociales. En el caso de las pasarelas peatonales, es esencial garantizar el bienestar de los usuarios, así como cumplir con los estándares de seguridad, especialmente en lo relativo a las vibraciones humanas. Con este objetivo en mente, se llevó a cabo una optimización multiobjetivo de un puente peatonal de acero y hormigón. Se buscó minimizar el costo, las emisiones de dióxido de carbono y la aceleración vertical causada por la actividad humana. Se aplicó la técnica de Búsqueda de Armonía Multiobjetivo (MOHS) para obtener soluciones no dominadas y generar un Frente de Pareto. Se analizaron dos escenarios con diferentes emisiones unitarias obtenidas a partir de una evaluación de su ciclo de vida en la literatura. Los resultados demuestran que, al aumentar el costo de la estructura en un 15%, la aceleración vertical disminuye de 2,5 a 1,0 m/s². Para ambos escenarios, la relación óptima entre la altura del alma y la luz total se sitúa entre Le/20 y Le/16. La altura del alma, la resistencia del hormigón y el espesor de la losa son las variables de diseño con mayor impacto en la aceleración vertical. Las soluciones Pareto-óptimas mostraron una sensibilidad considerable a los parámetros variados en cada escenario, lo que se tradujo en cambios en el consumo de hormigón y en las dimensiones de la viga de acero soldado. Esto destaca la importancia de realizar un análisis de sensibilidad en los problemas de optimización.

Abstract:

The demand for more sustainable structures has been shown to be growing. Engineers can use optimization techniques to aid in designing and sizing, achieving solutions that minimize cost and environmental and social impacts. In pedestrian bridges subjected to human-induced vibrations, it is also important to ensure user comfort, in addition to security verification. In this context, this paper aims to perform a multi-objective optimization of a steel-concrete composite pedestrian bridge, minimizing cost, carbon dioxide emissions, and vertical acceleration caused by human walking. For this, the Multi-Objective Harmony Search (MOHS) was applied to obtain non-dominated solutions and compose a Pareto Front. Two scenarios were considered, each with different unit emissions obtained from a life-cycle assessment in the literature. Results show that increasing the structure cost by 15% reduces the vertical acceleration from 2.5 to 1.0 m/s². In both scenarios, the optimal ratio of web height to total span (L_e) lies between L_e/20 and L_e/16. The web height, concrete strength, and slab thickness were the design variables with the most influence on the vertical acceleration value. The Pareto-optimal solutions were considerably sensitive to the parameters varied in each scenario, changing concrete consumption and dimensions of the welded steel I-beam, evidencing the importance of carrying out a sensitivity analysis in optimization problems.

Keywords:

Multi-objective optimization; pedestrian bridge; sustainability; harmony search; carbon emissions

Reference:

TRES JUNIOR, F.L.; YEPES, V.; MEDEIROS, G.F.; KRIPKA, M. (2023). Multi-objective Optimization Applied to the Design of Sustainable Pedestrian Bridges. International Journal of Environmental Research and Public Health, 20(4), 3190. DOI:10.3390/ijerph20043190

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Influencia de la ubicación en la selección de equipos de dragado

Figura 1. Draga de cuchara. https://pxhere.com/es/photo/1274135

El emplazamiento influye en la selección del equipo de dragado. Entre los factores que intervienen se incluyen las dimensiones del área a dragar, la profundidad de dragado, la exposición ambiental, la ubicación de los puntos de descarga, las restricciones medioambientales del lugar, entre otros. A continuación, se presenta una breve descripción de cada uno de ellos.

Dimensiones de la zona a dragar

Las dimensiones de la zona donde se llevará a cabo el dragado condicionan la selección de los equipos. En espacios reducidos, como canales estrechos, no es posible emplear máquinas de gran tamaño, que requieren cierto espacio para funcionar de manera óptima. Además, las grandes dimensiones a menudo requieren grandes volúmenes de dragado, por lo que el uso de dragas de cuchara no suele recomendarse debido a su baja producción real.

