Diseño óptimo de depósitos de agua elevados de hormigón armado bajo cargas sísmicas

Acaban de publicarnos un artículo en Applied Sciences, revista indexada en el JCR. Se trata de la optimización heurística de un depósito elevado de agua de hormigón armado bajo acciones sísmicas.  El trabajo se enmarca en el proyecto de investigación HYDELIFE, que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

Este artículo trata del diseño sísmico de las columnas de 35 depósitos elevados de almacenamiento de agua de hormigón armado. Los depósitos constan de un tronco cónico superior, una columna de sección cuadrada hueca variable y una cimentación superficial sobre una capa de arena. Las cinco alturas de columna consideradas son de 20, 25, 30, 35 y 40 m. Los cinco depósitos se someten a siete grados de carga sísmica, caracterizados por la aceleración pico del suelo de referencia, según el Eurocódigo 8. Los depósitos elevados se diseñan según las prescripciones completas del Eurocódigo 2, del Eurocódigo 8 y del Código Estructural español. Esto incluye las cargas variables por sismicidad, viento, nieve, etc., junto con la acción del peso propio y las cargas muertas. El método de diseño de optimización considerado es una variante del algoritmo del solterón, un método de aceptación de umbral adaptativo con un movimiento de vecindad basado en el operador de mutación de los algoritmos genéticos. Los resultados de las columnas muestran la alta no linealidad del problema, ya que las fuerzas sísmicas horizontales dependen de la rigidez y la altura de las columnas. Las principales características de los depósitos optimizados proporcionan orientación para el diseño práctico de este tipo de depósitos de agua elevados de hormigón armado.

El artículo se puede descargar, pues está en abierto, en la siguiente dirección: https://www.mdpi.com/2076-3417/12/11/5635

Abstract:

This paper deals with the seismic column design of 35 elevated RC water storage tanks. Tanks comprise a top conic trunk reservoir, a column with variable hollow square cross-sections, and a shallow foundation on a sand layer. The five-column heights considered are 20, 25, 30, 35, and 40 m. The five tanks are subjected to seven degrees of seismic loading characterized by the reference peak ground acceleration in Eurocode 8. The elevated tanks are designed against the full prescriptions of Eurocode 2, Eurocode 8, and the Spaniard Structural Code of Practice. This includes variable loads for seismicity, wind, snow, etc., as well as the effects of self-weight and dead loads. The optimization design method considered is a variant of the old bachelor algorithm, an adaptive threshold acceptance method with a neighborhood move based on the mutation operator from genetic algorithms. Column results show the high nonlinearity of the problem since the horizontal seismic forces depend on the rigidity and height of the columns. The main features of the optimized tanks give guidance for the practical design of this kind of elevated RC water tank.

Keywords:

Concrete structures; economic optimization; elevated water tanks; old bachelor algorithm; seismic loading; structural design

Reference:

MARTÍNEZ-MARTÍN, F.J.; YEPES, V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; HOSPITALER, A.; ALCALÁ, J. (2022). Optimization design of RC elevated water tanks under seismic loads. Applied Sciences, 12(11):5635. DOI:10.3390/app12115635

Os paso el artículo a continuación para que podáis consultarlo.

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Seminario: ¿Cómo redactar y evaluar los resultados de aprendizaje?

El Instituto de Ciencias de la Educación de la Universidad de Alicante me ha invitado a impartir un seminario dirigido al personal docente e investigador, así como a los integrantes de las comisiones de calidad o de titulación, así como a sus coordinadores. Se trata de un seminario presencial, con una duración de 1,5 horas. Se celebrará el 4 de julio de 2022, de 10:00 a 11:30 horas en el aula GB/0001, del edificio Germán Bernácer de dicha universidad.

