Cuando una «campaña experimental» se convierte en un desperdicio de tiempo y dinero

https://www.laensa.com/probetas-hormigon/

Reconozco abiertamente que me recorre cierto escalofrío cuando escucho por algún sitio que se está desarrollando una «campaña experimental«, a menudo en laboratorios donde, por desgracia, cada ensayo cuesta muchísimo tiempo y dinero. Me viene a la mente una campaña militar a gran escala donde, para conseguir un objetivo, se sacrifica lo que sea necesario. Cuando igual una pequeña fuerza de operaciones especiales sería suficiente.

Lo digo porque no es la primera vez que me encuentro con algún estudiante de máster o doctorado que quiere iniciar ensayos para cubrir, literalmente, las variaciones posibles en ciertos rangos, de un número de factores que influyen en un problema determinado. Y tampoco me es ajeno el típico estudiante que acude a mi despacho a pedirme consejo porque no sabe qué hacer con las montañas de datos generados, no siendo capaz de interpretar con herramientas estadísticas rigurosas.

Pero este problema no solo ocurre en determinados ámbitos científicos, sino que es habitual en empresas, procesos industriales y laboratorios de todo tipo. Cuento esto porque encuentro de vez en cuando a un doctorando que ha dedicado, por ejemplo, más de cinco años en recoger datos que luego, a la postre, se acumulan en hojas de cálculo y son difíciles de interpretar porque no se sabía exactamente cuál era la pregunta de investigación que se quería resolver.

También es muy típico encontrar en las empresas a técnicos expertos en un proceso determinado «con mucha experiencia», que realmente lo que ha hecho es aprender con los años, y sobre todo, de sufrir en sus carnes muchos errores. Este tipo de experiencia, basada en el error, no es la más barata, ni mucho menos.

Afortunadamente, cada vez son menos los que se enfrascan directamente a ensayar todas las combinaciones posibles en los valores de ciertas variables. Para eso disponemos de una rama del conocimiento denominada diseño de experimentos que permite no solo ahorrar recursos (tiempo, espacio de laboratorio, dinero, etc.), sino también es capaz de sacar muchísima más información de los datos cuando se dedica algo de tiempo a hacer un buen diseño experimental. No digo con esto que existan campañas experimentales bien diseñadas, sino que aún perviven prácticas que, por puro desconocimiento, son utilizadas aún en demasiadas ocasiones.

Veamos un ejemplo sencillo que nos permite aclarar las ideas. Imaginemos un proceso que solo depende de 4 factores. Si de cada factor queremos analizar 5 niveles, una «campaña experimental» exhaustiva nos obligaría a tomar 5^4 = 625 observaciones. Este número tan elevado puede ser inviable. ¿Cómo podemos reducir el número de observaciones? Se podría reducir el número de factores o el número de niveles a estudiar .

Un buen diseño de experimentos puede reducir muchísimo el número de observaciones necesarias ofreciendo, a su vez, información muy valiosa. Por ejemplo, un diseño factorial a dos niveles, ya sea completo o fraccionado, sería suficiente en la mayoría de los casos para estudiar los efectos, las interacciones entre los factores, etc. Invito al lector a revisar en este mismo blog algunos artículos que he escrito al respecto:

¿Qué es el diseño de experimentos?

Definiciones básicas del diseño de experimentos

Incluso, en el caso de que no exista una interacción entre los factores, por ejemplo un diseño en cuadrado grecolatino, para cuatro factores y cuatro niveles, podríamos obtener información valiosa con 16 observaciones en vez de las 256 que serían las necesarias para cubrir todas las combinaciones posibles. En este blog podéis encontrar muchos ejemplos resueltos buscando «diseño de experimentos» en la columna de la izquierda, donde aparece el buscador.

Resumiendo, estoy a favor de las «campañas experimentales», pero siempre que se basen en un diseño de experimentos previo. Pero mi consejo es que antes de hacer nada, tengamos muy clara la pregunta de investigación que queremos resolver. De hecho, la ciencia experimental trata de llegar a conclusiones generales con datos procedentes de casos particulares, y para eso necesitamos la estadística.