Profundidad de dragado

El calado de la zona de trabajo es crucial, ya que las dragas están diseñadas para operar a una profundidad específica. Aunque es posible aumentar el calado, suele encarecer el costo de la draga. Este desafío se agrava en dragados de pequeña escala, donde elegir equipos grandes para aumentar la profundidad de dragado puede provocar un sobredimensionamiento excesivo y un aumento significativo de los costes.

Las bombas sumergibles modernas permiten que los equipos de dragado hidráulico alcancen calados significativos. Si bien los equipos mecánicos también alcanzan grandes profundidades, su rendimiento se ve limitado por la mayor duración del ciclo de trabajo.

La profundidad del área de trabajo afecta la maniobrabilidad del equipo. La draga autoportante opera en aguas profundas y es capaz de excavar a 30 m o incluso más. Sin embargo, con menor profundidad, los equipos grandes pueden encallar, ya que alcanzan calados de 6 a 10 m cuando están cargados. A profundidades reducidas, se recomienda el uso de cualquier tipo de draga equipada sobre pontón, debido al pequeño calado nominal que presenta.

Algunos equipos son capaces de trabajar en cauces de calado más bajo del necesario para su desplazamiento, pues van abriendo camino mientras realizan el dragado. Este es el caso de las dragas de pala o de retroexcavadora cuando operan en avance.

Grado de agitación

En zonas con oleaje fuerte, no se recomiendan las dragas estacionarias, ya que el oleaje puede dañar la embarcación y los anclajes. Igualmente, el uso de barcazas presenta riesgos, pues pueden sufrir daños durante la maniobra de acercamiento por choques con los gánguiles.

Al usar una draga estacionaria, se deben tomar precauciones adicionales y mantener un remolcador disponible para trasladar la embarcación a un lugar seguro ante un temporal inesperado. Además, los anclajes de la draga y las tuberías de vertido pueden causar problemas de navegación para las embarcaciones cercanas, por lo que es importante considerar el tráfico marítimo antes de seleccionar el equipo y los métodos de operación.

En resumen, las condiciones del agua, como las mareas y las tormentas, son factores críticos en dragados en aguas interiores, costeras o ríos caudalosos. Por ejemplo, en la regeneración de playas y la excavación de zanjas cercanas a la costa, las condiciones del mar dictarán el método y el rendimiento del trabajo.

Ubicación del punto de vertido

El emplazamiento del vertido es un factor crucial al elegir el equipo de dragado. Cuando los puntos de vertido se encuentran cerca de la zona de extracción, se recomienda utilizar una draga con cabezal cortador. Sin embargo, si no es posible instalar tuberías flotantes, las mejores opciones son las dragas de rosario o de succión.

Por otro lado, si los puntos de vertido se alejan más de un kilómetro de la zona de dragado, se deben descartar las tuberías o el vertido por impulsión. En este caso, se recomiendan las dragas de succión si el material decanta adecuadamente en la cántara; de lo contrario, las dragas mecánicas combinadas con gánguiles de transporte.

Requerimientos medioambientales de la zona

Las restricciones medioambientales en la zona a dragar y en el recorrido del transporte pueden condicionar los proyectos de dragado. En algunos casos, la presencia de fauna y flora protegidas impide llevar a cabo estas operaciones, mientras que en otros se requieren equipos especiales para evitar el enturbiamiento del agua, como dragas de succión o cucharas cerradas para terrenos fangosos. Por este motivo, es necesario utilizar sistemas de posicionamiento precisos. Además, es importante valorar los impactos de las operaciones de dragado en los núcleos urbanos cercanos. Esto incluye considerar los olores y ruidos generados por el uso de equipos mecánicos, en especial cuando se dragan rocas.

Figura 2. Conducciones de dragado en playa. https://www.publicdomainpictures.net/es/view-image.php?image=93081&picture=playa-de-dragado

Referencias:

BRAY, R.N.; BATES, A.D.; LAND, J.M. (1997). Dredging: A handbook for engineers. 2^nd edition, Willey, 434 pp.

