Acaban de publicarnos un artículo en la revista Advances in Civil Engineering (revista indexada en el JCR) donde se optimizan las vigas de acero híbridas para minimizar los costos de fabricación. El estudio se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.
El objetivo del artículo es optimizar las vigas de acero híbridas transversal-longitudinalmente (TLH) para minimizar los costos de fabricación, basándose en investigaciones anteriores sobre vigas híbridas transversalmente. Explora la ubicación de los puntos de transición en las vigas TLH para maximizar las ventajas de la configuración mecánica, y ofrece recomendaciones para establecer transiciones y configuraciones de acero en función de los niveles de tensión y las longitudes de los elementos.
La metodología implica definir estudios de casos, modelar estructuras híbridas transversales y longitudinalmente, formular un problema de optimización para explorar las configuraciones de TLH y establecer restricciones de diseño. El estudio utiliza técnicas de optimización para determinar el número y las posiciones óptimos de los puntos de transición a lo largo del elemento, así como las configuraciones de los materiales para los diferentes tramos de vigas TLH.
Las conclusiones más importantes de este trabajo son las siguientes:
El estudio muestra los beneficios económicos de las vigas de acero híbridas transversal-longitudinalmente (TLH) en comparación con los diseños homogéneos tradicionales y optimizados, y muestra una reducción de costos de fabricación de más del 50%.
Se ha descubierto que las configuraciones TLH son más eficaces para elementos de mayor envergadura, con recomendaciones específicas para los puntos de transición y las configuraciones de materiales en función de los niveles de tensión.
La metodología propuesta ofrece un enfoque de diseño sostenible al optimizar los elementos del TLH para mejorar los índices económicos y las consideraciones ambientales, lo que allana el camino para futuras investigaciones sobre el comportamiento estructural, el análisis conjunto y la implementación más amplia de criterios de sostenibilidad.
Abstract:
I-section girders with different types of steel in the flanges and web (fyf > fyw, respectively) are known as transverse hybrid girders. These have proven to be more economical than their homogeneous counterparts. However, the use of hybrid configurations in the longitudinal direction of the element has yet to be studied. This paper uses optimization techniques to explore the possibility of constructing transverse and longitudinally hybrid (TLH) steel girders. The optimization objective is to minimize the manufacturing cost, including seven activities besides the material cost. The geometrically double symmetric I-girder design subjected to a uniform transverse load is performed using Eurocode 3 specifications. Nine case studies are implemented, varying the element span (L) and the applied load. The results show that establishing various configurations along the length of the element is beneficial. The optimum number of transition points is six, meaning the girder will have four configurations, i.e., one central and three others symmetrically distributed toward each half of the element. The optimum position for the first transition would be at (L/2), the second at (L/2), and the third at (L/2). The optimum extreme configuration is usually homogeneous (fyf = fyw = 235 MPa). The others increase the steel quality in the plates, maintaining hybrid arrangements to reach the central one that usually remains with S700 steel for the flanges and S355 for the web. The study shows that TLH configurations are more effective for elements with larger spans. By applying the formulated design recommendations in a different case study, the manufacturing cost dropped by over 50% compared to the traditionally designed element and by more than 10% relative to the optimized element with a homogeneous configuration. The study’s limitations and encouraging results suggest future lines of research in this area.
Acaban de publicarnos un artículo en el Journal of Cleaner Production, revista indexada en el primer decil del JCR. El trabajo evalúa las alternativas de reacondicionamiento de columnas de hormigón armado en una región de alto riesgo sísmico, comparando, el recrecimiento de la sección de hormigón, el encamisado de acero y el refuerzo con fibra de carbono. El estudio destaca la importancia de tener en cuenta todas las etapas en la evaluación del ciclo de vida a la hora de rehabilitar edificios, incluidas las consideraciones de diseño, pruebas, construcción, uso y final de la vida útil. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.
Las contribuciones de este trabajo de investigación son las siguientes:
Evalúa las alternativas de reacondicionamiento de columnas de hormigón armado en una región de alto riesgo sísmico, comparando el recrecido de hormigón, el encamisado de acero y el refuerzo con fibra de carbono.
Realiza un análisis exhaustivo para evaluar los impactos económicos y ambientales mediante evaluaciones del ciclo de vida.
Presenta una jerarquía estructurada de criterios e indicadores para la evaluación de las opciones de modernización, lo que ayuda a los técnicos y a los responsables de la toma de decisiones.
El encamisado de acero se consideran la mejor opción debido a su rendimiento equilibrado en todos los criterios, mientras que los recrecidos de hormigón se consideran menos favorables debido a su elevado impacto ambiental y funcional. La rehabilitación con fibra de carbono es una alternativa viable con un menor impacto medioambiental y una mayor funcionalidad, a pesar de los importantes costes de las materias primas.
