Paola Villalba (Universidad Central del Ecuador) y Víctor Yepes (Universitat Politècnica de València)
Es muy agradable ver cómo desde la Universitat Politècnica de València se ponen en marcha iniciativas para divulgar el trabajo que realizan los que trabajamos en ella. En este caso, la iniciativa se llama “Revisado por pares”, dirigido por el periodista Luis Zurano, que presenta también con Celia Marín. Este espacio cuenta con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) del Ministerio de Ciencia e Innovación. Se trata de una serie de podcasts que realiza nuestra universidad, donde:
“Queremos conocer al personal investigador de la UPV: sus trayectorias profesionales, qué les decantó por la ciencia y la investigación, los entresijos de la carrera científica… Dale al play y conoce, de dos en dos, a un investigador y una investigadora de la UPV“.
Esta nueva entrega de Revisado por pares tiene como protagonistas a Víctor Yepes y Paola Villalba. Víctor es catedrático de la UPV e investigador del Instituto ICITECH y uno de los científicos de referencia en nuestro país de la ingeniería civil. Mientras, Paloma es doctoranda de la UPV también en el ICITECH, donde llegó procedente de la Universidad Central del Ecuador.
En este podcast, descubrimos un poco de su lado más personal, viajando a Formentera y Florencia y hablando también de los Beatles o de Fundación de Isaac Asimov, entre otras muchas cuestiones. Hablamos también de su trayectoria, de profesores y profesoras que les marcaron. Y abordamos los retos y desafíos de la ingeniería civil y las claves para dedicarse al “apasionante” mundo de la investigación.
Foto de la izquierda: Lectura de tesis doctoral del Zhou. Foto de la derecha: Lectura de tesis doctoral de David.
No es fácil obtener el Premio Extraordinario a la tesis doctoral en la Universitat Politècnica de València. De hecho, solo se han premiado tres tesis doctorales en el área de ingeniería civil. Pues bien, de esas tres premiadas, dos son de nuestro grupo de investigación. Tuve el honor de dirigir, junto con el profesor Julián Alcalá, la tesis al Dr. Zhiwu Zhou, cuyo título fue “Life Cycle Optimization Analysis of Bridge Sustainable Development”, y que se defendió el 13 de enero de 2023. Asimismo, también tuve ese mismo honor de dirigir, junto con el profesor José V. Martí, la tesis al Dr. David Martínez Muñoz, cuyo título fue “Optimal deep learning assisted design of socially and environmentally efficient steel concrete composite bridges under constrained budgets”, y que se defendió el 19 de julio de 2023.
Este premio extraordinario se suma al ya conseguido por otros de mis doctorandos como Ignacio Payá, Cristina Torres, Leonardo Sierra, Jorge Salas o Ignacio Navarro. Seguro que no serán los únicos.
Desde mi blog quiero expresar mi enhorabuena tanto a Zhou como a David por dichos premios, merecidos, sin duda. En artículos anteriores ya presenté tanto el resumen de una tesis como de la otra. Ahora os paso también algunas de las publicaciones de mayor impacto fruto de dichos trabajos de investigación. Lo mejor está por venir.
De vez en cuando se recibe una buena noticia que marca un punto de inflexión en la investigación. Es un honor para mí pertenecer al Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) y a la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos de Valencia. En este contexto, el equipo del catedrático José Miguel Adam ha logrado un hito al publicar un artículo en la revista de mayor impacto por excelencia: NATURE. No solo eso, sino que, además, es portada de dicha revista. Mi más sincera enhorabuena a José Miguel y a su equipo. Os paso la noticia completa.
Un equipo del Instituto ICITECH de la Universitat Politècnica de València (UPV) ha publicado en Nature los últimos resultados de su “radical” propuesta para conseguir edificios ultrarresistentes, que sean capaces de aguantar situaciones extremas causadas por desastres naturales –riadas, inundaciones, deslizamiento de laderas…- explosiones, su propio envejecimiento, o un mantenimiento y conservación inadecuados. Esta propuesta añade al diseño de la estructura de los edificios una última línea de defensa para evitar colapsos catastróficos.
El nuevo método se inspira en cómo los lagartos se protegen de los depredadores al liberar sus colas cuando son atacados.
Los métodos de diseño actuales se basan en mejorar la conectividad entre los componentes de la estructura. En el caso de que algún componente falle, esta conectividad permite que las cargas que soportaban los componentes que fallan se redistribuyan al resto del sistema estructural. Aunque estos métodos resultan eficaces en el caso de pequeños fallos iniciales, pueden aumentar el riesgo de colapso progresivo tras grandes fallos iniciales, conduciendo así a colapsos completos o de gran magnitud. Así sucedió, por ejemplo, en las Champlain Towers y en el derrumbe de un edificio en Peñíscola en 2021, o en la ciudad iraní de Abadan en 2022. Y esto es lo que evita la propuesta surgida del ICITECH de la UPV.
