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El accidente durante la construcción del tercer depósito del Canal de Isabel II

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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
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
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.

Podéis consultar en versión online el libro El hundimiento del tercer depósito del Canal de Isabel II en 1905 en la biblioteca digital de la Fundación J. Turriano:  http://juaneloturriano.oaistore.es/opac/ficha.php?informatico=00000243MO&idpag=1556896482&codopac=OPJUA

Caracterización estadística y prueba de normalidad en muestras de hormigón


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:

  1. Calcular la media aritmética muestral, la desviación típica muestral, la varianza muestral , el coeficiente de variación muestral, la mediana y la moda
  2. Determinar el intervalo de confianza para la media muestral y para la desviación típica muestral para un nivel de confianza del 95%.
  3. Determinar las medidas de forma –coeficientes de asimetría y curtosis-.
  4. Determinar el recorrido o rango de la muestra. También el recorrido relativo de la muestra.
  5. Representar el histograma con un número de barras que sea la raíz cuadrada del número de datos
  6. Calcular la desviación media respecto al valor mínimo.
  7. Determinar el primer, segundo y tercer cuartil, así como el rango intercuartílico.
  8. Determinar el cuantil del 5%, del 50% y del 95%.
  9. Dibujar el diagrama de caja y bigotes y determinar los valores atípicos potenciales.
  10. 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.

El almacenamiento de los componentes del hormigón

http://www.tusa.es/plantas_de_hormigon.html
http://www.tusa.es/plantas_de_hormigon.html

La finalidad del almacenamiento es conservar las propiedades de los constituyentes del hormigón, facilitar su extracción para la producción del hormigón, 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 el suelo. 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 por cintas transportadoras o elevador de cangilones.

Los cementos y adiciones se almacenan siempre en silos. Los aditivos se almacenan en cisterna, y el agua se almacena en cisterna, depósito o se suministra directamente de la red.

A lo largo del almacenamiento, diversas perturbaciones en el estado de los constituyentes pueden provocar efectos perjudiciales a 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 influenciará la dosificación en agua.

http://graveravaldefuentes.es/
http://graveravaldefuentes.es/

Una buena medición de la humedad en las arenas necesita una calibración previa de la sonda y repetitiva a intervalos de tiempo regulares. La calibración consiste en relacionar las señales eléctricas a la humedad de las arenas, generalmente mediante 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 es difícil de realizar (Lê 2007), además de aumentar considerablemente los tiempos de fabricación y perjudicar la productividad.

Os dejo un vídeo donde se muestra en una animación 3D las instrucciones del 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 Tesis doct. Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, Nantes.

¿Hacia dónde van los prefabricados de hormigón?

prefabricado-hormigonOs presento a continuación un vídeo de 1 hora de duración 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.

 

 

 

 

Historia de la prefabricación del hormigón

Alejandro López Vidal y David Fernández Ordoñez acaban de publicar una reseña de gran interés sobre la construcción con prefabricados de hormigón (http://www.andece.org/IMAGES/BIBLIOTECA/historia_prefabricados_noticreto.pdf). Este artículo se ha publicado en la revista Noticentro, en su número 133 correspondiente a noviembre y diciembre de 2015. Espero que os sea interesante su lectura.

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Enfilado de las armaduras activas de un puente

Enfilando cables de pretensado. Youtube.

El enfilado consiste en colocar la armadura dentro de la vaina, y puede realizarse antes o después de colocar la vaina en posición. Enfilar antes suele hacerse en el taller, para elementos no muy largos, pero en el caso de un puente, suele hacerse con la vaina ya colocada. El enfilado de la armadura activa de un puente suele llevarse a cabo el día anterior al hormigonado para evitar los riesgos de un posible abollamiento o rotura de la vaina durante el hormigonado. En cualquier caso, hay que evitar tiempos prolongados entre el enfilado y la puesta en tensión de los cables.

Para realizar el enfilado, se necesita una bobina de acero pretensado y una enfiladora. Una vez montada la bobina de cordón en la devanadora, se procede al enfilado de los distintos cordones que constituyen un tendón mediante la enfiladora. La enfiladora es una máquina de tracción mecánica que empuja de forma semicontinua el torón de pretensado hacia el interior de la vaina. En cualquier caso, dispone de un elemento esférico o con punta redondeada en la parte delantera para que no se produzcan muescas o entallas en la vaina. Se debe dejar aproximadamente un metro en cada extremo del tablero para que el gato pueda realizar las operaciones de tesado. Durante esta operación, la enfiladora debe fijarse lo mejor posible para evitar desplazamientos. Además, el especialista que maneja la enfiladora debe estar perfectamente comunicado con el operario situado en el extremo contrario con el fin de indicar la parada de la máquina.