El enlace para tener mayor información es el siguiente: https://web.ua.es/es/ice/formacion/2022/2022/como-redactar-y-evaluar-los-resultados-de-aprendizaje.html

Como objetivos de este seminario se encuentran los siguientes:

  • Distinguir lo que es un resultado de aprendizaje respecto a los objetivos de una asignatura
  • Diseñar y evaluar los resultados de aprendizaje
  • Gestionar las evidencias de los resultados de aprendizaje en el contexto de la acreditación de títulos universitarios

Los contenidos son los que a continuación se describen:

  • El cambio de paradigma en el proceso de aprendizaje
  • Concepto de resultado de aprendizaje y confusiones habituales
  • Jerarquización de los resultados de aprendizaje
  • Influencia del resultado de aprendizaje en la adquisición de competencias
  • Cómo se redacta un resultado de aprendizaje
  • Cómo se evalúan un resultado de aprendizaje
  • La custodia de las evidencias de los resultados de aprendizaje
  • La importancia de los resultados de aprendizaje en la acreditación de los títulos universitarios
  • La responsabilidad del profesor en la gestión de los resultados de aprendizaje
  • Integración de los resultados de aprendizaje en la guía docente de una asignatura

Impacto del desarrollo sostenible regional a través de la optimización de puentes

Acaban de publicarnos un artículo en Structures, revista indexada en el JCR. Se trata de establecer un modelo para evaluar el impacto del desarrollo sostenible regional mediante la optimización de puentes. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE, que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València, y en la dirección de la tesis doctoral de Zhi Wu Zhou.

Este artículo describe un modelo óptimo para medir y calcular los datos de impacto de la evaluación del desarrollo sostenible relacionados con la construcción de infraestructuras en cualquier lugar. El artículo utiliza una revisión bibliográfica y un estudio de caso como métodos de investigación: la revisión bibliográfica analiza la importancia, el significado práctico y el estado actual de la investigación en este campo. La aplicación del estudio de caso establece un programa de algoritmos y un modelo del entorno interactivo para optimizar la topología estructural tridimensional. Se analiza la optimización de la curva de influencia del desarrollo sostenible de los puentes atirantados de gran escala en China y de las infraestructuras regionales. Esta investigación llena un vacío al resolver el tedioso y complejo trabajo de las empresas del sector y de la evaluación del desarrollo sostenible. Al mismo tiempo, proporciona una base teórica y métodos de cálculo científicos para que los gobiernos y países puedan formular leyes y reglamentos, y estudiar los efectos climáticos regionales.

El artículo completo lo puedes descargar aquí: https://authors.elsevier.com/sd/article/S2352-0124(22)00409-X

Abstract:

This paper describes a regional optimal model curve equation to measure and calculate sustainable development assessment impact data for infrastructure construction across any world region. The article uses a literature review and a case study as research methods—the literature review analyses the importance, practical significance, and current research status of this field. The case study application establishes a scientific algorithm program and a three-dimensional structural topology optimization interactive environment research model. The optimality of the influence curve and the sustainable development influence curve for China’s large-scale cable-stayed bridges and regional infrastructure are analysed. This research will fill a gap by addressing the tedious, complex work in the construction industry and by assessing sustainable development. Simultaneously, it will provide a theoretical basis and scientific calculation methods for governments and countries to formulate relevant laws and regulations and study regional climate effects.

Keywords:

Construction; algorithm program; structure; topology; LCA; SIA

Reference:

ZHOU, Z.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2022). Regional sustainable development impact through sustainable bridge optimization. Structures, 41, 1061-1076. DOI: 10.1016/j.istruc.2022.05.047

 

II Jornadas de Ingeniería y Arquitectura. Colegio de España

Tengo el placer de anunciar la invitación recibida para impartir una conferencia el martes 24 de mayo de 2022, a las 18:00 h, en el marco de las II Jornadas de Ingeniería y Arquitectura organizadas por el Colegio de España. El título de la misma es «Evaluación de la sostenibilidad social de puentes pretensados y mixtos a lo largo de su ciclo de vida«. Este tema está relacionado con nuestro proyecto de investigación HYDELIFE y sobre él ya escribí un artículo y edité un vídeo que podéis ver en el siguiente enlace: https://victoryepes.blogs.upv.es/2022/05/11/que-alternativa-de-puente-es-la-mas-sostenible-medioambientalmente-y-socialmente/

El Colegio de España es un organismo dependiente del Ministerio de Universidades del Gobierno español que acoge, como ha hecho a lo largo de sus casi ochenta años de historia, a profesores, investigadores, estudiantes universitarios y artistas que cursan sus estudios, elaboran sus tesis doctorales, llevan a cabo sus trabajos de investigación o ejercen sus actividades artísticas en alguno de los centros superiores de París. Además de esta labor de alojamiento, el Colegio desarrolla una intensa labor de difusión de la cultura y las artes españolas, a través de conferencias, coloquios, seminarios, proyecciones de películas con recitales y conciertos, así como numerosas exposiciones dedicadas a las artes plásticas.