“Nuestro novedoso método de diseño proporciona una solución para superar esta alarmante limitación y conseguir edificios más resilientes, capaces de aislar el colapso a solo la parte de la estructura que ha sufrido el fallo inicial, y salvaguardar el resto del edificio. El nuevo método de diseño ha sido verificado con un ensayo sobre un edificio real. Por tanto, se trata de la primera solución contra la propagación de colapsos en edificios tras grandes fallos iniciales que ha sido probado y verificado a escala real. Con la aplicación del nuevo método de diseño se conseguirá prevenir colapsos catastróficos, protegiendo así vidas humanas y minimizando los costes materiales que supondría un colapso completo de la estructura”, destaca José M. Adam, coautor de la publicación con Nirvan Makoond, Andri Setiawan y Manuel Buitrago; todos ellos miembros del ICITECH de la UPV.
Unos “fusibles” evitan el colapso total
La clave del método ideado por el equipo de la UPV reside en usar el concepto de fusible estructural, que permite aislar las partes dañadas de un edificio con el fin de evitar la propagación de grandes fallos a toda la construcción.
“Esta nueva filosofía es parecida a la forma en que las redes eléctricas se protegen frente a sobrecargas, al conectar diferentes segmentos de la red mediante fusibles eléctricos. Con nuestros diseños, el edificio presenta continuidad estructural bajo condiciones normales de funcionamiento, pero se segmenta cuando la propagación de un fallo es inevitable, reduciendo así el alcance del colapso y evitando el derrumbe total”, apunta Nirvan Makoond.
“La implementación del método repercutirá levemente, o incluso de forma despreciable, en el coste de la estructura, ya que utiliza detalles constructivos y materiales convencionales”, señala Andri Setiawan.
En su estado de desarrollo actual, el nuevo diseño de estos investigadores se puede aplicar a prácticamente cualquier edificio de nueva construcción. “Su eficacia ha sido verificada y demostrada para edificios con estructura prefabricada de hormigón. Actualmente, trabajamos en la aplicación de la metodología a edificios ejecutados con hormigón in situ y a edificios con estructura de acero”, concluye Manuel Buitrago.
Validado en un ensayo pionero a nivel mundial
El desarrollo de este nuevo método de diseño es uno de los resultados más destacados hasta la fecha del proyecto Endure, financiado por el European Research Council – ERC (Consejo Europeo de Investigación) con una ayuda Consolidator Grant de más de 2,5 millones de euros. Fue precisamente en el marco de este proyecto donde se llevó a cabo, en junio del año pasado, un ensayo pionero a nivel mundial que permitió validar sus prestaciones. Las pruebas se hicieron con un edificio completo, a escala real, en el que un gran fallo inicial en la estructura se aisló en una parte del edificio, evitando su propagación a toda la estructura. Cabe resaltar que la investigación se lleva a cabo al 100% en la UPV, siendo los cuatro autores de la publicación investigadores también de la UPV.
Portada de Nature
Nature ha publicado el trabajo del equipo del Instituto ICITECH de la UPV en la portada de su número de hoy. Además, es la primera vez que la revista publica un artículo de investigación en el campo del diseño y construcción de edificios.
Primeros pasos gracias a un proyecto financiado por la Fundación BBVA
El germen de este proyecto surgió de una Beca Leonardo que en 2017 otorgó la Fundación BBVA a José M. Adam. Ahora, siete años más tarde, el investigador del ICITECH – UPV continua con este proyecto revolucionario, de la mano del Consejo Europeo de Investigación, que permitirá levantar edificios más seguros y salvar vidas humanas.
Endure se desarrollará hasta 2026 en el laboratorio de estructuras del ICITECH de la Universitat Politècnica de València, uno de los mayores de Europa para el ensayo de grandes elementos estructurales.
Referencia
Makoond, N., Setiawan, A., Buitrago, M. et al. Arresting failure propagation in buildings through collapse isolation. Nature 629, 592–596 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07268-5
Os dejo el vídeo y el artículo completo, pues está publicado en abierto.
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.
En mi blog personal, suelo destacar los logros personales de los miembros de nuestro grupo de investigación, compuesto por profesores e investigadores jóvenes de varios países, que tienen su sede en el ICITECH (Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón) de la Universitat Politècnica de València. Sin embargo, estos logros a menudo pasan desapercibidos debido a la falta de una vía de comunicación propia.
