Se 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.
El vertido de la mezcla del hormigón fresco en el molde en las plantas de prefabricados debe realizarse en el menor tiempo posible, siendo los sistemas más habituales los cubilotes y las cubas aéreas. Los actuales sistemas de distribución del hormigón fresco permiten una distribución del hormigón de forma flexible y rentable a cualquier parte de la planta de prefabricados de hormigón que lo necesite. Los sistemas son muy económicos pues no necesitan de personal para manejarlos ni se requiere la capacidad de una grúa. Los sistemas no interfieren con el tránsito interno de la planta puesto que dejan el suelo libre para las operaciones de producción.
Las cubas aéreas (o vagonetas móviles) están disponibles en tamaños que van desde 1 a 3 m3. Están disponibles tanto para sistemas de raíl simple o doble, con controles totalmente automáticos o semi-automáticos. Las cubas aéreas son apropiadas tanto para tramos rectos como para curvos, pueden dominar pendientes e inclinaciones hasta un ángulo máximo de 10- 12º. La descarga de la cuba se produce por simple volteo.
Referencias:
ANDECE-STRUCTURALIA (2014). “Módulo 5 Fabricación. Curso de especialidad básica – Conocimiento de la construcción industrializada con prefabricado de hormigón o concreto. Maestría Internacional de Soluciones Constructivas con Prefabricados de Hormigón o Concreto”. http://capacitacionprefabricados.com/
Acueducto de Tempul. Enero 1927. Fuente: http://www.cehopu.cedex.es/
El acueducto del Tempul se construyó para el abastecimiento de agua de Jerez de la Frontera (Cádiz), sobre el río Guadalete. Está formado por 11 tramos de vigas rectas de hormigón armado de 20 m de luz y un tramo central de tipo “Cantilever” de 57 m. Esta obra la diseñó y construyó Eduardo Torroja en 1925 apenas dos años después de terminar la carrera, estando trabajando en la empresa Hidrocivil. La estructura original estaba constituida por 14 tramos de vigas de 30 m de luz biapoyadas en los correspondientes pilares. Dos de estos pilares se apoyaban en el cauce del río, lo que provocaba dudas acerca de su resistencia a la socavación. Por ello Torroja decidió eliminar estas dos pilas, manteniendo el resto de la estructura. Se utilizó esta solución sustituyendo las pilas del cauce por apoyos elásticos con cimentación a 8 m de profundidad debido a la mala calidad del suelo del cauce y a través de unos tirantes continuos que pasan por la cabecera de la pila, se anclan en los extremos de los tramos adyacentes. Así el vano central del acueducto está formado por un tramo central de 17 m apoyando en las ménsulas laterales con 20 m de luz. Para eliminar estos apoyos sin aumentar excesivamente la luz dispuso unos tirantes con un cordón central de acero dulce que, pasando por encima de las pilas adyacentes a los soportes eliminados, las cuales se elevaron y rediseñaron para los nuevos esfuerzos, se anclaban a uno y otro lado de las mismas, disponiendo, por tanto, de la reacción vertical eliminada.
El principal problema de esta solución era que esa reacción provenía de la componente vertical de la tracción del tirante y, salvo que la pila sobreelevada fuese muy alta, dicha reacción no podía generarse de forma pasiva sino con una gran flecha del tramo volado y, por lo tanto, con una flexión excesiva. Por ello, Torroja empleó cables de alta resistencia y los pretensó mediante un sistema de elevación con gatos hidráulicos insertados entre las propias pilas y las cabezas de las mismas, consiguiendo además introducir una compresión adicional en los tramos de tablero entre los puntos de anclaje.
Dispositivos de elevación de las cabezas de los pilares. Fuente: http://www.cehopu.cedex.es/Esquema de esfuerzos al elevar los gatos
Según cuenta Torroja, poco después de finalizar el hormigonado del tramo central apoyado en los voladizos atirantados, sobrevino una fuerte riada que comenzó a arrastrar la cimbra. Viendo peligrar la integridad de la estructura, y puesto que el hormigón ya había alcanzado una resistencia que se estimó suficiente, se procedió a accionar los gatos, levantando el cabezal de las pilas unos 25 cm, lo que bastó para elevar el extremo de los tramos colgados unos 5 cm, separando la estructura de las cimbras que fueron finalmente arrastradas por el agua.
Tercer depósito del Canal de Isabel II en Madrid: vista del muro divisorio y de la cubierta del cuarto compartimento, antes del derrumbe. Fuente: http://www.cehopu.cedex.es/hormigon/fichas/img_ficha.php?id_img=3
El hormigón armado tuvo unos inicios complicados en España debido al terrible accidente ocurrido durante la construcción del tercer depósito del Canal de Isabel II para el abastecimiento de Madrid. Se produjeron 29 víctimas mortales y 60 heridos y que, además de suponer la mayor catástrofe ocurrida en España en las construcciones realizadas con el nuevo material, estuvo a punto de hacer desaparecer a la empresa de José Eugenio Ribera. La adopción de una solución de hormigón armado para las cubiertas por parte del Consejo Superior de Obras Públicas demostraba la aceptación del material por la Administración. Iba a ser, con más de 80.000 m², la principal construcción española de hormigón armado hasta la fecha y la mayor del mundo en su género.
El enorme depósito, con unas dimensiones en planta de 360 x 216 m2, que permite almacenar 461.000 m3 de capacidad lo proyectó el propio Ribera mediante un audaz diseño de pilares muy esbeltos sobre los que apoyaban, a través de una viga un forjado abovedado, todo ello de hormigón armado. El arriesgado planteamiento estructural de Ribera, aunque ya había sido probado en obras similares, como el depósito de aguas de Gijón, levantó suspicacias desde el primer momento. El depósito estaba sometido fundamentalmente a la importante carga permanente del relleno de tierras bajo el que debía quedar enterrado, por lo que las acciones de dos arcos adyacentes se compensaban horizontalmente, haciendo trabajar a los pilares eminentemente a compresión, de ahí la pequeña sección transversal diseñada por Ribera.