Parafraseando la frase que, según la tradición, estaba grabada a la entrada de la Academia de Platón, yo pondría el siguiente letrero a la puerta de cualquier laboratorio: «NO ENTRE NADIE QUE NO SEPA ESTADÍSTICA».

Os dejo una conferencia del profesor Xabier Barber de la Universidad Miguel Hernández que os aclarará muchas cosas. Espero que os guste.

Referencias:

  • Box, G.E.; Hunter, J.S.; Hunter, W.G. (2008). Estadística para investigadores. Diseño, innovación y descubrimiento. Segunda Edición, Ed. Reverté, Barcelona.
  • Gutiérrez, H.; de la Vara, R. (2003). Análisis y diseño de experimentos. McGraw-Hill, México.
  • Vicente, M.L.; Girón, P.; Nieto, C.; Pérez, T. (2005). Diseño de experimentos. Soluciones con SAS y SPSS. Pearson Educación, Madrid.

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

Resinas de poliuretano en la construcción

Inyección de resina base poliuretano expandible en contacto con agua. https://www.restic.cl/servicio/reparacion-de-filtraciones/

Las resinas de poliuretano constituyen un material de base orgánica empleadas en la reparación del hormigón. Son resinas que se obtienen por policondensación (poliadición) entre el grupo hidrófilo de un polialcohol y un disocianato. La policondensación puede hacerse por la reacción de los isocianatos con la propia humedad contenida en el aire, por lo que se pueden utilizar productos de un solo componente. Cuando se utilizan dos componentes, la reticulación es más lenta. En la construcción se utilizan estas resinas para ejecutar juntas, para realizar revestimientos de pequeño espesor y en suelos.

Una vez endurecidas la resinas, éstas pueden formar productos rígidos o flexibles. Además de tener una excelente resistencia a la abrasión y tracción, estas resinas pueden unir estructuras, formando uniones adhesivas resistentes a los impactos, que solidifican rápidamente y se pueden adherir a distintas superficies, incluyendo el hormigón. Además, son resistentes a productos químicos como los disolventes, aceites o grasas. Son además productos de alta durabilidad, resistentes al rayado y que forma una buena barrera que evita la carbonatación del hormigón. No obstante, presenta una elevada sensibilidad al fuego y es tóxico cuando se quema, por los gases generados por los cianatos.

Frente a las resinas epoxi, una de sus ventajas es que puede endurecer a temperaturas cercanas a 0º C, aunque es cierto que aumentan su viscosidad cuando desciende la temperatura, lo cual puede entorpecer su puesta en obra. Si se utilizan hormigones basados en resinas de poliuretano, su rápido endurecimiento (de 10 a 20 minutos), permiten una puesta en servicio muy rápida. Por su parte la resina de poliuretano, frente a la epoxi, es más expansiva (puede expandirse hasta 20 veces su tamaño) y por lo tanto más resistente a las quebraduras y más recomendada para aplicarse en el exterior, además se seca rápidamente una vez aplicada. Con carácter general, se utilizará una resina en base epoxi cuando se quiera reparar una fisura muerta y de carácter estructural, es decir, que transmita esfuerzos. Sin embargo, para fisuras vivas o con penetración de agua o humedad, se recomienda el uso de resinas acuoreactivas en base poliuretano. Sin duda, ante filtraciones de agua, la expansividad e impermeabilidad de las resinas acua-reactivas de poliuretano, junto su rapidez, permiten barreras impermeabilizantes y eliminan humedades por filtración en todo tipo de construcciones como obras subterráneas, canales, consolidación de terrenos, fisuras en el hormigón, juntas de dilatación, entre otras.

Os dejo a continuación la ejecución de un suelo de resina con poliuretano antideslizante para un pavimento industrial.

En este otro vídeo se observa cómo se pueden reparar grietas en paredes con resinas expansivas.

Referencias:

Fernández Cánovas; M. (1994). Patología y terapéutica del hormigón armado. 3ª edición, Servicio de Publicaciones del Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid.

Pelufo, M.J. (2003). Caracterización del comportamiento mecánico y frente a la corrosión de morteros de reparación del hormigón estructural. Tesis doctoral. Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil, Universidad Politécnica de Valencia.