Desde 2006, nuestro grupo ha centrado sus investigaciones en la optimización multiobjetivo y la toma de decisiones multicriterio para garantizar la sostenibilidad económica, social y medioambiental a lo largo del ciclo de vida de puentes e infraestructuras. Hasta la fecha, hemos publicado unos 150 artículos científicos indexados en el JCR y hemos presentado numerosas comunicaciones en congresos nacionales e internacionales. Ya se han leído 15 tesis doctorales y, en este momento, se encuentran otras 10 en marcha.
No obstante, consideramos que es crucial aumentar la visibilidad de nuestro trabajo para acercarlo a la sociedad. De esta manera, esperamos que nuestra investigación pueda contribuir a la construcción de infraestructuras más sostenibles y eficientes en el futuro.
Como podréis observar, hemos diseñado un logotipo para identificar nuestro trabajo. El diseño sigue el estilo institucional de los grupos de investigación de nuestra universidad. En la parte inferior, en color rojo destacado, aparece el acrónimo de la UPV, mientras que encima figuran dos palabras que consideramos fundamentales: “CONSTRUCTION” y “OPTIMIZATION”. Las hemos escrito en inglés porque queremos comunicar nuestro trabajo a nivel internacional.
La primera de ellas transmite que nuestro objeto de investigación no se limita a las estructuras de hormigón o puentes, sino que abarcamos un amplio espectro de infraestructuras, como edificios, carreteras, ferrocarriles, puertos y presas, entre otros. Además, la palabra “optimización” resume la base y los inicios de nuestro grupo, ya que buscamos mejorar la sostenibilidad integral de las infraestructuras a lo largo de su ciclo de vida.
Sin lugar a dudas, lo más complicado para nosotros ha sido crear una silueta que capture, a modo de paraguas, el núcleo central de nuestro mensaje. Hemos creado un arco que simboliza un puente y también tiene la intención de representar una cúpula de un edificio, un tramo de carretera o una sección de una presa bóveda. En resumen, hemos buscado un diseño que sea fácil de comprender y que simbolice el trabajo que llevamos a cabo en nuestro grupo.
Pues bien, podéis encontrar toda la información que vaya generando el grupo en las siguientes redes de comunicación. Os invito a que las sigáis para estar al tanto de lo que está ocurriendo en la punta de lanza del conocimiento en este ámbito de la ingeniería de la construcción.
Me complace anunciar que he sido invitado a impartir una ponencia en CEVISAMA, titulada “Nuevas técnicas para reducir costos y mejorar la sostenibilidad de los elementos constructivos”, que tendrá lugar el jueves 2 de marzo de 2023 a las 10:00 h. Esta ponencia se llevará a cabo en el Foro Cevisama Build, en el Nivel 3 del Pabellón 1 de Feria Valencia, que acogerá a numerosos profesionales y empresas del sector de la construcción sostenible y bioconstrucción. El programa completo del evento se puede encontrar en el siguiente enlace: https://cevisama.feriavalencia.com/actividades/programa-completo/.
Durante mi intervención, repasaré los principales logros que ha alcanzado nuestro grupo de investigación en los últimos 15 años y destacaré las posibilidades que tienen las empresas para incorporar las nuevas tecnologías y reducir los costos de producción, a la vez que mejoran la sostenibilidad de sus productos, especialmente en el sector de la construcción.
Cevisama 2023 reunirá a marcas insignes del sector cerámico, el baño y la piedra natural, y contará con novedades como “Cevisama Tech”, un área exclusiva que mostrará las últimas soluciones en innovación y tecnología aplicadas a la industria cerámica.
En su última edición, celebrada en 2020, Cevisama reunió a más de 800 firmas y marcas y recibió la visita de 90.000 profesionales, de los que más de 21.000 fueron visitantes extranjeros.
Cada 31 de diciembre hemos decidido que termina un año y empieza otro. Podía haberse elegido otra fecha más razonable, como un solsticio o un equinoccio, pero hoy parece que todo acaba para volver a empezar. Siguiendo mi costumbre, es un buen día para repasar lo que ha sido el año 2022.
Parecía que habíamos superado los problemas de la pandemia del 2020 y 2021 cuando, de sopetón, nos viene la guerra de Ucrania. Un auténtico terremoto que ha puesto la economía patas arriba y cuyas consecuencias están afectando a muchísimas personas. La inflación galopante, tipos de interés al alza, el precio de la energía y los alimentos, son algunos factores a los que se une a la imparable crisis climática, haciendo presagiar un futuro con más nubes que claros. Hoy mismo, cuando estoy escribiendo estas líneas, la pandemia se ha desbordado en China. Las consecuencias son difíciles de evaluar a día de hoy. En fin, parece que las crisis sucesivas va a ser una constante en el corto y medio plazo. Encima, el ambiente de crispación política en nuestro país parece que no va a amainar teniendo elecciones a la vista el año que viene. No obstante, también tenemos buenas noticias, sobre todo en el ámbito científico y tecnológico.
