Puentes mixtos: diseño, análisis de ciclo de vida, mantenimiento y toma de decisiones

Acaban de publicarnos un artículo en la revista Advances in Civil Engineering,  revista indexada en el JCR. Se trata de un artículo de revisión del estado del arte de los puentes mixtos de hormigón y acero desde los puntos de vista del diseño, análisis del ciclo de vida, mantenimiento y toma de decisiones. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación DIMALIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

Los puentes mixtos de acero y hormigón se utilizan como alternativa a los puentes de hormigón debido a su capacidad de adaptar su geometría a las limitaciones de diseño y a la posibilidad de reutilizar algunos de los materiales de la estructura. En esta revisión del estado del arte, informamos de la investigación realizada sobre el diseño, el comportamiento, la optimización, los procesos de construcción, el mantenimiento, la evaluación del impacto y las técnicas de toma de decisiones de los puentes mixtos para llegar a un enfoque de diseño completo. Además de un análisis cualitativo, se utiliza un análisis multivariante para identificar las lagunas de conocimiento relacionadas con el diseño de los puentes y para detectar las tendencias de la investigación. Un objetivo adicional es hacer visibles las lagunas en el diseño sostenible de los puentes mixtos, lo que permite centrar los futuros estudios de investigación. Los resultados de esta labor muestran cómo la investigación se ha centrado en el diseño preliminar de puentes con un enfoque principalmente económico, mientras que a nivel mundial la preocupación se dirige a la búsqueda de soluciones sostenibles. Se ha comprobado que las estrategias de evaluación del impacto del ciclo de vida y de adopción de decisiones permiten a los gestores de los puentes mejorar la adopción de decisiones, en particular al final del ciclo de vida de los puentes mixtos.

Abstract

Steel-concrete composite bridges are used as an alternative to concrete bridges because of their ability to adapt their geometry to design constraints and the possibility of reusing some of the materials in the structure. In this review, we report the research carried out on the design, behavior, optimization, construction processes, maintenance, impact assessment, and decision-making techniques of composite bridges in order to arrive at a complete design approach. In addition to a qualitative analysis, a multivariate analysis is used to identify knowledge gaps related to bridge design and to detect trends in research. An additional objective is to make visible the gaps in the sustainable design of composite steel-concrete bridges, which allows us to focus on future research studies. The results of this work show how researchers have concentrated their studies on the preliminary design of bridges with a mainly economic approach, while at a global level, concern is directed towards the search for sustainable solutions. It is found that life cycle impact assessment and decision-making strategies allow bridge managers to improve decision-making, particularly at the end of the life cycle of composite bridges.

Reference:

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

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Morfología de tableros aligerados de canto constante postesados para puentes carreteros y ferroviarios

Prueba de carga en puente de canto constante postesado

RESUMEN: En el trabajo se aborda una caracterización estadística de una muestra de 82 tableros reales tipo losa pretensada de canto constante para carreteras y ferrocarriles. El objetivo principal es encontrar fórmulas de predimensionamiento con el mínimo número de datos posible que permita mejorar el diseño previo de estas estructuras. Para ello se ha realizado un análisis exploratorio y otro multivariante de las variables geométricas determinantes, de las cuantías de materiales y del coste de los tableros. Los modelos de regresión han permitido deducir que el canto queda bien explicado por la luz y el aligeramiento exterior. El canto es la variable que mejor explica el coste por unidad de superficie de tablero en losas para carreteras (51,9%), mientras que en las de ferrocarriles sólo lo explica en un 23,4%, por lo que se necesitan más variables para su explicación. La luz principal y los voladizos bastan para el diseño previo de losas para carreteras; si además se incluye el número de vanos y la longitud total, se pueden predimensionar las losas de ferrocarril, con errores razonables en la estimación económica.

PALABRAS CLAVE: Puentes pretensados, Puentes carreteros, Puentes ferroviarios, Análisis multivariante, Predimensionamiento económico.

REFERENCIA:

YEPES, V.; ALCALÁ, J.; DÍAZ, J.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F. (2011). Morfología de tableros aligerados de canto constante postesados para puentes carreteros y ferroviarios. Ingeniería Civil, 161:61-72. [Post-stressed constant depth beam concrete road and railway bridge voided decks morphology].

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Análisis de componentes principales y su aplicación a los puentes

¿Cuántas variables nos hace falta para definir completamente un puente losa? Las variables se encuentran relacionadas unas con otras, de forma que es posible determinar variables sintéticas subyacentes (llamadas componentes principales) capaces de explicar un elevado porcentaje de la variación de dichas variables. Como veremos en el artículo que os dejo, bastan tres componentes principales para explicar el 80,8% de la varianza de los datos de las losas macizas, y cuatro para modular el 79,0% en las aligeradas.

El análisis de componentes principales pretende transformar el conjunto de datos inicial (de variables correlacionadas) en un nuevo conjunto reducido de nuevas variables independientes, llamadas componentes principales. El análisis de componentes principales es un análisis estadístico que pertenece a los denominados métodos multivariantes. Se utiliza en multitud de disciplinas para interpretar los datos. En este vídeo se realiza un ejemplo para la interpretación de datos de caracterización morfológica típicos de la conservación de recursos fitogenéticos. Autor: Fita Fernández, Ana María.