Entre los antiguos y recientes residentes en el Colegio se encuentran algunos de los más significativos pensadores, escritores, científicos y artistas de los últimos ochenta años, que componen una galería histórica de un nivel difícilmente superable.

El Colegio de España, sigue siendo en la actualidad un lugar de encuentro para estudiosos y profesionales de múltiples disciplinas, de diferentes nacionalidades, desde filósofos a matemáticos, desde informáticos a historiadores, desde médicos a pianistas, ofreciendo todos ellos la oportunidad de establecer una convivencia intelectual llena de posibilidades, puesto que propicia el intercambio de conocimientos, criterios y experiencias vitales, con lo que se consigue un ambiente enriquecedor.

Os paso el programa de las jornadas, por si os interesa.

XXXIX Congreso Sudamericano de Ingeniería Estructural JSAEE 2022

Tengo el placer de anunciar mi conferencia invitada en el XXXIX Congreso Sudamericano de Ingeniería Estructural (JSAEE 2022). Dicha conferencia tiene como título: «Diseño y mantenimiento sustentable de estructuras y puentes considerando su ciclo de vida«.

La XXXIX edición de las Jornadas , que se realizará en septiembre de 2022 a distancia, es la continuación de un evento que tuvo su primera edición en 1950. Las Jornadas reúnen a profesionales e investigadores que trabajan en el diseño y la construcción de obras verticales y horizontales, y se han convertido en el congreso más importante en esta área del conocimiento en Sudamérica. Las Jornadas están organizadas por la Asociación Sudamericana de Ingeniería Estructural (ASAEE; http://asaee.org) y un comité local. En la presente edición, el evento es organizado por el Programa de Posgrado en Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de Passo Fundo, RS, Brasil.

Os dejo el enlace a la página web del congreso, para mayor información e inscripciones: https://eventos.congresse.me/jsaee2022

 

Comparación de proyectos de vivienda de interés social considerando la sostenibilidad

Acaban de publicarnos un artículo en el International Journal of Environmental Research and Public Health, revista indexada en el JCR. Se trata de comparar distintas alternativas de vivienda social en Brasil, considerando la sostenibilidad. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE, que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València, y en la colaboración con el profesor Moacir Kripka.

Considerando la importancia del desarrollo de nuevos proyectos de vivienda, el propósito de esta investigación es proporcionar un modelo orientado a identificar la alternativa más sostenible en proyectos de vivienda unifamiliar de interés social, desde la perspectiva del ciclo de vida y del proceso jerárquico analítico (AHP). Se evaluaron un proyecto de mampostería cerámica y otro de mampostería de hormigón. En la dimensión ambiental, los resultados mostraron que el proyecto de albañilería cerámica tenía impactos ambientales más significativos y mayores daños a la salud humana y a la disponibilidad de recursos y ecosistemas. En la dimensión social, se comprobó que existen discrepancias en los salarios a lo largo de la cadena de suministro de la construcción y que el proyecto de mampostería de hormigón presentaba mejores características sociales que el de mampostería cerámica. La dimensión económica reveló que el proyecto de mampostería de hormigón resultaba más atractivo. Relacionando los resultados de las dimensiones ambiental, social y económica, se encontró que el proyecto de mampostería de hormigón presentaba una combinación de características más sostenibles que el proyecto de mampostería de cerámica en la mayoría de los resultados. Entre las implicaciones del estudio realizado aquí se encuentra el avance de la sostenibilidad aplicada al sector de la construcción.