Pero voy a centrarme ya en el balance personal que suelo hacer todos los años cuando llega este día. Parece que el año ha pasado muy rápido, pero son muchas las cosas que han ocurrido y que me gusta repasar para reflexionar sobre ellas. Este año he seguido con mi labor como Consejero en el Sector 4: docencia e investigación en las elecciones del Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Además, cumplí con la misión de pertenecer al Comité Asesor de la Comisión Nacional Evaluadora de la Actividad Investigadora CNEAI, en el área de “Ingeniería y Arquitectura”, donde se evalúan los sexenios de investigación.
Este post es el número 175 los que he escrito este año, lo cual no está nada mal. Ya he publicado 1662 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 28.200 seguidores en Twitter.
Demos un pequeño repaso a lo que ha sido este 2022. En el mes de febrero participé en la clausura de la 3ª Edición del Concurso de Distinciones a la Excelencia en las Prácticas de Alumnado en Ingeniería, fue una invitación recibida por INECO. En mayo impartí una conferencia invitada en el Primer Congreso CONTRUC LATAM 2022, que tuvo lugar en Colombia, cuyo tema fue “Gestión del mantenimiento de las carreteras con presupuestos restringidos“. Ese mismo mes impartí una conferencia invitada dentro de las II Jornadas de Ingeniería y Arquitectura organizadas por el Colegio de España. También participe en junio en el VIII Congreso Trienal de la Asociación Española de Ingeniería Estructural (ACHE), que tuvo lugar en Santander. Asimismo en el 26th International Congress on Project Management and Engineering AEIPRO 2022, que se desarrolló en Terrasa en julio. Presentamos en julio una comunicación en el 11th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management IABMAS 2022, que se desarrolló en Barcelona. Durante julio participé en el International Conference on High Performance and Optimum Design of Structures and Materials HPSM/OPTI/SUSI 2022. También en julio, impartí un taller en la Universidad de Alicante con motivo de una invitación recibida por su Instituto de Ciencias de la Educación. En septiembre impartí una conferencia invitada en el XXXIX Congreso Sudamericano de Ingeniería Estructural, JSAEE 2022. Participé en septiembre en el Congreso de Métodos Numéricos en Ingeniería CMN 2022, que tuvo lugar en las Palmas de Gran Canaria. En octubre, participé en el Encuentro Profesional Geololotecnia 2022, celebrando el día de Terzaghi. Bajo el auspicio del CYTED, Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo, participé en una mesa redonda en octubre sobre “Nuevos desafíos en la investigación sobre playas en Iberoamérica: conectando ciencia y gestión“.
En cuanto a reconocimientos, fue muy grata la carta remitida por el Rector de la Batumi Shota Rustaveli State University, de Georgia, a nuestro Rector José Esteban Capilla. En un correo recibido por nuestro Vicerrector de Internacionalización y Comunicación, nos remiten la carta junto con el agradecimiento de nuestra universidad.
Pero uno de los reconocimientos más valorados ha sido ser seleccionado como uno de los cinco aspirantes al Premio a la Trayectoria Excelente en Investigación de la Universitat Politècnica de València en la rama de Ingeniería. Fuí el único candidato en el ámbito de la ingeniería civil, siendo muy difícil competir contra los otros seleccionados, grandes investigadores en otras ramas de conocimiento dentro de la ingeniería. Fue un honor representar a la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos en este reto. Este reconocimiento se suma a estar entre los tres primeros investigadores españoles con mayor factor de impacto en el área de ingeniería civil.
En estos días también he tenido la oportunidad de repasar las pruebas de imprenta de una novedad editorial que verá la luz en enero del 2023. Se trata de un Manual de Referencia denominado: Gestión de costes y producción de maquinaria de construcción. Es un texto académico, revisado por pares, que ha tenido una edición muy cuidada. Ya os daré detalles.
Además de los 22 artículos científicos que he publicado en revistas indexadas en el JCR, cifra que ha marcado un record, ya tenemos dos artículos del 2023 y tres más que están aceptados. No está mal empezar el nuevo año con cinco artículos. Nunca me cansaré de elogiar a los componentes del grupo de investigación. Cada día son mejores.
Por último, os dejo a continuación algunas de las referencias respecto a los artículos, congresos, libros y vídeos educativos que he realizado durante este 2022. Espero que 2023 sea mejor que este año, aunque no las tengo todas conmigo.
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.