CLEMENTE, J.J.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; YEPES, V.; ALCALÁ, J.; MARTÍ, J.V. (2010). Temas de procedimientos de construcción. Equipos de dragado. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 2010.4038.

SANZ, C. (2001). Manual de equipos de dragado. Ed. Carlos López Jimeno. Madrid, 323 pp.

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Celda unidad y área tributaria de una columna de grava

Figura 1. Diámetro equivalente del área tributaria en función de la distribución espacial de las columnas de grava

Al conjunto formado por una única columna central y el anillo de suelo circundante se le denomina “celda unidad” o “celda unitaria”. Se transforma la porción de terreno que se encuentra alrededor de la columna en el área de un cilindro de diámetro tal que la sección de ambos sea la misma, como se puede ver en la Figura 1.

Por cierto, la Figura 1 es correcta, aunque en un primer momento pueda generar confusión. En efecto, la malla triangular es la encargada de determinar la ubicación de las columnas de grava, formando así un área hexagonal tributaria en torno a ellas. De igual manera, la malla hexagonal cumple una función similar.

Os dejo un problema resuelto en el que se calcula el diámetro equivalente del área tributaria en función de la malla en la que se disponen las columnas de grava. Espero que os sea de interés.

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Referencias:

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

YEPES, V. (2021). Procedimientos de construcción para la compactación y mejora del terreno. Colección Manual de Referencia, 1ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 426 pp. Ref. 428. ISBN: 978-84-9048-603-0.

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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Cálculo del transporte hidráulico de pulpas

Figura 1. Bomba horizontal de pulpas (Bouso y Martínez-Pagán, 2023)

Una pulpa es una mezcla líquida que contiene partículas sólidas en suspensión. Las características de la pulpa dependen de la naturaleza, el tamaño, la forma, la densidad y la cantidad de las partículas sólidas, así como de la naturaleza, la densidad y la viscosidad del líquido. El flujo de las pulpas difiere del de los líquidos homogéneos, en los que su naturaleza (laminar, transitorio o turbulento) se determina a partir de las propiedades físicas del líquido y de su conductividad. Para calcular un sistema de transporte hidráulico de pulpa, compuesto por una bomba y una tubería, es esencial conocer previamente parámetros como la densidad de sólido y de líquido, la viscosidad, la concentración de sólidos, el tipo de tubería y la topografía del terreno.

La caracterización de una pulpa es más compleja que la de un líquido debido a la presencia de partículas sólidas y su influencia en la mezcla. Es importante tener en cuenta que una pulpa no es una disolución, sino una suspensión de sólidos en líquidos, en la que cada componente está claramente definido. Debemos considerar el fenómeno de sedimentación de sólidos en un líquido, especialmente cuando las turbulencias son bajas o no existen. Este fenómeno puede provocar acumulaciones de sólidos y dificultar las operaciones de transporte o de almacenamiento. En términos generales, las pulpas se pueden clasificar en dos grupos: pulpas sin sedimentación y pulpas con sedimentación.

Figura 2. Bomba de pulpas. https://www.mogroup.com/es/informacion/e-books/manual-de-bombas–para-pulpa/

Las pulpas sin sedimentación, también conocidas como pulpas homogéneas, están compuestas por partículas finas (menores de 50 mm) y forman una mezcla homogénea y estable. No causan desgaste significativo, pero requieren una atención especial en la selección y el funcionamiento de las bombas debido a su mayor viscosidad. Cuando el contenido de partículas es alto, su reología se asemeja a la de líquidos no newtonianos. Ejemplos de este tipo de pulpa incluyen lodos espesados de extracción de áridos, lechadas de cemento y lodos de perforación.