Abstract
The critical earthquakes of the last few years highlight the urgent seismic retrofitting of existing buildings due to their aging or inadequate design. This paper aims to evaluate reinforced concrete column retrofit alternatives in a region of high seismic risk. When deciding between various building retrofit options, significant economic, environmental, and functional factors must be considered. The study uses a cradle-to-grave analysis to examine the economic and environmental impacts through life cycle assessments. Specifically, the life-cycle performance of three classic alternatives for rehabilitating columns lacking adequate confinement is compared: concrete jacketing, steel jacketing, and carbon fiber incorporation. The research adopts a holistic approach using multi-criteria decision-making methods, integrating economic, environmental, and functional criteria. A set of criteria and indicators is presented in a structured hierarchy that facilitates the orderly evaluation of alternatives. The results suggest that steel jacketing is preferred, as it presents a balanced performance in most criteria. The incorporation of carbon fiber is viable due to its low environmental and functional impact, although the high production costs of the raw materials limit it. In contrast, concrete jacketing has the highest environmental and functional impacts, making it the least favorable option. The results of this study will provide relevant information for engineers and decision-makers to select the most suitable options for building retrofit when considering several simultaneous perspectives.
VILLALBA, P.; SÁNCHEZ-GARRIDO, A.; YEPES, V. (2024). Life cycle evaluation of seismic retrofit alternatives for reinforced concrete columns.Journal of Cleaner Production, 455:142290. DOI:10.1016/j.jclepro.2024.142290
Os podéis descargar gratuitamente el artículo, pues está publicado en acceso abierto.
Acaban de publicarnos un artículo en Mathematics, revista indexada en el primer decil del JCR. El trabajo trata sobre la toma de decisiones en infraestructuras viales sostenibles. Para ello se utiliza una variante personalizada de la técnica NSGA-II con operadores de reparación para una optimización multiobjetivo. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.
El documento propone un enfoque novedoso que combina la optimización multiobjetivo (MOO) con técnicas de toma de decisiones basadas en criterios múltiples (MCDM) para el diseño y la selección de estructuras modulares prefabricadas de hormigón armado (RCPMF) en infraestructuras viales, con un enfoque en la sostenibilidad. El estudio evalúa la eficacia de tres operadores de reparación a la hora de optimizar los objetivos económicos, ambientales y sociales, y utiliza algoritmos personalizados y un análisis del ciclo de vida (LCA) para una evaluación precisa. Los resultados muestran que el operador de reparaciones basado en estadísticas ofrece soluciones con un menor impacto en todas las dimensiones y demuestra una variabilidad mínima, lo que lo convierte en el más adecuado para cumplir con los requisitos de diseño del RCPMF.
Las contribuciones más importantes de este trabajo son las siguientes:
El documento presenta un enfoque novedoso que combina la optimización multiobjetivo (MOO) con técnicas de toma de decisiones basadas en criterios múltiples (MCDM) para el diseño y la selección de estructuras modulares prefabricadas de hormigón armado (RCPMF) en infraestructuras viales, con un enfoque en la sostenibilidad.
El estudio evalúa la eficacia de tres operadores de reparación (basados en estadísticas, aleatorios y de proximidad) a la hora de optimizar los objetivos económicos, ambientales y sociales.
El artículo presenta una versión personalizada del algoritmo NSGA-II (NSGA-II) de clasificación no dominada, complementada con un análisis detallado del ciclo de vida (LCA), para facilitar la evaluación precisa de las funciones objetivas.
El artículo demuestra el uso de dos técnicas de MCDM, a saber, la ponderación aditiva simple (SAW) y (FUCA), para puntuar y clasificar las soluciones MOO.
La investigación proporciona una estrategia clara y metódica para integrar el MOO y el MCDM, formando un marco coherente para la implementación práctica en contextos de ingeniería complejos.
El estudio destaca la importancia de tener en cuenta los principios de sostenibilidad desde la fase de diseño y de emplear las técnicas de MOO para encontrar soluciones equilibradas y óptimas en la ingeniería civil.