ZHOU, Z.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2022). Research on the optimized environment of large bridges based on multi-constraint coupling.Environmental Impact Assessment Review, 97:106914. DOI:10.1016/j.eiar.2022.106914
SALAS, J.; YEPES, V. (2022). Improved delivery of social benefits through the maintenance planning of public assets.Structure and Infrastructure Engineering, DOI:10.1080/15732479.2022.2121844
MARTÍNEZ FERNÁNDEZ, P.; VILLALBA SANCHIS, I.; INSA FRANCO, R.; YEPES, V. (2022). Slab track optimisation using metamodels to improve rail construction sustainability. Journal of Construction Engineering and Management, 148(7):04022053. DOI:10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0002288
SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2022). Multi-criteria decision-making applied to the sustainability of building structures based on Modern Methods of Construction.Journal of Cleaner Production, 330:129724. DOI:10.1016/j.jclepro.2021.129724
YEPES, V. (2022). Gestão de praias na Espanha, in BOMBANA, B.; TURRA, A.; POLETTE, M. (Eds.): Gestão de praias: do conceito à prática. Instituto de Estudos Avançados da Universidade de São Paulo, pp. 360-381, São Paulo (Brazil). ISBN 978-65-87773-36-0. DOI 10.11606/9786587773360
CONGRESOS:
FERNÁNDEZ-MORA, V.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2022). Durability damage indicator in BIM environments.Valencia International Biennial of Research in Architecture, VIBRArch, 9-11 November 2022, Valencia, Spain.
YEPES-BELLVER, L.; BRUN-IZQUIERDO, A.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2022). Sustainable optimization of post-tensioned cast-in-place concrete slab road bridges using metamodels. Congress on Numerical Methods in Engineering CMN2022, 12-14 September 2022, Las Palmas de Gran Canaria, Spain, pp. 166-185. ISBN: 978-84-123222-9-3
NAVARRO, I.J.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2022). Group Analytic Network Process for the sustainability assessment of bridges nearshore. International Conference on High Performance and Optimum Design of Structures and Materials HPSM/OPTI/SUSI 2022, 11-13 July 2022, Lisbon, Portugal, pp. 143-154. DOI:10.2495/HPSU220131. ISSN 1743-3509 (online)
MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2022). Steel-concrete composite bridge optimization through threshold accepting. 11th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management IABMAS 2022, 11-15 July 2022, Barcelona, Spain, pp. 2019-2026. DOI:10.1201/9781003322641-250 ISBN: 978-1-032-35623-5
NAVARRO, I.J.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2022). ANP-based sustainability-oriented indicator for bridges in aggressive environments. 26th International Congress on Project Management and Engineering, AEIPRO, 5-8 de julio, Terrassa (Spain).
NAVARRO, I.J.; VILLALBA, I.; YEPES, V. (2022). Development of social criteria for the social life cycle assessment of railway infrastructures. 26th International Congress on Project Management and Engineering, AEIPRO, 5-8 de julio, Terrassa (Spain).
SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; YEPES, V. (2022). Aplicación del análisis del valor MIVES a la estructura de una vivienda unifamiliar de autopromoción con criterios de sostenibilidad. VIII Congreso de la Asociación Española de Ingeniería Estructural ACHE. Santander, 2022.
MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2022). Training and use of ICT assessment in postgraduate civil engineering studies. 16th annual International Technology, Education and Development Conference (INTED 2022), 7th-8th March 2022, pp. 2177-2183, Valencia, Spain. ISBN: 978-84-09-37758-9
MARTÍNEZ-MUÑOZ, D.; MARTÍ, J.V.; YEPES, V. (2022). Assessment of structures life cycle assessment importance by civil engineering postgraduate students with a case study. 16th annual International Technology, Education and Development Conference (INTED 2022), 7th-8th March 2022, pp. 2184-2190, Valencia, Spain. ISBN: 978-84-09-37758-9
YEPES, V.; BRUN-IZQUIERDO, A.; YEPES-BELLVER, L. (2022). Analysis of civil engineering postgraduate students’ perception about contemporary issues. 16th annual International Technology, Education and Development Conference (INTED 2022), 7th-8th March 2022, pp. 579-586, Valencia, Spain. ISBN: 978-84-09-37758-9
YEPES, V.; YEPES-BELLVER, L.; BRUN-IZQUIERDO, A. (2022). Civil engineering postgraduate students’ perception on synchronous virtual versus face-to-face teaching during COVID-19. 16th annual International Technology, Education and Development Conference (INTED 2022), 7th-8th March 2022, pp. 587-595, Valencia, Spain. ISBN: 978-84-09-37758-9
Acaban de publicarnos un artículo en Applied Sciences, revista indexada en el JCR. Se trata de la optimización heurística de un depósito elevado de agua de hormigón armado bajo acciones sísmicas. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.