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

Nuestra aportación a la 6ª Conferencia Internacional sobre Modelos Mecánicos en Ingeniería Estructural CMMoST 2021

Como suele ser habitual, nuestro grupo de investigación suele presentar algunos de sus trabajos en la Conferencia Internacional sobre Modelos Mecánicos en Ingeniería Estructural. Estamos ya en la sexta edición, la CMMoST 2021, que se va a desarrollar del 1 al 3 de diciembre de 2021 en Valladolid (España). Se trata de un congreso bianual que, como bien indica su blog de presentación, es una excelente oportunidad para presentar a nivel internacional vuestros proyectos y compartir experiencias en el campo de los modelos mecánicos en la ingeniería estructural. CMMoST 2021 va dirigido tanto a investigadores como a profesionales dedicados al desarrollo y aplicación de modelos mecánicos en la ingeniería estructural. De este modo, ingenieros, arquitectos y otros expertos y profesionales relacionados con los modelos estructurales tienen cabida en este congreso internacional.

En esta ocasión, nos presentamos con dos comunicaciones que son parte de la investigación realizada en sendas tesis doctorales en marcha. A continuación os paso el resumen de los dos trabajos. Más adelante os pasaré las comunicaciones completas.

MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2021). Composite bridge deck optimization with trajectory-based algorithms. 6th International Conference on Mechanical Models in Structural Engineering, CMMoST 2021, 1-3 December, Valladolid, Spain.

ABSTRACT

Bridge optimization can be difficult due to the large number of variables involved in the problem. In this work, the optimization of a steel‐concrete composite box girder bridge has been performed considering cost as objective function. To achieve this objective, Simulated Annealing (SA) has been applied as an example of trajectory‐based algorithm for the optimization of the structure. It is observed that the addition of cells to the bridge cross sections improves not only the section behavior but also the optimization results. Finally, it is observed that the proposed double composite‐action design materializing slabs on the bottom flange on supports, allows eliminating the continuous longitudinal stiffeners. This method automatize the optimization process of an initial design of a composite bridge, which has traditionally been based on the technician’s own experience, allowing to reach results in a more efficient way.

Keywords: Optimization, Structures, Composite bridges, Metaheuristics, Trajectory‐based algorithms.

 

SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2021). Neutrosophic logic applied to the multi-criteria evaluation of sustainable alternatives for earth-retaining walls. 6th International Conference on Mechanical Models in Structural Engineering, CMMoST 2021, 1-3 December, Valladolid, Spain.

ABSTRACT

The sustainable design of infrastructures is one of the key aspects for the achievement of the Sustainable Development Goals, given the recognized magnitude of both the economic and environmental impacts of the construction sector. Multi-criteria decision methodologies allow addressing the sustainable design of infrastructures, simultaneously considering the impact of a design on the different dimensions of sustainability. This article proposes the use of neutrosophic logic to solve one of the main problems associated with decision making: the subjectivity of the experts involved. Through the neutrosophic approach of the AHP multi-criteria methodology and the use of the VIKOR technique, the economic and environmental impacts associated with four earth retaining wall designs are analyzed. In the present assessment, the most sustainable response over its life cycle has been found to be the gabion wall.

Keywords: Sustainability, Retaining walls, Neutrosophic logic, AHP, Multi-criteria decision making.

 

Las resinas epoxi en la reparación del hormigón estructural

Solución de anclajes con resina epoxi. https://teoriadeconstruccion.net/blog/resinas-epoxy-solucion-de-anclajes/

Las resinas epoxi constituyen uno de los materiales de base orgánica más utilizados en la construcción. Se han empleado en pavimentos industriales desde los años 60, sobre todo en Europa. Con este nombre se hace referencia tanto a los componentes como al producto final, ya curado. Se trata de un fuerte adhesivo termoplástico resultante de la mezcla de un polímero termoestable y un agente catalizador. Pero también puede llevar otros componentes que modifiquen su comportamiento antes o después del endurecimiento como diluyentes, agentes de curado y otros aditivos. Sin embargo, la composición más simple es la resina epoxi y un endurecedor. El curado de las resinas epoxi tiene lugar a temperatura ambiente, durante el cual se forman enlaces cruzados lo que da como resultado que su peso molecular sea elevado.