Abstract:
Integrating sustainability principles into the structural design and decision-making processes for transportation infrastructure, particularly concerning reinforced concrete precast modular frames (RCPMF), is recognized as crucial for ensuring environmentally responsible, economically feasible, and socially beneficial outcomes. In this study, this challenge is addressed, with the significance of sustainable development in modern engineering practices being underscored. A novel approach, which combines multi-objective optimization (MOO) with multi-criteria decision-making (MCDM) techniques, is proposed, tailored specifically for the design and selection of RCPMF. The effectiveness of three repair operators—statistical-based, random, and proximity based—in optimizing economic, environmental, and social objectives is evaluated. Precise evaluation of objective functions is facilitated by a customized Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II) algorithm, complemented by a detailed life cycle analysis (LCA). The utilization of simple additive weighting (SAW) and fair un choix adéquat (FUCA) methods for the scoring and ranking of the MOO solutions has revealed that notable excellence in meeting the RCPMF design requirements is exhibited by the statistical-based repair operator, which offers solutions with lower impacts across all dimensions and demonstrates minimal variability. MCDM techniques produced similar rankings, with slight score variations and a significant correlation of 0.9816, showcasing their consistent evaluation capacity despite distinct operational methodologies.
Keywords:
Multi-objective optimization; multi-criteria decision-making; modular structure; life cycle sustainability; NSGA-II; simple additive weighting; fair un choix adéquat.
Nos acaban de publicar en la revista Sustainable Cities and Society (1/68, CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY, primer decil del JCR) un artículo relacionado con la evaluación del desarrollo sostenible de la industria de la construcción regional y nacional.
El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València. Se corresponde con la colaboración internacional que mantiene nuestro grupo de investigación con la Hunan University of Science and Engineering, de China. El primer autor, Prof. Zhou, sigue perteneciendo a nuestro grupo de investigación, pues desarrolló con nosotros su tesis doctoral.
Los datos de la investigación muestran que la industria de la construcción en China alcanzará su pico más alto de emisiones, según la evaluación del ciclo de vida en 2030 y tendrá emisiones nocivas entre 2061 y 2098. La evaluación del impacto social indica que se alcanzará su punto máximo en 2048.
Las contribuciones más relevantes de esta investigación son las siguientes:
El artículo innova modelos teóricos, como la «ponderación de la sensibilidad de la respuesta estructural», a través de una investigación interdisciplinaria, que aborda las limitaciones de la precisión de la iteración multifactorial, multidiscreta, con múltiples restricciones y con un bajo acoplamiento.
La investigación proporciona un sistema integral de teoría de la investigación y estándares de referencia para el cálculo científico y la evaluación precisa del desarrollo sostenible de la industria de la construcción en varios países del mundo.
El documento presenta un modelo, el «peso de sensibilidad a la respuesta estructural (SRSW)», que determina de forma precisa e intuitiva los resultados de la evaluación del desarrollo sostenible de la industria de la construcción regional y nacional.
La investigación incluye estudios de casos para demostrar la solidez del modelo, y muestra el pico de emisiones y las emisiones nocivas más altas de la industria de la construcción en China según la evaluación del ciclo de vida más alto.
La investigación contribuye al campo de la investigación sobre sostenibilidad en la industria de la construcción, ya que proporciona información y datos para que los responsables políticos y los profesionales tomen decisiones informadas con respecto al entorno ecológico.
ABSTRACT:
Sustainability research in the construction industry is of great strategic significance to the ecological environment of countries worldwide. This paper innovates theoretical models such as “structural response sensitivity weight” through interdisciplinary research on advanced mathematics, engineering science, computer science, environmental management and economic sociology. The model solves the limitations of multi-factor, multi-discrete, multi-constraint and low coupling iteration accuracy. The article shows the robustness of the model through case studies. The research data shows that the construction industry in China will reach its highest life cycle assessment emission peak of 2.73 GT in 2030 and will have harmful emissions of -2.78 GT between 2061 and 2098. The social impact assessment will peak at 4.26 GT in 2048 and harmful emissions of −3.75 GT per year from 2061 to 2098. This research provides a comprehensive research theory system and reference standards for scientific calculation and accurate assessment of the sustainable development of the construction industry in various countries around the world.
KEYWORDS:
Gross domestic product; Life cycle cost; Life cycle assessment; Social impact assessment; Topology optimization.
La editorial ELSEVIER permite el acceso directo y gratuito a este artículo hasta el 8 de marzo de 2024. El enlace para la descarga es: https://authors.elsevier.com/c/1iRse7sfVZE2dg
Acaban de publicarnos un artículo en la revista Advances in Civil Engineering (revista indexada en el JCR) donde se revisa la literatura existente sobre el intercambio y la transferencia de conocimientos en las pequeñas y medianas empresas (PYMES) del sector de la construcción, destacando la importancia fundamental del intercambio y la transferencia de conocimientos para las pymes de este sector. El estudio se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.