Este artículo trata del diseño sísmico de las columnas de 35 depósitos elevados de almacenamiento de agua de hormigón armado. Los depósitos constan de un tronco cónico superior, una columna de sección cuadrada hueca variable y una cimentación superficial sobre una capa de arena. Las cinco alturas de columna consideradas son 20, 25, 30, 35 y 40 m. Los cinco depósitos se someten a siete grados de carga sísmica caracterizados por la aceleración pico del suelo de referencia en el Eurocódigo 8. Los depósitos elevados se diseñan según las prescripciones completas del Eurocódigo 2, el Eurocódigo 8 y el Código Estructural español. Esto incluye las cargas variables por sismicidad, viento, nieve, etc., junto con la acción del peso propio y las cargas muertas. El método de diseño de optimización considerado es una variante del algoritmo del solterón, un método de aceptación de umbral adaptativo con un movimiento de vecindad basado en el operador de mutación de los algoritmos genéticos. Los resultados de las columnas muestran la alta no linealidad del problema, pues las fuerzas sísmicas horizontales dependen de la rigidez y la altura de las columnas. Las principales características de los depósitos optimizados dan una orientación para el diseño práctico de este tipo de depósitos de agua elevados de hormigón armado.
This paper deals with the seismic column design of 35 elevated RC water storage tanks. Tanks comprise a top conic trunk reservoir, a column with variable hollow square cross-sections, and a shallow foundation on a sand layer. The five-column heights considered are 20, 25, 30, 35, and 40 m. The five tanks are subjected to seven degrees of seismic loading characterized by the reference peak ground acceleration in Eurocode 8. The elevated tanks are designed against the full prescriptions of Eurocode 2, Eurocode 8, and the Spaniard Structural Code of Practice. This includes variable loads for seismicity, wind, snow, etc., together with the action of self-weight and dead loads. The optimization design method considered is a variant of the old bachelor algorithm, an adaptive threshold acceptance method with a neighborhood move based on the mutation operator from genetic algorithms. Column results show the high nonlinearity of the problem since the horizontal seismic forces depend on the rigidity and height of the columns. The main features of the optimized tanks give guidance for the practical design of this kind of elevated RC water tank.
Keywords:
Concrete structures; economic optimization; elevated water tanks; old bachelor algorithm; seismic loading; structural design
Han bastado 11 semanas de este 2022, en particular 77 días, para tener la satisfacción de ver publicado cinco artículos de gran impacto, que daría para un sexenio de investigación (en revistas del primer cuartil del JCR, siendo tres, además, del primer decil). El mérito, como siempre, no es mío, sino del maravilloso grupo de investigación que tengo a mi lado. Espero que la racha continúe. ¡No hay mejor forma de celebrar el día del padre! Os paso los resúmenes de estos artículos por si os interesan.
SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2022). Multi-criteria decision-making applied to the sustainability of building structures based on Modern Methods of Construction.Journal of Cleaner Production, 330:129724. DOI:10.1016/j.jclepro.2021.129724
Since the establishment of the Sustainable Development Goals, great concern has arisen on how to diminish the impacts that result from construction activities. In such context, Modern Methods of Construction (MMC) rise as a powerful way to reduce life cycle impacts through optimizing the consumption of materials. This paper focuses on the sustainability assessment of different modern construction techniques applied to concrete structures of single-family houses. The life cycle performance in terms of sustainability is compared between a conventional reference design, a precast design, a lightweight slab design with pressurized hollow discs, and a design based on double-wall structural elements. The sustainability is assessed through a set of 38 indicators that address not only the economic and environmental response of the designs, but also their social impacts as well. Five of the best known Multi-Criteria Decision-Making (MCDM) techniques (SAW, COPRAS, TOPSIS, VIKOR and MIVES) are applied to derive the life-cycle performance of each design into a single sustainability score. Since there is no consensus on which MCDM method works best in sustainability assessments, a Global Structural Sustainability Index (GSSI) combining and weighting the above is proposed here to aid the analysis of the results obtained. The results show that consideration of the three dimensions of sustainability leads to balanced designs whose preference need not coincide with those derived from each one-dimensional life cycle approach.
In this work, we study the potential of using kriging metamodelling to perform multi-objective structural design optimization using finite element analysis software and design standards while keeping the computational efforts low. A method is proposed, which includes sustainability and buildability objectives, and it is applied to a case study of reinforced concrete foundations for wind turbines based on data from a large Swedish wind farm project. Sensitivity analyses are conducted to investigate the influence of the penalty factor applied to unfeasible solutions and the size of the initial sample generated by Latin hypercube sampling. A multi-objective optimization is then performed to obtain the optimum designs for different weight combinations for the four objectives considered. Results show that the kriging-obtained designs from samples of 20 designs outperform the best designs in the samples of 1000 designs. The optimum designs obtained by the proposed method have a sustainability impact 8–15% lower than the designs developed by traditional methods.