A continuación os dejo una explicación intuitiva del análisis de componentes principales del profesor José Luís Vicente Villardón, de la Universidad de Salamanca.

También os dejo un artículo científico donde utilizamos esta técnica en la caracterización de puentes losa postesados. Su referencia es:

YEPES, V.; DÍAZ, J.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; ALCALÁ, J. (2009). Caracterización estadística de tableros pretensados para carreteras. Revista de la Construcción, 8(2):95-109.

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Desarrollo y evaluación de la competencia transversal “pensamiento crítico” en el grado de ingeniería civil

Viaducto sobre el río Deba. Fuente: http://www.ideam.es/
Viaducto sobre el río Deba. Fuente: http://www.ideam.es/

Resumen: La comunicación presenta una metodología para el desarrollo y evaluación de la competencia transversal “pensamiento crítico” en el grado de ingeniería civil, en el ámbito de la asignatura “Procedimientos de Construcción II” de segundo curso. Se presenta una actividad de trabajo individual y en grupo basada en la discusión del procedimiento constructivo de un puente y de sus cimentaciones. Dicha actividad permite la evaluación de la competencia de “pensamiento crítico” basada en una rúbrica, así como la evaluación de competencias específicas de la asignatura. Se ha realizado un análisis estadístico, de correlación y de regresión lineal múltiple de las calificaciones obtenidas en la actividad y en la prueba de evaluación continua individual. Los resultados muestran como casi tres cuartas partes de los alumnos han alcanzado suficientemente la competencia. Sin embargo, también se evidencia cierta desconexión entre los resultados relativos a las competencias específicas y los relativos a la competencia transversal. Estas evidencias manifiestan que la adquisición de la competencia transversal del pensamiento crítico se ve favorecida por los trabajos de discusión en grupo. No obstante, la adquisición de competencias específicas por parte de los alumnos requiere no sólo de trabajos en grupo, sino también de trabajos individuales.

Palabras clave: competencias transversales, pensamiento crítico, ingeniería civil, grado, análisis multivariante

Referencia: YEPES, V.; MARTÍ, J.V.; GARCÍA-SEGURA, T. (2016). Desarrollo y evaluación de la competencia transversal “pensamiento crítico” en el grado de ingeniería civil. Congreso Nacional de Innovación Educativa y de Docencia en Red IN-RED 2016, Universitat Politècnica de València, 7 y 8 de julio, 14 pp.

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Contribución a la sostenibilidad de los forjados reticulares

forSe presenta una caracterización estadística de una muestra de 126 de forjados reticulares de hormigón armado empleado en edificación con objeto de establecer fórmulas de predimensionamiento económico y medioambiental de este tipo de elementos estructurales. Para ello se ha realizado un análisis exploratorio y otro multivariante de las variables geométricas determinantes, de los consumos de materiales y de los costes económicos y medioambientales. Los resultados muestran que es posible obtener beneficios medioambientales significativos sin penalizar en exceso el coste económico. Así, una reducción media del 12% en las emisiones de CO2 conlleva una disminución media del coste del orden del 5%. De forma análoga, una contracción máxima del coste del 6% comporta un descenso en torno al 11% en la emisión de estos gases.

 

Referencia:

BALLESTER, M.; VEA, F.J.; YEPES, V. (2011). Análisis multivariante para la estimación de la contribución a la sostenibilidad de los forjados reticulares. V Congreso ACHE, Barcelona, 10 pp.

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El uso de blogs en la docencia de la asignatura de Procedimientos de Construcción

YEPES, V. (2013). El uso de blogs como herramienta de enseñanza y aprendizaje en la asignatura de procedimientos de construcción. III Jornadas Internacionales de Enseñanza de la Ingeniería Estructural de ACHE, 12-13 de junio, Valencia, pp. 316-327. ISNB: 978-84-89670-77-8

RESUMEN

El uso de blogs se está convirtiendo rápidamente en algo habitual en nuestra vida diaria. Por otra parte, las tecnologías no cambian por sí solas la enseñanza y el aprendizaje, pero pueden ayudarnos a introducir nuevas metodologías y nuevos entornos para aprender. Procedimientos de Construcción es una asignatura donde un vídeo o una imagen constituyen herramientas muy importantes para entender cómo se construye una estructura o cómo trabaja una máquina. Por estas razones, se ha creado un blog que, además, sirviese de repositorio de información. Además, las redes sociales tales como Facebook, LinkedIn o Twitter se emplean para difundir su contenido y llegar de forma más directa a los estudiantes. El objetivo de esta comunicación es explicar la experiencia del autor en el uso de los blogs como herramienta de enseñanza en las clases y presentar la percepción de los estudiantes del uso de esta herramienta como aprendizaje.

PALABRAS CLAVE:  blog, redes sociales, procedimientos de construcción, innovación docente, nuevas tecnologías, análisis multivariante Continue reading “El uso de blogs en la docencia de la asignatura de Procedimientos de Construcción”