El artículo proporciona un mapa conceptual que describe el desarrollo histórico del intercambio y la transferencia de conocimientos a nivel individual, grupal y organizacional en la industria de la construcción. Además, sugiere las tendencias futuras en el intercambio y la transferencia de conocimientos, haciendo hincapié en la importancia de la colaboración, el aprendizaje continuo, las capacidades tecnológicas y el desarrollo de una cultura y una estructura organizacionales adecuadas para la innovación abierta en la industria de la construcción.
Las contribuciones del trabajo se pueden resumir de la siguiente forma:
El documento sintetiza sistemáticamente la literatura existente sobre el intercambio y la transferencia de conocimientos en las pymes del sector de la construcción, y ofrece una revisión exhaustiva del tema.
Identifica el desarrollo histórico del intercambio y la transferencia de conocimientos a nivel individual, grupal y organizacional en la industria de la construcción, creando un mapa conceptual del campo.
El estudio hace hincapié en la importancia fundamental del intercambio y la transferencia de conocimientos para las pymes del sector de la construcción, destacando el papel de la innovación y la innovación abierta para facilitar una implementación exitosa.
El documento sugiere las tendencias futuras en materia de intercambio y transferencia de conocimientos, haciendo hincapié en la importancia de la colaboración, el aprendizaje continuo, las capacidades tecnológicas y el desarrollo de una cultura y una estructura organizativas adecuadas para la innovación abierta en la industria de la construcción.
Ofrece recomendaciones prácticas para mejorar la gestión del conocimiento y la capacidad de innovación en las empresas relacionadas con la construcción.
El trabajo ofrece una serie de recomendaciones prácticas para mejorar la gestión del conocimiento en las empresas relacionadas con la construcción:
Evalúe las prácticas de gestión de datos para garantizar un manejo y una utilización eficientes del conocimiento dentro de la organización.
Implemente sistemas digitales para la gestión interna a fin de agilizar los procesos de intercambio de conocimientos y mejorar la accesibilidad.
Identificar las ineficiencias en la transferencia de conocimientos dentro de las redes de colaboración y tomar las medidas necesarias para abordarlas.
Adapte los enfoques de gestión del conocimiento para que se adapten a los diferentes contextos culturales y geográficos, teniendo en cuenta los desafíos y oportunidades únicos que presentan.
Fomentar una cultura de colaboración dentro de la organización, alentando a los empleados a compartir e intercambiar conocimientos de forma activa.
Haga hincapié en el aprendizaje continuo y brinde oportunidades para que los empleados adquieran nuevos conocimientos y habilidades.
Mejorar las capacidades tecnológicas para mejorar la gestión del conocimiento y facilitar la innovación dentro de la empresa.
Desarrollar una estructura organizativa adecuada que apoye la innovación abierta y fomente el intercambio de conocimientos entre los diferentes departamentos y equipos.
ABSTRACT:
This review paper systematically synthesizes existing literature on knowledge sharing (KS) and knowledge transfer (KT) in the context of small and medium-sized enterprises (SMEs) in the construction industry, updating previous research and making predictions about emerging issues. The comprehensive literature review employs three different bibliometric techniques: (1) textual analysis of keywords and abstracts to identify relevant research areas, (2) cocitation analysis of references to analyze the evolution of KS and KT in SMEs, and (3) bibliographic linkage analysis of documents to summarize the background and results. The resulting conceptual map outlines the historical development of KS and KT at individual, group, and organizational levels in the construction industry. The study emphasizes the critical significance of KS and KT for SMEs in this industry. It highlights the role of innovation and open innovation in facilitating the successful implementation of KS and KT. The analysis also reveals the need for enhanced knowledge management in SMEs through better data management, implementation of digital systems for internal management, identification of inefficiencies in KT in collaborative networks, and adjustment of knowledge management approaches to suit different cultural and geographic contexts. Finally, the paper suggests future trends in KS and KT, emphasizing the importance of collaboration, continuous learning, technological capabilities, and developing a suitable organizational culture and structure for open innovation in the construction industry. This article offers an innovative approach to KS and KT in SMEs and practical recommendations for improving knowledge management and innovation capacity in construction-related businesses. Its systematic approach and focus on SMEs in the construction industry make it highly relevant for research and business practice.
Iván Negrín ha ganado la primera edición del Premio EMA (Excelencia y Mérito Académico) de estructuras de edificación 2023. Se trata de un premio otorgado por la Asociación de consultores de estructuras de edificación (ACIES), una convocatoria dirigida a estudiantes e investigadores con interés en el cálculo de estructuras de edificación. Tengo el honor de dirigir su tesis doctoral junto con el profesor Moacir Kripka. Iván es un estudiante de nuestro Programa de Doctorado, de nacionalidad cubana y que tiene una beca predoctoral para realizar su trabajo de investigación. El estudio se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València. ¡Enhorabuena, Iván!