Las resinas epoxi pueden usarse puras o en forma de morteros y hormigones si presentan árido fino o fino y grueso. Normalmente se utilizan en trabajos de reparación, refuerzo, sellado de juntas y protección de estructuras de hormigón que se vean atacadas por agentes químicos, físicos o biológicos. La resistencia de la resina epoxi puede ser tan alta como la del hormigón, o incluso duplicarla, con la ventaja de que no presenta fisuras y es impermeable. No obstante, la resistencia aumenta si se añaden compuestos químicos específicos.

En el ámbito de la reparación estructural, las principales aplicaciones de las resinas epoxi serían las siguientes (Pelufo, 2003): reparación de grietas en el hormigón por inyección; unión de hormigón nuevo con el existente para reparar estructuras dañadas; unión de bandas metálicas de acero en refuerzos en hormigón estructural; mortero para relleno de grietas y coqueras, parcheos; hormigón para rellenos de grandes oquedades. Sin embargo, también se pueden utilizar como protección de revestimientos de superficies

En cuanto a sus propiedades, las que destacan por su aplicabilidad a la construcción son las siguientes: retracción despreciable; adherencia a piedra, fábrica de ladrillo, hormigón y acero; resistencia a tracción de hasta 90 MPa, y a compresión entre 120 y 210 MPa; resistencia a productos químicos (excepto al ácido nítrico); comportamiento regular frente a algunos disolventes orgánicos; buen comportamiento frente a cloruros. Como problema podemos destacar su alta sensibilidad a temperaturas superiores a 80ºC, y por tanto, nula resistencia al fuego.

En el caso del uso de las resinas epoxi como material de reparación en hormigón, no hay que olvidar que su coeficiente de dilatación térmica (de 2 a 6 x 10-6 m/mºC), que puede ser muy diferente al del hormigón. Además, si la temperatura varía mucho, se puede producir un fallo de la reparación en la superficie de adherencia del hormigón base.

Tampoco se recomienda la reparación de un hormigón dañado por la corrosión de sus armaduras con un mortero u hormigón de epoxi, pues se pueden crear diferentes zonas de potencial eléctrico, formar pilas galvánicas y acelerar la corrosión en los perímetros de la reparación.

Os dejo algunos vídeos sobre la utilización de la resina epoxi en la construcción.

Os dejo a continuación, por su interés, un artículo de Fernández Cánovas donde se realiza una breve exposición de lo que son estas resinas, nada menos que del año 1964.

Pincha aquí para descargar

Referencias:

Fernández Cánovas, M. (1964). Las resinas epoxi en la construcción. Informes De La Construcción, 16(159), 101–104. https://doi.org/10.3989/ic.1964.v16.i159.4570

Fernández Cánovas; M. (1994). Patología y terapéutica del hormigón armado. 3ª edición, Servicio de Publicaciones del Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid.

Pelufo, M.J. (2003). Caracterización del comportamiento mecánico y frente a la corrosión de morteros de reparación del hormigón estructural. Tesis doctoral. Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil, Universidad Politécnica de Valencia.

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

¿Quieres incorporarte a nuestro grupo de investigación con un contrato predoctoral?

Quien quiera trabajar con nuestro grupo de investigación tiene una oportunidad de contrato predoctoral FPU. Será bienvenido. Acaba de salir: https://www.boe.es/diario_boe/txt.php?id=BOE-B-2021-46596
En este momento estamos iniciando un proyecto de investigación que se llama HYDELIFE, del cual te puedes informar en los siguientes enlaces:
Si además, quieres ver qué tipo de publicaciones hacemos en nuestro grupo, te remito al siguiente enlace:
Creemos que es una muy buena oportunidad de incorporarte a nuestro grupo de investigación. Te esperamos.

 

 

Proyecto de referencia:
  • Optimización híbrida del ciclo de vida de puentes y estructuras mixtas y modulares de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos. (HYDELIFE). [Hybrid life cycle optimization of bridges and mixed and modular structures with high social and environmental efficiency under restrictive budgets]. PID2020-117056RB-I00.