Suele ocurrir que el último torón que se debe enfilar para completar los necesarios en una vaina puede ser difícil de enfilar, especialmente si el diámetro de esta vaina es muy ajustado. Una solución consiste en soldar dos torones a uno que ya esté enfilado y tirar del extremo contrario del torón ya enfilado para introducir los otros dos que hemos soldado. Sin embargo, es preferible elegir un diámetro de vaina suficiente para evitar estos problemas. En el extremo de cada cable se coloca una pieza metálica en forma de bala que evita que se desfleje y dañe la vaina.

Una vez realizado el enfilado de todos los cables, se debe repasar el trazado en alzado de las vainas para comprobar que no se han movido durante el enfilado. Suele taparse el metro que sobresale por cada extremo para evitar la caída de mortero durante el hormigonado del tablero, lo que dificultaría el tesado de la unidad al requerirse una limpieza cuidadosa que, obviamente, se evita protegiendo con bolsas de plástico.

Es muy habitual observar cómo el acero pretensado pierde el color gris metálico si se deja la bobina a la intemperie durante unos días. Esto no supone problema alguno, ya que la capa de óxido superficial es pasivizante y no corroe la armadura. Este comentario también es válido para armaduras pasivas y vainas de pretensado. En la figura se puede ver cómo la bobina se coloca en un bastidor fijo al suelo para que no se mueva durante el traqueteo que supone el enfilado.

Os dejo un par de vídeos donde podéis ver cómo se enfilan los cables para el postesado del puente.

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Curso:

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

 

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Una aproximación cognitiva a la optimización multiobjetivo de estructuras de hormigón

BBA027Acaban de publicarnos un artículo muy novedoso sobre la aproximación cognitiva a los problemas de optimización multiobjetivo de las estructuras de hormigón. La revista es Archives of Civil and Mechanical Engineering, que es una revista de alto impacto en el campo de la ingeniería civil, indexada en el JCR en el primer cuartil. El resultado de combinar técnicas de decisión multicriterio junto con la optimización multiobjetivo supone una auténtica revolución en la forma de abordar el diseño de las estructuras. Ya no basta con aplicar la experiencia, la imaginación y las normas para proyectar una estructura. Se hace necesario abordar el problema desde el origen, considerando múltiples perspectivas y buscando soluciones que optimicen a la vez aspectos como los costes, la seguridad, la sostenibilidad, los riesgos laborales, la durabilidad, la estética y tantos otros.

El artículo plantea la metodología básica necesaria para establecer la resolución de este tipo de problemas. Sin embargo se deben potenciar los estudios que permitan valorar los aspectos más subjetivos que intervienen en la decisión de la mejor opción de las posibles. Esta línea de investigación se encuadra dentro del proyecto de investigación BRIDLIFE, del cual soy investigador principal. Además, supone un ejemplo de colaboración con otras universidades, en este caso con la Universidad de Zaragoza.

Referencia:

YEPES, V.; GARCÍA-SEGURA, T.; MORENO-JIMÉNEZ, J.M. (2015). A cognitive approach for the multi-objective optimization of RC structural problems. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 15(4):1024-1036. doi:10.1016/j.acme.2015.05.001

Abstract:

This paper proposes a cognitive approach for analyzing and reducing the Pareto optimal set for multi-objective optimization (MOO) of structural problems by means of jointly incorporating subjective and objective aspects. The approach provides improved knowledge on the decision-making process and makes it possible for the actors involved in the resolution process and its integrated systems to learn from the experience. The methodology consists of four steps: (i) the construction of the Pareto set using MOO models; (ii) the filtering of the Pareto set by compromise programming methods; (iii) the selection of the preferred solutions, utilizing the relative importance of criteria and the Analytic Hierarchy Process (AHP); (iv) the extraction of the relevant knowledge derived from the resolution process. A case study on the reinforced concrete (RC) I-beam has been included to illustrate the methodology. The compromise solutions are obtained through the objectives of economic feasibility, structural safety, and environmental sustainability criteria. The approach further identifies the patterns of behavior and critical points of the resolution process which reflect the relevant knowledge derived from the cognitive perspective. Results indicated that the solutions selected increased the number of years of service life. The procedure produced durable and ecological structures without price trade-offs.