Este galardón, impulsado por la Junta Directiva de ACIES, persigue los siguientes fines:
Dar a visibilidad y reconocimiento la labor de estudiantes e investigadores en el campo de la consultoría de estructuras de edificación
Promocionar el interés de las nuevas generaciones en la consultoría de estructuras de edificación
Fomentar la incorporación de estudiantes con formación e interés en el mundo laboral del gremio de la consultoría de estructuras de edificación.
Poner en valor la importancia de la consultoría de estructuras de edificación dentro de la construcción a través de las nuevas generaciones.
“Mediante la aplicación de la novedosa metodología de diseño propuesta se busca formular problemas de optimización que exploren en profundidad la posibilidad de construir estructuras mixtas o híbridas. Esto con el objetivo de obtener diseños más económicos, respetuosos con el medio ambiente, de gran impacto social, fáciles de construir y duraderos”, especifica en su trabajo Negrín.
Cada 31 de diciembre, hemos decidido que termina un año y empieza otro. Aunque podría haberse elegido una fecha más vinculada a los ciclos naturales, como un solsticio o un equinoccio, la tradición dicta que este día marca el cierre de un ciclo para dar paso a uno nuevo. Siguiendo mi costumbre, este día se convierte en una oportunidad propicia para reflexionar sobre lo acontecido a lo largo del año 2023.
El año 2023 se ha caracterizado por la «polarización» como término clave, evidenciando la persistencia de una tensión constante en las relaciones entre individuos y naciones. A pesar de que la pandemia parecía quedar en segundo plano, la congelación del conflicto en Ucrania y los impactantes eventos en Gaza, marcados por bombas y desastres humanitarios tras los ataques de Hamás, nos recuerdan la fragilidad de la estabilidad global. En España, una campaña electoral perpetua mantiene un clima de confrontación constante, convirtiendo el enfrentamiento en parte integral de la vida diaria. El precio del dinero alcanza sus niveles máximos. La Naturaleza nos pone en nuestro sitio con los terremotos en Turquía, Siria y Marruecos. Los fenómenos atmosféricos adversos asociados al cambio climático dejaron un rastro de incendios devastadores en Canadá, grandes sequías y una media de temperaturas globales de récord. En fin, como ya dije el año pasado, parece que las crisis sucesivas va a ser una constante en el corto y medio plazo. Sin embargo, entre las noticias más impactantes destaca el rápido desarrollo de la inteligencia artificial, que se hizo evidente con la popularización de Chat GPT. Lamentablemente, en este año nos han dejado destacados ingenieros como Florentino Regalado, José Calavera, Julio Martínez Calzón y Santiago Hernández, entre otros, marcando pérdidas significativas en el mundo de la ingeniería.
Pero voy a centrarme ya en el balance personal que suelo hacer llevar a cabo cada año en esta fecha. Este año, sin duda, creo que es mi «annus mirabilis«. Va a ser muy difícil mejorar los logros conseguidos en el ámbito profesional. En junio de 2023 recibí el Premio Excelencia Docente del Consejo Social de la Universidad Politécnica de Valencia, en su XXII edición. Es un premio muy especial, pues se concede a nivel personal y es un reconocimiento valorado por aquellos que nos dedicamos a la docencia. Además, solo se concede una vez, siendo un premio al que no debes presentar ninguna candidatura, por lo que fue una auténtica sorpresa. En noviembre de 2023, recibí dos de los premios más importantes en el ámbito de la investigación en nuestra universidad. Se trata del Premio a la Trayectoria Excelente en Investigación y el Premio al Impacto Excelente en Investigación, ambos otorgados por la Universitat Politècnica de València. El prestigio de estos premios lo dan los excelentes finalistas que han competido conmigo que, en mi modesta opinión, tienen méritos más que merecidos para ello. Teniendo en cuenta que la Universitat Politècnica de València cuenta con casi 3.000 investigadores, el hecho de estar premiado en dos de las categorías más relevantes, es un logro que agradezco mucho. Este reconocimiento se suma a estar entre los tres primeros investigadores españoles con mayor factor de impacto en el área de ingeniería civil. En este momento, mi índice H=41 en la Web of Science, H=40 en Scopus y H=58 en Google Academico, con 162 artículos publicados en revistas indexadas en el JCR. Además de los 24 artículos científicos que he publicado en revistas indexadas en el JCR, cifra que ha marcado un record, ya tenemos un artículo publicado del 2024 y uno más aceptado. No está mal empezar el nuevo año con dos artículos. Nunca me cansaré de elogiar a los componentes del grupo de investigación. Cada día son mejores.