¿Hay diferencias entre Twitter y LinkedIn en cuanto al nivel cultural de sus usuarios? El ejemplo de Antoni Gaudi

Estatua de Gaudí, en El Capricho, Comillas (Cantabria). https://es.wikipedia.org/wiki/Antoni_Gaud%C3%AD

El otro día se me ocurrió una idea. Se trataba de aplicar una Tabla de Contingencia y la Prueba χ² de Pearson a las redes sociales. Se me ocurrió hacer una pregunta de cultura general relacionada con un aspecto de la vida del famoso arquitecto Antoni Gaudí. Podemos leer, por ejemplo en Wikipedia, su trágica muerte: «El 7 de junio de 1926 Gaudí se dirigía a la iglesia de San Felipe Neri, que visitaba a diario para rezar y entrevistarse con su confesor, mosén Agustí Mas i Folch; pero al pasar por la Gran Vía de las Cortes Catalanas, entre las calles Gerona y Bailén, fue atropellado por un tranvía,​ que lo dejó sin sentido.​ Siendo tomado por un mendigo, al ir indocumentado y a causa de su aspecto descuidado, con ropas gastadas y viejas, no fue socorrido de inmediato, hasta que un guardia civil paró un taxi que lo condujo al Hospital de la Santa Cruz. Al día siguiente lo reconoció el capellán de la Sagrada Familia, mosén Gil Parés, pero ya era tarde para hacer nada por él. Murió el día 10 de junio de 1926,​ a los 73 años de edad, en la plenitud de su carrera«.

Todo el que está interesado en la arquitectura normalmente ha conocido parte de la obra de este genial arquitecto, incluso ha visto documentales, leído libros o artículos que hablan de él. Su trágica muerte puede considerarse como un hecho que llama la atención, por tanto, puede ser una buena pregunta de cultura general.

El caso es que hice una pequeña encuesta en redes sociales, tanto en Twitter como en LinkedIn. Con los datos que he obtenido se pueden hacer varias reflexiones e, incluso, un análisis estadístico. Los resultados os los pongo en las figuras siguientes:

Como podéis observar, en ambas redes sociales la mayoría abrumadora ha respondido la opción correcta, que es Antoni Gaudí. Sin embargo, es curioso observar algunas cosas:

a) Para el mismo periodo de respuesta, en LinkedIn ha conseguido casi seis veces más de respuestas que en Twitter. Eso a pesar de que en Twitter tengo unos 21500 seguidores y en LinkedIn poco más de 11000. Se podría interpretar como que la red LinkedIn es más profesional y especializada que Twitter, lo cual era algo que ya sabíamos de antemano.

b) Lo curioso es que en Twitter este tuit tuvo 968 impresiones y solo 112 contestaron la encuesta (11,6%), pero en LinkedIn hubo 14482 visualizaciones y solo votaron 664 (4,6%). El resto, o no estaba interesado, o no sabía la respuesta. Por tanto, en LinkedIn hubo más impacto, pero un porcentaje menor de respuestas.

c) En LinkedIn ha sido el porcentaje de aciertos (86%) superior al de Twitter (72,4%), lo cual puede reforzar la conclusión anterior sobre la profesionalidad y especialización de estas dos redes sociales.

d) Con los datos anteriores se puede construir una Tabla de Contingencia (ver tabla siguiente). En esta tabla se puede ver que la respuesta esperada de la solución correcta en Twitter es de 106,45 aciertos, frente a los 92. En cambio, en LinkedIn la respuesta correcta esperada (556,55) es inferior a la realmente obtenida (571).

e) Por último, haciendo la Prueba χ² de Pearson, el p-valor obtenido con MINITAB es de 0,000. Como p-valor > 0,05, existen evidencias sólidas para rechazar la hipótesis nula de que las proporciones entre las poblaciones son las mismas. Es decir, diremos que las redes sociales analizadas no son homogéneas.

Es evidente que esta pequeña prueba no sirve para nada más que para lo que he comentado. Para una sola pregunta y para un solo caso, sí que se han visto diferencias significativas entre Twitter y LinkedIn. Pero no se puede generalizar. Para ello se podría proponer otro tipo de cuestionarios, con una mejor estratificación muestral y con mayor amplitud de miras. Pero eso es otra historia. Igual hasta hay posibilidad de hacer un trabajo de investigación sobre este tema.

 

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

¡Ya tenemos flamante Profesor Titular de Universidad! Enhorabuena a Julián Alcalá

Julián Alcalá (en el centro), junto con el tribunal de su concurso-oposición.