Las pulpas con sedimentación están formadas por partículas gruesas que tienden a formar una mezcla inestable y se comportan como líquidos newtonianos. Generalmente, causan un elevado desgaste y requieren una selección cuidadosa de las tuberías, debido a su tendencia a sedimentar y causar obstrucciones. Este tipo de pulpa es común en el transporte de pulpas y se conoce como pulpa heterogénea, ya que los sólidos no se distribuyen uniformemente en las conducciones horizontales a lo largo de su eje vertical a altas velocidades. Las fases sólida y líquida mantienen su propia identidad, y el aumento de la viscosidad suele ser de poca importancia. Las pulpas heterogéneas suelen ser de menor concentración de sólidos y con partículas de mayor diámetro que las pulpas homogéneas. Ejemplos incluyen pulpas en plantas de tratamiento de áridos y minerales, equipos de dragado, entre otros.

En el transporte de pulpas minerales por tubería, la naturaleza de las partículas y las velocidades de flujo determinan los regímenes de flujo, que pueden ser tanto turbulentos como laminares. Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones, el régimen turbulento, que se produce cuando las partículas son gruesas y tienden a sedimentar, es el más común. Este tipo de fluido se conoce como newtoniano. En cambio, las pulpas con partículas finas y uniformes suelen producir regímenes de flujo laminar.

A continuación, os dejo un artículo, elaborado por Juan Luis Bouso y Pedro Martínez-Pagán, en el que se presenta un ejemplo de cálculo para una operación de bombeo de pulpas. Se exploran las diferentes alternativas de cálculo, que pueden variar debido a las preferencias personales de los técnicos o a la adaptabilidad de un procedimiento específico a las características de la operación de bombeo. Al final del trabajo se incluye un anexo con gráficos y cálculos que pueden resultar muy útiles. Espero que os sea de interés.

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Referencias:

ANDREA, E. (2014). Tecnología metalúrgica. Universidad de Cantabria. https://ocw.unican.es/course/view.php?id=261

BOUSO, J.L.; MARTÍNEZ-PAGÁN, P. (2023). Bombeo de pulpas minerales. Diferentes procedimientos de cálculo. Rocas y Minerales, 605:56-73.

LÓPEZ JIMENO, C. (ed.) (1998). Manual de áridos. Prospección, explotación y aplicaciones. 3ª edición, E.T.S. de Ingenieros de Minas de Madrid, 607 pp.

LÓPEZ JIMENO, C.; LUACES, C. (eds.) (2020). Manual de Áridos para el Siglo XXI. Asociación Nacional de Empresarios Fabricantes de Áridos— ANEFA, Madrid, 1328 pp.

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. Valencia, 74 pp.

MARTÍNEZ-PAGÁN, P.; PERALES, A. (2020). Tecnología metalúrgica, 2ª edición. Universidad Politécnica de Cartagena. https://ocw.bib.upct.es/course/view.php?id=178

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La enseñanza del vocabulario técnico de la ingeniería de la construcción

El lenguaje metafórico de los ingenieros: cuchara bivalva

Durante mi extensa carrera como profesor universitario en Ingeniería de la Construcción, he recopilado un vocabulario específico de la jerga utilizada por técnicos en el mundo de la construcción, que consiste en una variedad lingüística distinta de la lengua estándar y que a veces resulta incomprensible para los hablantes no familiarizados con ella. Este lenguaje se emplea con frecuencia por diferentes grupos sociales con la intención de ocultar el significado real de sus palabras según su conveniencia.

Mis estudiantes, acostumbrados a las ciencias y no a las letras, a menudo encuentran este lenguaje oscuro y difícil de aprender. Se quejan de tener que estudiar de memoria estas palabras y sus significados, pero es fundamental su conocimiento para desenvolverse con soltura en la profesión. Esto de memorizar no les gusta mucho, pero no hay más remedio. Es como aprender un nuevo idioma. Al principio hay que traducir el significado de las palabras, pero con el uso se aprenden y no hay que volver a traducirlas. Por eso les aconsejo que mantengan una libreta en la que anoten estos términos extraños, como “bentonita”, “sondeo”, “cimbra”, “árido”, “blondín”, “cubilote”, etc. Algunos de estos términos son específicos de determinadas zonas, como “bañera”, que se refiere a un remolque semibasculante, o “maceta”, que significa “martillo” en el lenguaje de los albañiles. Además, les recomiendo que intenten anotar la palabra equivalente en inglés, pues es muy probable que mañana tengan que desenvolverse en otro idioma.