Demos un pequeño repaso a lo que ha sido este 2023. En el mes de enero se defendió la tesis doctoral de D. Zhi Wu Zhou titulada “Life cycle optimization analysis of bridge sustainable development“, que dirigí junto con el profesor Julián Alcalá González. En marzo impartí una ponencia como invitado en CEVISAMA, titulada “Nuevas técnicas para reducir costos y mejorar la sostenibilidad de los elementos constructivos”. En julio asistimos al AEIPRO 2023, en Donostia-San Sebastián (Spain), en el 27th International Congress on Project Management and Engineering. En julio de 2023 se defendió la tesis doctoral de D. David Martínez Muñoz titulada “Optimal deep learning assisted design of socially and environmentally efficient steel concrete composite bridges under constrained budgets“, que dirigí junto con el profesor José V. Martí Albiñana. En octubre impartí una ponencia como invitado titulada “Técnicas innovadoras para reducir costes y mejorar la sostenibilidad en la construcción”, que tuvo lugar en Guayaquil (Ecuador), dentro del VIII Congreso Científico Internacional INPIN 2023. En septiembre se defendió el trabajo fin de máster sobre un estudio para la ubicación y diseño estructural de un aparcamiento disuasorio en altura en el área metropolitana de Valencia. Su autor fue Víctor José Yepes Bellver y los directores, Julián Alcalá González y Mª Rosa Arroyo López. También en este año, Lorena Yepes Bellver obtuvo una plaza de profesora asociada en el Departamento de Mecánica de los Medios Continuos y Teoría de las Estructuras. Un orgullo que mis dos hijos sean ingenieros de caminos. En octubre impartí en Granada la conferencia inaugural de las VI Jornadas Internacionales sobre Innovación Docente en las Titulaciones Técnicas. En noviembre impartí una Conferencia Magistral sobre diseño óptimo de estructuras dentro del XIII Coloquio de análisis, diseño y monitoreo estructural, en particular en el 13rd International Symposium on Structures, Geotechnics and Construction Materials STRUCTURES 2023. celebrada en Cuba. También participé en el Comité Científico del IALCCE2023, Eighth International Symposium on Life-Cycle Civil Engineering, que tuvo lugar en el campus del Politécnico de Milán (Italia), entre el 11 y el 15 de junio. Asimismo, puse en marcha un número especial denominado Special Issue “Machine Learning, Metaheuristics and Combinatorial Optimization Problems”. Asimismo, he vuelto a estar en otros comités científicos, como el del INRED 2023. Además, participé en la redacción de parte de la Orden Circular 4/2023 sobre procedimiento para la justificación de precios en la Dirección General de Carreteras y base de precios de apoyo. Por último, para 2024 está prevista la lectura de cuatro tesis doctorales que tengo el honor de dirigir. Ya os daré noticias al respecto.
Este año publiqué un libro que he tardado en elaborar varios años. Se trata de un texto académico denominado: Maquinaria y procedimientos de construcción: problemas resueltos. El libro ofrece una completa colección de 300 problemas resueltos, abarcando aspectos relacionados con la maquinaria, medios auxiliares y procedimientos de construcción. Estos problemas son similares a los tratados durante las clases de resolución de casos prácticos en la asignatura de Procedimientos de Construcción del Grado en Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València (España). Por tanto, el libro resulta adecuado tanto para estudiantes de grado como para cursos de máster relacionados con la ingeniería civil, la edificación y las obras públicas.
Este post es el número 187 los que he escrito este año, lo cual no está nada mal. Ya he publicado 1849 artículos en mi blog desde que inicié esta andadura un 5 de marzo de 2012, por lo que este año se ha cumplido una década de esta aventura. Sin darme cuenta, he tocado muchos temas que tienen que ver con la profesión de la ingeniería civil y a la construcción en todos sus aspectos. Además, en redes sociales cada vez tengo más presencia. Más de 32.667 seguidores en Twitter.
Por último, os dejo a continuación algunas de las referencias respecto a los artículos, congresos, libros y vídeos educativos que he realizado durante este 2023. Va a ser muy difícil mejorar este 2023, pero haremos lo posible para el 2024.
INVESTIGADOR PRINCIPAL EN PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN COMPETITIVOS:
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.