En el día de hoy, 12 de noviembre de 2021, Julián Alcalá González ha superado con éxito su oposición al Profesor Titular de Universidad, dentro del Área de Ingeniería de la Construcción. Desde este blog quiero felicitarlo públicamente, pues pocos profesores son tan merecedores como él de ostentar esta plaza. A su amplia trayectoria académica, hay que sumar su extensísima experiencia profesional, especialmente en el diseño de puentes. Además, para mí fue un verdadero honor haber codirigido su tesis doctoral, pues fue una de las primeras. Ahora ya somos dos catedráticos (Fernando González Vidosa y Víctor Yepes) y dos profesores titulares (José V. Martí y Julián Alcalá) en la Unidad Docente de Procedimientos de Construcción del Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València.

Reitero la felicitación pública y le animo a seguir trabando e investigando para que, más pronto que tarde, podamos ver en Julián a un nuevo Catedrático de Universidad.

¿Qué factores afectan en mayor medida a la resistencia a la fatiga en los aceros?

Figura 1. Curva S-N representativa. https://es.wikipedia.org/wiki/Fatiga_de_materiales

Los esfuerzos cíclicos o repetitivos sobre componentes metálicos, y en especial en el acero, provocan roturas a tensiones mucho menores que aquellas que se podían esperar al aplicar un único esfuerzo estático. Este tipo de fallos se conocen como fallos por fatiga. La historia de la fatiga en los materiales viene ligada al desarrollo de la máquina de vapor de Watt, inicio de la Revolución Industrial.

Para conocer el comportamiento de los metales a la fatiga, se somete una probeta a esfuerzos cíclicos hasta rotura y se representa dicho ensayo en una curva S–N, también llamada curva de Wöhler. En dicha curva S es la tensión y N el logaritmo del número de ciclos hasta la rotura. En estas curvas (Figura 1), en determinados metales como el acero, la curva S-N se estabiliza a partir de un valor de tensión determinado. A este límite se denomina límite de fatiga o resistencia a la fatiga y se alcanza para valores de N entre 106 y 1010 ciclos.

Muchas aleaciones férreas presentan un límite de fatiga de, aproximadamente, la mitad de su resistencia a tracción, mientras que aleaciones no férreas como las de aluminio, suele decirse que no presentan límite de fatiga y su resistencia a la fatiga es del orden de un tercio de la resistencia a tracción.

Sin embargo, lo que ahora nos interesa es conocer qué factores son los que más afectan a la resistencia a la fatiga de los metales, y en particular, de los aceros. Es evidente que la composición química del metal influye, pero hay otros factores que hay que tener muy en cuenta:

  • Concentración de tensiones: Las entallas, orificios, hendiduras o cambios bruscos en la sección transversal disminuyen fuertemente la resistencia a la fatiga. Se deben realizar diseños que eviten esta concentración de tensiones.
  • Rugosidad superficial: Un acabado liso del acabado superficial de la probeta incrementa la resistencia a la fatiga. Contrariamente, las superficies rugosas provocan concentración de tensiones.
  • Estado superficial: La mayor parte de los fallos por fatiga se originan en la superficie del metal, por lo que tratamientos de endurecimiento superficial, que endurecen la superficie, mejoran la resistencia a fatiga. En cambio, la descarbonatación, que ablanda la superficie de un acero tratado térmicamente, disminuye dicha resistencia.
  • Medio ambiente: Un ambiente corrosivo acelera la velocidad en la que se propaga la fisura por fatiga. A este fenómeno se le denomina corrosión por fatiga.

Os dejo a continuación un vídeo donde se muestra un ensayo a fatiga del acero.

En este otro vídeo se explica el ensayo a fatiga.

Os dejo a continuación una publicación de ITEA (Instituto Técnico de la Estructura en Acero) que trata del diseño para la fatiga.

Pincha aquí para descargar

Referencias:

SMITH, W.F. (2004). Ciencia e Ingeniería de Materiales. 3ª edición, McGraw Hill, 570 pp.