MARTÍNEZ FERNÁNDEZ, P.; VILLALBA SANCHIS, I.; INSA FRANCO, R.; YEPES, V. (2022). Slab track optimisation using metamodels to improve rail construction sustainability. Journal of Construction Engineering and Management, (accepted, in press).
Railways are an efficient transport mode, but building and maintaining railways tracks has a significant environmental impact in terms of CO2 emissions and use of raw materials. This is particularly true for slab tracks, which require large quantities of concrete. They are also more expensive to build than conventional ballasted tracks, but require less maintenance and have other advantages that make them a good alternative, especially for high-speed lines. In order to contribute to a more sustainable railways, this paper aims to optimise the design of one of the most common slab track typologies: RHEDA 2000. The main objective is to reduce the amount of concrete required to build the slab without compromising its performance and durability. To do so, a Finite Elements (FEM) model of the track has been used, paired with a kriging meta-model to allow analysing multiple options of slab thickness and concrete strength in a timely manner. By means of the kriging, optimal solutions have been obtained and them validate through the FEM model to ensure that predefined mechanical and geometrical constraints are met. Starting from an initial setup with a 30 cm slab made of concrete with a characteristic strength of 40 MPa, an optimised solution has been reached, consisting on a 24 cm slab made of concrete with a strength of 45 MPa. This process may be now applied to other slab typologies to obtain more sustainable designs.
FERNÁNDEZ-MORA, V.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2022). Integration of the structural project into the BIM paradigm: a literature review.Journal of Building Engineering, (accepted, in press).
The revolution towards Industry 4.0 in the AECO Industry has taken Building Information Modelling (BIM) as one of its central points. BIM abilities for automatization, interoperability and sustainability play a key role in this change. In this paper, a literature review about BIM adoption for the structural project is presented. The aim of the presented review is to clearly establish the current state of knowledge of the implementation of the BIM methodology in the field of structural analysis. Papers related to these two topics simultaneously, BIM and structure analysis, during the last 10 years have been selected. The literature has been analysed from two different approaches. First, bibliometric analysis has been performed, studying the production on the topic. Secondly, 81 representative papers have been selected and analysed, establishing thematic areas via cluster analysis. The articles have also been classified upon several categorizations based on the structural life cycle and their aim. Finally, a SWOT analysis is performed from this data to create a complete framework that shows the state of the integration of the structural project in BIM environments and possible future developments and risks. This set of studies shows a tendency towards design tools and new buildings. While automatization and computer-aided design have been a trend in the research for several years, a research gap on the structural analysis via BIM for existing and heritage buildings has been pointed out, showing its ability to improve the analysis of existing buildings and its maintenance.
SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2022). Evaluating the sustainability of soil improvement techniques in foundation substructures.Journal of Cleaner Production, (accepted, in press).
The soil is not always suitable or competent to support a direct shallow foundation in construction. In many cases, to avoid costly deep foundations, it is indicated to replace, improve, or reinforce such soil. This paper focuses on evaluating the contribution to sustainability between different soil improvement techniques and the outcome of their application to the foundation of a single-family house as an alternative to the one built. The life-cycle performance in sustainability is compared between the baseline design (without intervention), backfilling and soil compaction, soil-cement columns, rigid inclusion of micropiles, and nailing of precast joists. To characterize sustainability, a set of 37 indicators is proposed that integrate the economic or environmental aspects of each design alternative and its social impacts. A sustainability ranking is obtained for the different alternatives based on the ELECTRE IS method for multi-criteria decision-making (MCDM). The sensitivity of the obtained results is evaluated against different MCDM methods (TOPSIS, COPRAS) and different criteria weights. The evaluation provides a cross-cutting view, comparing the ability and reliability of each technique to prioritize the ground consolidation solution that best contributes to the sustainability in the design of a building’s substructure.
Figura 1. Laboratorio de materiales del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH)
En varios artículos anteriores detallamos los antecedentes, la motivación, las hipótesis de partida, así como la trascendencia del proyecto de investigación HYDELIFE. Ahora vamos a explicar los objetivos y la metodología de este proyecto, del cual soy investigador principal: Optimización híbrida del ciclo de vida de puentes y estructuras mixtas y modulares de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos (PID2020-117056RB-I00). Los investigadores de este proyecto pertenemos al Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH).