Hemos presentado en la 7th International Conference on Mechanical Models in Structural Engineering una comunicación sobre la implementación de un modelo que considere la interacción entre el suelo y la estructura (SSI) en el diseño óptimo de pórticos de hormigón armado en edificación. El trabajo propone una metodología para simular la interacción suelo-estructura en los procesos de optimización estructural, utilizando un modelo tipo Winkler que considera la deformación adicional de la superestructura durante la carga, lo que conduce a diseños sostenibles más eficientes y duraderos. El objetivo es crear un escenario más realista considerando el asentamiento del suelo y su influencia en el coeficiente de rigidez, que no se tiene en cuenta en los métodos tradicionales de soportes rígidos o articulados, lo que lleva a un diseño de superestructura ineficiente. El estudio se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.
El estudio compara los diseños optimizados de las estructuras con los soportes clásicos (métodos tradicionales) y el modelo sugerido, lo que demuestra la influencia de considerar la interacción entre el suelo y la estructura en la eficiencia del diseño de la superestructura. Los resultados muestran que el uso de soportes tradicionales conduce a diseños ineficientes, lo que pone de relieve la necesidad de modelos más realistas que tengan en cuenta esta interacción.
El documento también analiza el comportamiento de los diferentes tipos de suelo y cómo se refleja en el modelo propuesto. Considera tanto los suelos cohesivos como los granulares, destacando los asentamientos diferenciales y las tensiones adicionales que se producen en los modelos con interacción, y que no ocurren en los modelos con soportes rígidos.
Los resultados de este estudio se pueden resumir de la siguiente forma:
Los diseños optimizados de los modelos con interacción generan más emisiones que los modelos tradicionales, lo que indica que la superestructura de los modelos que consideran el SSI está más estresada. Sin embargo, esto no significa que no tener en cuenta la interacción sea más beneficioso.
Las estructuras con soportes rígidos requieren menos material en la superestructura, pues están menos estresadas, pero no reflejan los asentamientos diferenciales que existen en la práctica.
Los suelos granulares son más propensos a los asientos diferenciales, y el aumento de la curvatura resultante de los asientos diferenciales afecta más a las columnas que a las vigas.
Las diferencias más significativas entre los modelos con SSI y los modelos con soportes clásicos se observan en el estudio de caso en el que la carga axial que llega a los cimientos es mayor debido a un nivel adicional, lo que agudiza el fenómeno del asiento diferencial.
Los resultados demuestran la influencia del SSI en la eficiencia del diseño de la superestructura, y destacan la necesidad de modelos más realistas que tengan en cuenta el SSI para diseños sostenibles más eficientes y duraderos.
Abstract:
This paper proposes a methodology to simulate the soil-structure interaction (SSI) in structural optimization processes. The aim is to create a scenario more aligned with reality, which is not reflected in the traditional methods of considering perfectly rigid or articulated supports. A Winkler-type model is proposed where a hyperbolic equation that relates the pressure p with the settlement S is used to calculate the stiffness coefficient k. This coefficient simulates the interaction that causes additional deformation of the superstructure during the loading process, increasing internal forces. Several reinforced concrete frame structures with traditional rigid supports and the proposed SSI model are optimized to demonstrate the influence of this phenomenon. The results show that using traditional supports, as is commonly done, leads to inefficient superstructure design. Therefore, the proposed methodology is conducive to creating more realistic models that allow for more efficient and durable sustainable designs.
NEGRÍN, I.; KRIPKA, M.; YEPES, V. (2023). Model for considering soil-structure interaction and its implementation in the optimal design of RC frame structures. 7th International Conference on Mechanical Models in Structural Engineering, CMMoST 2023. 29 nov – 01 dec, Málaga (Spain).
Os paso a continuación un artículo que acabamos de publicar en la revista ANUARI d’Arquitectura. El trabajo analiza el impacto de la crisis económica de 2008 en el sector de la vivienda en España, que provocó un envejecimiento del parque de viviendas y dificultades para acceder a la vivienda. Destaca la necesidad de rehabilitación social de las viviendas existentes y la importancia de una vida sostenible. El artículo enfatiza el cambio hacia la rehabilitación de viviendas existentes en lugar de construir otras nuevas, lo que presenta un nuevo desafío para que la arquitectura aborde las necesidades de la sociedad.
Se pueden aportar las siguientes contribuciones del trabajo:
El trabajo destaca el impacto de la crisis económica de 2008 en el sector de la vivienda en España, que provocó un envejecimiento del parque de viviendas y dificultades para acceder a la vivienda.
Hace hincapié en la necesidad de la rehabilitación social de las viviendas existentes como respuesta a las demandas de la sociedad y en la importancia de promover una vida sostenible.
El documento analiza la demanda social de viviendas con características específicas, como los balcones y la eficiencia energética, y la importancia de adaptar los edificios a las nuevas demandas.