Abstract:

Given the importance of developing new housing projects, this research aims to provide a model for identifying the most sustainable alternative in single-family housing projects of social interest, from the perspectives of life cycle thinking (LCT) and the analytical hierarchy process (AHP). A ceramic masonry project and a concrete masonry project were evaluated. In the environmental dimension, the results showed that the ceramic masonry project had greater environmental impacts and more significant damage to human health and to the availability of resources and ecosystems. In the social dimension, it was found that there are discrepancies in salaries across the construction supply chain, and that the concrete masonry project had better social characteristics than the ceramic masonry project. The economic dimension revealed that the concrete masonry project was more attractive. Based on the results of the environmental, social, and economic dimensions, when combined with LCT and AHP, it was found that the concrete masonry project exhibited more sustainable characteristics than the ceramic masonry project in the majority of the results. Among the implications of the study carried out here is the advancement of sustainability applied to the construction sector.

Keywords:

Social interest housing; life cycle thinking; analytic hierarchy process; sustainability

Reference:

VITORIO, P.C., Jr.; YEPES, V.; KRIPKA, M. (2022). Comparison of Brazilian Social Interest Housing Projects considering Sustainability. International Journal of Environmental Research and Public Health, 19(10):6213. DOI:10.3390/ijerph19106213 .

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La Ingeniería más antigua contada a los ingenieros más modernos

Isaac Moreno Gallo.

El pasado 9 de mayo de 2022, con motivo de la XXVIII Semana de la Ingeniería Civil y el Medio Ambiente de la Universitat Politècnica de València, tuvimos la ocasión de escuchar la conferencia inaugural impartida por Isaac Moreno Gallo sobre las principales técnicas y logros de la Ingeniería Civil practicada desde la más remota antigüedad.

Para mí fue muy agradable conocer personalmente a Isaac, pues como nos conocemos por redes sociales, tuve la osadía de invitarlo a esta conferencia y le puse en contacto con la Dirección de nuestra Escuela para que pudiese impartirla. Como siempre, la persona es infinitamente más interesante que el perfil en redes sociales o su imagen en documentales. Es lo que tiene la desvirtualización, tan necesaria para la verdadera comunicación entre las personas.

Isaac es de esos personajes especiales, ingeniero técnico de obras públicas e historiador, que es uno de los grandes especialistas en ingeniería romana de nuestro país. Burgalés, pero afincado en Zaragoza, sin duda, es una voz autorizada que pone el grito en el cielo cuando habla del grave deterioro que sufre nuestro patrimonio. Sobre todo por la gran ignorancia que tenemos en este país. Como siempre, la necesidad de las humanidades en nuestras carreras técnicas.

Aunque ya he hecho personalmente, doy de nuevo las gracias a Isaac, ahora de forma pública, por habernos deleitado con su saber. Os recomiendo que lo sigáis en redes sociales o a través de los fabulosos documentales sobre la ingeniería romana de La 2 de RTVE. Por cierto, su blog lo podéis encontrar en la siguiente dirección: https://terraeantiqvae.com/profile/IsaacMorenoGallo

Para los que aún no hayáis visto la serie documental, podéis verla en https://www.rtve.es/play/videos/ingenieria-romana/. En la primera temporada, el acueducto de Nimes, el teatro de Cartagena o los magníficos monumentos de Roma fueron algunos de los monumentos que permitieron comprender los desafíos a los que se enfrentaron los ingenieros romanos. En la segunda temporada, nuevos ocho capítulos: ‘Ciudades I’, ‘Acueductos I’, ‘Ciudades II’, ‘Acueductos II’, ‘Carreteras’, ‘Minería’, ‘Estructuras’ y ‘Levantando un imperio’.

Pero creo que será mejor que escuchemos la charla directamente. En esta conferencia se abordó la ingeniería, que abarca desde el Calcolítico hasta justo antes de la ingeniería romana. Espero que os guste.

La Editorial de la Universitat Politècnica de València destaca cinco libros imprescindibles

Es un honor que la revista Publishers Weekly, en su número de abril del 2022, haya destacado uno de mis libros: Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención, como uno de los cinco ejemplares imprescindibles dentro de la producción editorial de la Universitat Politècnica de València. El libro tiene 480 páginas, 439 figuras y fotografías, así como 430 cuestiones de autoevaluación resueltas.