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

Los residuos de construcción y demolición (RCD)

Figura 1. Demolición de edificios. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Seneca_County_Courthouse_01_26.JPG

La construcción de infraestructuras y edificios, la reforma de pequeñas obras en viviendas y locales, así como la demolición de infraestructuras o edificios que ya han cubierto su ciclo de vida útil generan residuos. En España estamos hablando de unos 800 m3 por persona y año (Bustillo, 2010), volumen que, en su mayor parte, pasan a vertederos controlados o incontrolados. Estos residuos de construcción y demolición (RCD) son en su mayoría inertes, pero pueden estar mezclados con otros residuos que son peligrosos, como el amianto, los cuales deben separarse y gestionarse de acuerdo con su peligrosidad. Estos residuos constituyen un importante problema ambiental, pues no solo crecen en volumen, sino que su tratamiento y gestión presentan importantes áreas de mejora. En efecto, la contaminación de suelos y acuíferos en vertederos incontrolados, el deterioro paisajístico o su eliminación sin aprovechar su posible valorización, son impactos que deberían corregirse.

La gestión de estos residuos RCD debería realizarse atendiendo a los principios de prevención, reutilización, reciclaje y eliminación. Existe, no obstante, cierta jerarquía en estos principios, siendo preferible siempre la prevención, y si no fuera posible la reutilización o el reciclaje, se procedería a su eliminación. La prevención siempre tratará de evitar la generación de residuos o reducirlos; la reutilización trata de emplear el producto usado para el mismo fin para el que se diseñó originariamente; el reciclado transforma los residuos, dentro de un proceso de producción, para su fin inicial o para otros fines; la valorización permite el aprovechamiento de los recursos contenidos en los residuos sin comprometer la salud y sin utilizar métodos que perjudiquen al medio ambiente; por último, la eliminación se dirige al vertido de los residuos o a su destrucción total o parcial (Ferrando y Granero, 2007).

En todo caso, se trataría de separar los inertes de los productos peligrosos para aprovecharlos. Sin embargo, el problema no es tanto la peligrosidad de los RCD, sino la necesidad de infraestructuras y espacio para su gestión. Según el Plan Nacional de Residuos de Construcción y Demolición 2001-2006 (ver Figura 2), el 75% de los RCD se catalogarían de escombros, donde los ladrillos, azulejos y otros productos cerámicos suponen el 54% del total de los RCD. Si a los materiales cerámicos sumamos el hormigón, con un 12% del total del RCD, tendremos 2/3 del total. Si añadimos la piedra (5%) y la arena, grava y otros áridos (4%), tenemos la totalidad de los escombros. El 25% restante ya estaría formado por otros materiales como la madera, el vidrio, el plástico, los metales, etc. Por tanto, si se es capaz de realizar una gestión completa de los escombros, especialmente de los productos cerámicos y del hormigón, podemos tendremos la mayor parte del volumen de los RCD bajo control.

Figura 2. Composición de los RCE según el Plan Nacional de Residuos de Construcción y Demolición 2001-2006. http://www.cedexmateriales.es/catalogo-de-residuos/35/residuos-de-construccion-y-demolicion/

Lo dicho nos lleva a la necesidad de comercializar los productos reciclados, especialmente los áridos. Pero aquí tropezamos con problemas cuando, a pesar de existir especificaciones técnicas voluntarias y certificados que acreditan la calidad de los áridos reciclados, se mantiene una desconfianza de profesionales y administraciones al uso de estos productos en la construcción. Resulta evidente la necesidad de promocionar el reciclaje y uso de los RCD. Sin embargo, mientras el canon de vertido en una planta de valorización sea elevado frente al de un vertedero, por ejemplo, pueden suponer barreras para la gestión de estos residuos procedentes de la demolición y la construcción.

Os dejo algún vídeo al respecto de este tema. Espero que os sea de interés.

A continuación os dejo, por su interés, el protocolo de gestión de residuos de construcción y demolición en la UE.

Pincha aquí para descargar

Referencias:

BUSTILLO, M. (2010). Manual de RCD y áridos reciclados. Fueyo Editores. Madrid, 797 pp.

FERRANDO, M.; GRANERO, J. (2007). Gestión y minimización de residuos. FC Editorial. Madrid, 265 pp.

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

¿Se debe controlar el espesor de tongada y el número de pasadas en la compactación?