Explora el uso de herramientas de simulación del rendimiento de edificios (herramientas BPS) para facilitar los análisis especializados y mejorar el impacto ambiental de los edificios.
El documento también destaca los avances en los materiales y técnicas de construcción, como el uso de materiales puzolánicos y el sistema de aislamiento térmico externo (ETIS), para mejorar la utilización de los recursos, la durabilidad y la eficiencia energética.
Alinea el concepto de renovación de edificios con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) establecidos en la Agenda 2030 de las Naciones Unidas, en particular el ODS 11 (ciudades y comunidades sostenibles) y el ODS 9 (infraestructura resiliente e industrialización sostenible)
Resumen:
El año 2008 se desencadenó una crisis económica mundial que hizo temblar los cimientos de la sociedad y produjo cambios en su visión. En España, esta crisis afectó con crudeza al sector inmobiliario, dejando miles de viviendas vacías. En la actualidad, aún quedan vestigios de esta herida en la sociedad: un parque de vivienda envejecido y la dificultad de acceso a la vivienda, entre otros factores. Este contexto social, sumado a la necesidad de trabajar para conseguir una manera de habitar más sostenible, justifica una necesidad social que se está convirtiendo en una realidad. Rehabilitar vivienda en lugar de construir nueva. Un nuevo reto para la arquitectura en respuesta a la sociedad. Un nuevo reto para el que se están planteando diferentes soluciones.
Palabras clave:
BIM; rehabilitación de edificios; sostenibilidad; vivienda
Acaban de publicarnos un artículo en Structures, revista indexada en el JCR. El trabajo lleva a cabo un análisis exhaustivo de 127 artículos para identificar las tendencias predominantes y las brechas actuales en la investigación sobre edificios prefabricados de hormigón (PCB) resistentes a los terremotos. Estos edificios ofrecen ventajas como la rapidez de construcción, la mejora de la durabilidad y la reducción de la mano de obra, pero es necesario estudiar las conexiones entre los elementos prefabricados para garantizar su resistencia sísmica.
El estudio se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.
Entre otras, se pueden destacar las siguientes contribuciones del trabajo:
Reveló la correlación entre los PCB y temas como las conexiones secas, la disipación de energía, el diseño óptimo y el colapso progresivo, lo que puso de relieve la naturaleza diversa de las investigaciones actuales en este campo.
Identificaron los sistemas de marcos y pantallas de rigidización como las categorías predominantes en la investigación de los PCB, siendo el enfoque tradicional de construcción moldeada in situ la referencia para determinar su rendimiento sísmico.
Destacó la necesidad de explorar con mayor detalle sistemas estructurales innovadores y resilientes y de adoptar metodologías de vanguardia para integrar la seguridad sísmica y la sostenibilidad de los PCB.
Proporcionó una hoja de ruta para futuros proyectos de investigación e informó sobre los últimos avances y tendencias en la investigación de PCB con seguridad sísmica.
Precast concrete buildings (PCB) offer several advantages, including swift construction, exceptional quality, enhanced durability, decreased formwork requirements, and reduced labour. However, it is crucial to effectively study the connections between the various prefabricated elements that make up the structure, particularly in the face of dynamic loads and seismic actions. Extensive research has been conducted to develop seismic-resistant PCB, underscoring the necessity of exploring research approaches, identifying trends, addressing gaps, and outlining future research directions. A thorough analysis was carried out on a literature set comprising 127 articles published between 2012 and May 2023, using a three-step research process that included bibliometric search, quantitative analysis, and qualitative analysis. The primary objective was to identify prevailing research trends and pinpoint current gaps that would contribute to the advancement of future research. The scientific mapping of authors’ keywords revealed the correlation between PCB and topics such as dry connections, energy dissipation, optimal design, and progressive collapse, highlighting the diverse nature of current research in the field. Furthermore, the qualitative literature analysis demonstrated that frame and shear wall systems emerged as the predominant categories. This dominance can be attributed to the seismic performance reference being the traditional cast-in-place building approach. Nonetheless, this study brings attention to several notable research gaps. These gaps include exploring innovative, resilient structural systems in greater detail and adopting state-of-the-art methodologies that facilitate decision-making processes in integrating PCB seismic safety and sustainability. This study provides a roadmap for future research projects and reports on the latest developments and trends in seismically safe PCB research.
Keywords:
Precast concrete; Prefabricated building; Connections; Seismic design; Construction industry; Modern methods of construction; State of the art
Acaban de publicarnos un artículo en la revista Advances in Civil Engineering (revista indexada en el JCR) donde se optimizan las vigas de acero híbridas para minimizar los costos de fabricación. El estudio se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.