Tal y como apunta esta revista, «la revolución incruenta es la marca de agua de quien vislumbra un nuevo mundo y lo hace posible sin efectos colaterales«. En esta revolución se encuentra la editorial de la Universitat Politècnica de València, que en 2010 dio un giro a su producción, dirigida hasta entonces a la formación interna del alumnado, para adentrarse con éxito en la proyección internacional.

Es por este motivo la importancia de destacar uno de mis libros, dentro del gran volumen de libros y revistas editados por esta editorial, que asciende a 1.119, tal y como se recoge en esta publicación.

Os paso la entrevista realizada a la directora de la editorial, Reme Pérez García.

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Aplicación del análisis del valor MIVES a la estructura de una vivienda unifamiliar de autopromoción con criterios de sostenibilidad

Este trabajo presenta un estudio de tres alternativas estructurales dispares aplicadas a una vivienda unifamiliar adosada, para la toma de decisiones de un autopromotor, apoyándose en métodos multicriterio y considerando parámetros de sostenibilidad. Se ha definido un modelo de evaluación y se ha propuesto una serie de indicadores usando la metodología MIVES que permite identificar, estructurar y evaluar las distintas alternativas propuestas transformándolas en un valor, cuyo máximo es la opción óptima. Se obtiene la validación del método para una alternativa tradicional (hormigón in situ), prefabricada (©YTONG) y tecnológica (©ELESDOPA) consiguiendo esta última la mejor valoración a pesar de no ser la más económica ni la más rápida de ejecutar.  Las viviendas unifamiliares suelen estar más ligadas a proyectos singulares para clientes particulares y no son objeto de interés para los promotores, que obtienen mayores beneficios con otros productos inmobiliarios de tipo plurifamiliar. Sin embargo, para cualquier autopromotor su «hogar» constituye quizás la mayor inversión de su vida, y por tanto una de las decisiones más importantes a tomar. No existe una herramienta específica en el mercado para evaluar de forma rigurosa (más allá del coste de obra) la sostenibilidad de una vivienda durante su ciclo de vida. Los cuestionarios para evaluar los indicadores a través de atributos (tangibles e intangibles) identifican numéricamente las deficiencias de esta tipología para mejorar su índice de valor, ofreciendo al proyectista una herramienta objetiva y eficaz para justificar ante su cliente el mejor uso de materiales, mano de obra y tecnología, para conseguir diseños óptimos (desde el punto de vista ambiental, social, estético, funcional, temporal, económico, seguridad y salud, etc.). En conclusión, un estudio así desde la fase inicial permitiría a todo gestor de proyecto controlar los aspectos fundamentales que marcarán el equilibrio del futuro edificio para que sea más funcional, inteligente, económico y sostenible.

A continuación, os dejo un vídeo explicativo en el que os cuento los aspectos básicos del trabajo.

Referencia:

SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; YEPES, V. (2020). Multi-criteria assessment of alternative sustainable structures for a self-promoted, single-family home. Journal of Cleaner Production, 258: 120556. DOI:10.1016/j.jclepro.2020.120556

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¿Qué alternativa de puente es la más sostenible medioambientalmente? ¿Y socialmente?

He empezado una serie de vídeos divulgativos en la que quiero explicar brevemente los resultados que estamos obteniendo en nuestro grupo de investigación. Considero que es importante hacerlo debido a que, muchas veces, los artículos científicos quedan almacenados en las grandes revistas y no llegan al técnico o al público en general.

En este caso, os he preparado un vídeo en el que explico cómo hemos realizado el análisis del ciclo de vida de cuatro tipologías de puentes muy utilizados en nuestro país: losas macizas, losas aligeradas, secciones en cajón y secciones mixtas. Se analiza no solo el impacto social, sino también el medioambiental. Os explico qué metodología usamos, qué software usamos, qué bases de datos usamos, etc. Os llevaréis una sorpresa relativa con los resultados obtenidos. Ya os adelanto que las mejores alternativas medioambientales no coinciden con las mejores desde el punto de vista social.

Los que queráis descargar gratuitamente el artículo, podéis acudir al siguiente enlace: https://www.mdpi.com/2071-1050/14/9/5186

Referencia:

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.

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