Esquema de funcionamiento estructural del depósito del Canal de Isabel II
Sin embargo, durante la ejecución del relleno de las tierras se produjo un importante error que modificó las condiciones previstas de trabajo de la estructura, pues en lugar de proceder por capas de pequeño espesor extendidas en toda la superficie de la cubierta, se empezó a rellenar desde un extremo, lo que originó unos esfuerzos no previstos en los pilares.
Condiciones de carga no previstas en los pilares
Finalmente, en 1907 Ribera fue exonerado en el proceso judicial en que se vio envuelto a causa del accidente. En su defensa participaron muy activamente, entre otros, José Echegaray que, además de Ingeniero de Caminos, era muy conocido por su actividad política en la década de los 70 del XIX, y por su premio Nobel de literatura del año 1904.
Una tarea básica en cualquier trabajo científico o tecnológico que requiera el análisis de una muestra de datos es su caracterización estadística y la comprobación de la normalidad de dicha muestra. Dado un conjunto de datos, por ejemplo 20 resultados de rotura a compresión simple de una probeta normalizada de hormigón a 28 días, deberíais ser capaces de calcular lo siguiente:
Calcular la media aritmética muestral, la desviación típica muestral, la varianza muestral , el coeficiente de variación muestral, la mediana y la moda
Determinar el intervalo de confianza para la media muestral y para la desviación típica muestral para un nivel de confianza del 95%.
Determinar las medidas de forma –coeficientes de asimetría y curtosis-.
Determinar el recorrido o rango de la muestra. También el recorrido relativo de la muestra.
Representar el histograma con un número de barras que sea la raíz cuadrada del número de datos
Calcular la desviación media respecto al valor mínimo.
Determinar el primer, segundo y tercer cuartil, así como el rango intercuartílico.
Determinar el cuantil del 5%, del 50% y del 95%.
Dibujar el diagrama de caja y bigotes y determinar los valores atípicos potenciales.
Establecer con un nivel de confianza del 95% si la muestra procede de una población normal mediante la prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov.
Para ello podéis utilizar cualquier programa estadístico. Para facilitar vuestro aprendizaje, os dejo un vídeo tutorial sobre cómo extraer datos estadísticos básicos con el programa SPSS. Espero que os sea útil.
La finalidad del almacenamiento es conservar las propiedades de los constituyentes del hormigón, facilitar su extracción para su producción, así como asegurar su continuidad.
Los áridos se suelen almacenar bien en tolvas o bien en silos compartimentados en torres. Algún tipo de central almacena los áridos directamente en el suelo y, en algunos casos, se observan almacenamientos secundarios de áridos en él. La alimentación de los áridos en las tolvas se realiza bien directamente desde el camión cuando se encuentran semienterradas o bien mediante palas frontales de neumáticos a partir de almacenamientos secundarios. Las torres compartimentadas se alimentan mediante cintas transportadoras o elevadores de cangilones.
Los cementos y las adiciones se almacenan siempre en silos. Los aditivos se almacenan en cisterna, y el agua se almacena en cisterna o depósito, o se suministra directamente de la red.
Durante el almacenamiento, diversas perturbaciones en el estado de los constituyentes pueden provocar efectos perjudiciales en la calidad del hormigón fabricado. Se deben tomar ciertas precauciones para limitar sus influencias negativas (Charonnat, 1999).
El conocimiento de la humedad de los áridos, sobre todo de las arenas, es muy importante para fabricar un hormigón de calidad, con lo que es frecuente la instalación de sondas de humedad en los áridos que nos permiten un seguimiento en continuo en las bocas de descarga, de este parámetro. Este dato influirá en la dosificación en agua.
http://graveravaldefuentes.es/
Una buena medición de la humedad en las arenas requiere una calibración previa de la sonda y una calibración repetida a intervalos regulares. La calibración consiste en relacionar las señales eléctricas con la humedad de las arenas, generalmente mediante el secado de muestras de arena en laboratorio. En el contexto de una central de fabricación de hormigón preparado, esta operación de medición de la humedad mediante sondas resulta difícil de realizar (Lê 2007), lo que además aumenta considerablemente los tiempos de fabricación y perjudica la productividad.
Os dejo un vídeo con una animación 3D que muestra las instrucciones para el montaje de un silo de cemento.
Referencias:
Charonnat, Y. (1999). Fabrication du béton hydraulique. Technique de l’Ingénieur, traité Construction C2.
Lê, N. D. (2007). Amélioration du béton en production : thèse de doctorat du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, Nantes.
El profesor Nick Buenfeld, del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental del Imperial College nos explica los fundamentos básicos del hormigón como material. Podéis poner subtítulos en inglés si os resulta necesario. Espero que os gusten esta serie de vídeos explicativos.
Os presento a continuación un vídeo de 1 hora del webinar celebrado el 1 de diciembre y organizado por ANDECE y STRUCTURALIA, para, por un lado, presentar la situación actual del mercado, la creciente demanda de construcciones sostenibles y el encaje del prefabricado de hormigón como tecnología puntera y con un gran margen de crecimiento todavía. Espero que os sea de interés.
A continuación, os dejo una serie de vídeos en los que el profesor de la Universidad de Cambridge, Chris Burgoyne, nos explica los fundamentos básicos del hormigón pretensado.
Tenéis la opción de poner subtítulos en inglés. Espero que os gusten.
Se 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.