Otras veces se recurre al lenguaje metafórico para definir determinados conceptos: “riñón”, “cabeza de pilote”, “costillas”, “nido de grava”, etc. Los interesados pueden revisar un artículo que escribí en este blog hace unos años: https://victoryepes.blogs.upv.es/2017/01/05/el-lenguaje-metaforico-de-los-ingenieros/

Un truco que utilizo a veces es emplear crucigramas o palabras cruzadas para ayudar a los estudiantes a asociar las nuevas palabras con su significado. Aquí hay un ejemplo de cuando hablamos de sondeos y perforaciones. Os animo a resolverlo.

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Clasificación de las obras de dragado

Figura 1. Dragado mediante una retroexcavadora. https://es.wikipedia.org/

Las operaciones de dragado implican, en esencia, la eliminación de materiales de los fondos marinos y fluviales, así como su transporte y descarga en ubicaciones específicas. Su uso es muy versátil y se centra principalmente en la ingeniería civil y la minería. En un artículo anterior ya se destacó la importancia de las obras de dragado.

En este artículo, clasificaremos las obras de dragado según su objetivo, su ubicación y las características del terreno a trabajar. Es crucial destacar que el dragado es un medio y no un objetivo en sí mismo.

Según el objetivo o destino del dragado

El dragado es de gran importancia en la ingeniería portuaria, ya sea para mantener y mejorar los calados, desarrollar nuevas instalaciones o construir puertos. Muchos puertos requieren trabajos de dragado periódicos para optimizar la navegación. Además, estas obras pueden mantener o ampliar los cauces de los ríos, mejorar su capacidad de drenaje y facilitar la extracción de materiales de construcción y de minerales en ambientes marinos.

Otro empleo cada vez más frecuente de los materiales de dragado es como material de relleno o de sustitución. Estos rellenos son necesarios en diversas obras, como el trasdosado de muelles, la construcción de carreteras, aeropuertos o el reemplazo de terrenos de baja calidad para mejorar las condiciones geotécnicas en la cimentación de muelles y otras estructuras. El dragado también se utiliza para excavar zanjas para tuberías y cables.

En algunos casos, forma parte de proyectos de restauración ambiental, como la limpieza de fondos marinos contaminados o el drenaje de zonas pantanosas. En los últimos años, el dragado ha cobrado importancia en relación con la regeneración y protección de playas mediante la adición artificial de arena

Actualmente, las técnicas de dragado son esenciales en proyectos que buscan ampliar las áreas de uso en el mar, frecuentemente relacionados con el transporte de mercancías y pasajeros, como es el caso de la isla artificial construida en Hong Kong para alojar un aeropuerto (véase la Figura 2).

Figura 2. Aeropuerto Internacional de Hong Kong, China. https://www.guiaviajesa.com/aeropuertos-mas-estranos-en-islas-artificiales/

Según el emplazamiento:

Las condiciones en las que se llevan a cabo las obras de dragado varían según su ubicación respecto de la costa. Pueden realizarse en el mar abierto, en la zona costera o en aguas protegidas, como en el interior de un puerto, un río o un lago.

Según las características del terreno:

Los terrenos a dragar varían en su composición, desde rocas duras hasta fangos, lo que afecta su comportamiento durante la excavación, el transporte y el vertido. Por lo tanto, la naturaleza del material a dragar influye en la elección de la draga y de la técnica de dragado.

He grabado un vídeo explicativo sobre este tema, que espero sea de interés.

Os dejo un vídeo en el que se describe el dragado del Canal de Panamá.

En este otro vídeo vemos la draga en acción en el puerto de Nueva York.

Referencias:

SANZ, C. (2001). Manual de equipos de dragado. Ed. Carlos López Jimeno. Madrid, 323 pp.

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