Compactador Bomag de rodillo con patas apisonadoras. https://www.interempresas.net/ObrasPublicas/Articulos/145132-Bomag-presenta-la-quinta-generacion-de-rodillos-autopropulsados.html

Suele ser habitual en este blog hacer preguntas como título al contenido de lo que se explica a continuación. La pregunta aquí expuesta tiene que ver con el control del proceso de la compactación de los suelos. En un artículo anterior ya hablamos del control de la calidad de la compactación, distinguiendo el control de recepción del control del proceso. En España el control de recepción parece que es el que prevalece para el cliente, mientras que la empresa constructora suele ocuparse del control del proceso para no incurrir en costes innecesarios. Pero esta forma de actuar no es común en todos los países, y menos con las nuevas tecnologías.

En efecto, atendiendo al control del proceso, hoy día la tecnología incorpora un control de la compactación automático que guía al conductor de la máquina a saber si ha cumplido con las especificaciones exigidas. Se trata de una compactación inteligente que evita un número de pasadas excesivo y, por tanto, aumenta el rendimiento y reduce el coste de esta unidad de obra. Por tanto, el control del proceso claramente se puede automatizar. Pero no siempre ha sido esto así.

En España, el «control de procedimiento» queda descrito en el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes (PG-3), que establece en su artículo 330 que “cuando lo indique el Proyecto o lo aconsejen las características del material o de la obra, y previa autorización del Director de las Obras, las determinaciones “in situ” de densidad, humedad, y módulo de deformación se complementarán por otras, como los ensayos de huella ejecutados según NLT 256 o el método de “Control de procedimiento” a partir de bandas de ensayo previas. En estas últimas deberán quedar definidas, para permitir su control posterior, las operaciones de ejecución, equipos de extendido y compactación, espesores de tongada, humedad del material y número de pasadas, debiendo comprobarse en esas bandas de ensayo que se cumplen las condiciones de densidad, saturación, módulo de deformación y relación de módulos que se acaban de establecer. En estas bandas o terraplenes de ensayo el número de tongadas a realizar será, al menos, de tres (3)”. Es decir, se trata de realizar un tramo de prueba donde poder determinar, para un material con unas condiciones determinadas, el espesor de tongada, la humedad del material y el número de pasadas.

Sin embargo, la determinación del espesor de capa y número de pasadas puede ser un quebradero de cabeza. En efecto, es posible que el espesor real sea muy diferente al previsto. Suele estar asociado a la elección del equipo de transporte y extensión de tierras. Esta variabilidad obliga a recalcular cada vez el número de pasadas necesario para cada capa. Evidentemente, esto complica la ejecución de la obra, y por ello, raramente se hace este cálculo. Además, la maquinaria puede realizar a la vez la extensión y la compactación, con lo que este control se vuelve poco realista.

Las recomendaciones francesas ofrecen una alternativa inteligente a este tipo de problema. Se trata de fijar un espesor máximo de tongada para cada tipo de suelo y de maquinaria empleada. Pero en vez de exigir un número de pasadas, se recurre al parámetro Q/S, donde Q es el volumen de suelo que se compacta durante un tiempo determinado y S es la superficie cubierta por el compactador para ese tiempo. El cuentakilómetros del compactador nos indica la distancia recorrida en el tiempo de referencia. Basta saber la anchura eficaz de compactación para conocer la superficie S cubierta, pues basta multiplicar dicha anchura eficaz por la distancia indicada.

El parámetro Q/S es más sencillo de medir y controlar que la determinación del número de pasadas. De hecho, Q/S tiene la ventaja de que no hay que realizar ajustes (al menos en primera aproximación), pues el esfuerzo de compactación al que corresponde una superficie S está relacionado con el volumen total Q, en vez de estar definido por tongada elemental, tal y como sucede en el caso en el que se indica el número de pasadas (Morilla, 2012).

Os dejo a continuación varios vídeos donde se explica la solución para el control automático de la compactación. Espero que os gusten.

Referencias:

MORILLA, I. (2012). Interpretación de los ensayos geotécnicos en suelos. 627 pp., Madrid.

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. ISBN: 84-7721-551-0.

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. (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. ISBN: 978-84-1396-046-3

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

Cursos:

Curso de compactación superficial y profunda de suelos en obras de ingeniería civil y edificación.

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

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