El objetivo general perseguido se basa en afrontar el reto social que supone la creación y la conservación de las construcciones modulares y puentes mixtos en escenarios de fuertes restricciones presupuestarias, mediante la resolución de los problemas complejos planteados en el ámbito de las decisiones públicas y privadas. Para ello se precisa un salto científico capaz de integrar a los distintos actores y grupos de expertos en la toma de decisiones considerando criterios de sostenibilidad social y ambiental a lo largo de todo el ciclo de vida de las infraestructuras considerando la variabilidad inherente al mundo real. Para integrar las incertidumbres que afectan al sistema, se propone aplicar técnicas metaheurísticas híbridas basadas en fiabilidad, aplicadas no sólo al proyecto de nuevas estructuras, sino al mantenimiento de las actuales. Un estudio de sensibilidad de los escenarios presupuestarios y de las hipótesis tomadas en los inventarios del análisis del ciclo de vida proporcionará conocimiento no trivial sobre las mejores prácticas. Esta metodología será aplicable también a otro tipo de infraestructuras.
El objetivo general se desarrollará mediante los objetivos específicos mostrados en la Figura 2 y que se describen a continuación, de los cuales será responsable el investigador principal:
OE-1: Análisis de funciones de distribución específicas para el diseño óptimo basado en fiabilidad que integre aspectos ambientales, sociales y económicos que sirva para la toma de decisión multicriterio.
OE-2: Determinación de indicadores clave basados en redes bayesianas y lógica neutrosófica para garantizar una efectiva integración de la sostenibilidad ambiental y social en la licitación de proyectos mantenimiento de construcciones modulares, puentes mixtos e híbridos.
OE-3: Identificación de estrategias de mantenimiento robusto óptimo de construcciones modulares y puentes mixtos y estructuras híbridas.
OE-4: Formulación y resolución del problema de optimización multiobjetivo que contemple el ciclo completo de construcciones modulares, puentes mixtos y estructuras híbridas mediante metaheurísticas híbridas.
OE-5: Comparación del diseño robusto óptimo respecto a la optimización heurística considerando incertidumbres en los escenarios presupuestarios y en las hipótesis del análisis del ciclo de vida.
OE-6: Difusión de resultados y redacción de informes.
Figura 2.- Objetivos específicos del proyecto HYDELIFE
Metodología propuesta en relación con los objetivos y con el estado del arte
El análisis del estado del arte alumbró dos huecos en la investigación, el empleo de metaheurísticas híbridas con Deep Learning y su aplicación a construcciones modulares, puentes mixtos y estructuras híbridas. Además, el empleo de la lógica neutrosófica y las redes bayesianas abre puertas en el ámbito de la decisión multicriterio. Estas novedades se combinan en la metodología con técnicas y disciplinas ya empleadas en otros proyectos: análisis del ciclo de vida, análisis basado en fiabilidad, diseño óptimo robusto, metamodelos y técnicas de minería de datos. Por tanto, se trata de una combinación integrada cuyo objetivo es la priorización del tipo de diseño, en el caso de estructuras de nueva planta, o bien de su mantenimiento, basándose en criterios de sostenibilidad social y ambiental bajo presupuestos restrictivos, considerando la variabilidad inherente a los problemas reales.
La Figura 3 muestra el esquema metodológico propuesto para HYDELIFE, relacionando las fases con los objetivos propuestos. Se utiliza un enfoque mixto e interactivo, donde el decisor proporciona información sobre las preferencias al analista que, tras una optimización multiobjetivo basada en fiabilidad y metamodelos, aporta un conjunto de soluciones eficientes que el responsable debe evaluar antes de tomar su decisión. Por tanto, la novedad de la propuesta metodológica trifase se basa en la integración de técnicas de información a priori, donde el decisor (grupos de interés) informa de las preferencias al analista (en cuanto a tipologías, métodos constructivos, conservación, etc.), produciéndose con esta información una optimización multiobjetivo capaz de generar alternativas eficientes utilizando la variabilidad en los parámetros, variables y restricciones. La última fase pasa por un proceso de información a posteriori para que el decisor contemple aspectos no considerados en la optimización para dar la solución final completa.
Figura 3.- Esquema metodológico diseñado para HYDELIFE en relación con los objetivos
Proyecto de Investigación:
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. Financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación con fondos FEDER. Investigador Principal: Víctor Yepes.
En este momento llevamos seis meses de trabajo, pues el proyecto comenzó en septiembre del 2021. Pero ya podemos dar algunos resultados que se pueden ver en la siguiente lista de referencias.
Referencias:
MARTÍNEZ FERNÁNDEZ, P.; VILLALBA SANCHIS, I.; INSA FRANCO, R.; YEPES, V. (2022). Slab track optimisation using metamodels to improve rail construction sustainability. Journal of Construction Engineering and Management, (accepted, in press).
SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2022). Multi-criteria decision-making applied to the sustainability of building structures based on Modern Methods of Construction.Journal of Cleaner Production, 330:129724. DOI:10.1016/j.jclepro.2021.129724
SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2021). Neutrosophic multi-criteria evaluation of sustainable alternatives for the structure of single-family homes. Environmental Impact Assessment Review, 89:106572. DOI:10.1016/j.eiar.2021.106572
