¿Hasta qué punto los problemas de calidad en las obras se deben a deficiencias en los proyectos? En este post continuamos una serie de reflexiones relacionadas con la calidad, los proyectos y los recursos humanos. Nunca será suficiente resaltar la gran importancia de hacer buenos proyectos, y en este sentido aportamos aquí algunos datos que, con toda seguridad, se quedan cortos en relación al tema.
La siniestralidad de la construcción constituye un problema de gran importancia social y económica. Edificios con problemas estructurales, de impermeabilización o de fisuras; hundimientos de barrios enteros como consecuencia de la excavación de túneles subterráneos para el metro; líneas de ferrocarril de alta velocidad con problemas para alcanzar su velocidad comercial; presas que sufren roturas y provocan verdaderas catástrofes. Estos son algunos ejemplos que se pueden encontrar en la vida cotidiana y que suponen elevadísimos costes de todo tipo.
Varias estadísticas procedentes de diferentes países y realizadas por diversos organismos (Calavera, 1996) coinciden en señalar la elevada incidencia de los defectos producidos en la fase de proyecto y ejecución respecto a los materiales y al uso y mantenimiento de la construcción. En las Figuras 1 y 2 se recogen los resultados de un estudio estadístico de 10.000 informes de fallos del Bureau Seguritas (Francia), en 1978. Se comprueba que el coste de los errores en la fase de diseño se iguala a los de la ejecución de una construcción. Además, profundizando en la distribución de los fallos dentro de la propia etapa de proyecto, se evidencia la extraordinaria importancia de los detalles constructivos. Continue reading «Los problemas de calidad de los proyectos»→
A lo largo de estos meses hemos repasado aspectos históricos y constructivos de la ingeniería de todos los tiempos (Egipto, Mesopotamia, Grecia, por ejemplo), sin embargo aún no hemos dicho nada de Roma. Ello merece no sólo un post, sino varios (el puente de Alcántara debería contar, por méritos propios, con un post de oro). Es más, yo diría que es un atrevimiento por mi parte intentar contar en tan breve espacio lo más relevante de la ingeniería romana, puesto que, con total seguridad nos dejaremos cosas por el camino. Grandes ingenieros españoles como Fernández Casado abordaron con gran interés estos temas, y hoy día hay verdaderos especialistas en el tema, publicaciones, congresos, páginas web, etc. El propio arquitecto e ingeniero de Julio César, Marco Vitruvio nos ha legado el tratado sobre construcción más antiguo que se conserva De Architectura, en 10 libros (probablemente escrito entre los años 23 y 27 a. C.). Para resolver cómo abordar el problema de divulgar aspectos de interés sobre la ingeniería romana, lo mejor será hacer varias entregas, dejar cuestiones abiertas, dar enlaces a otras páginas web y recibir todas las sugerencias habidas y por haber de los amables lectores. Vamos allá.
La ingeniería tiene un gran desarrollo y perfección en Roma como lo demuestra la construcción de abastecimientos de agua o poblaciones con toda la infraestructura de canales y acueductos que ello conlleva, el saneamiento de las ciudades, las defensas y las vías de comunicación (calzadas y puentes) que tanta importancia tuvieron en el Imperio. Puede decirse que mientras Grecia fue Arquitectura, Roma fue Ingeniería (Fernández, 2001).
Sin embargo, los ingenieros romanos tuvieron más que ver con sus antiguos colegas de Egipto y Mesopotamia que con sus predecesores griegos. Los romanos tomaron ideas de los países conquistados para usarlas en la guerra y las obras públicas. Fueron pragmáticos, empleando esclavos y tiempo para sus obras. Las innovaciones romanas en ciencia fueron, comparativamente, más limitadas que las de los griegos; sin embargo, contaron con abundantes soldados, administradores, dirigentes y juristas de gran nivel. Los romanos fueron capaces de poner en práctica muchas de las ideas que les habían precedido y se convirtieron, con toda probabilidad, en los mejores ingenieros de la antigüedad. Quizá no fueron originales, pero aplicaron su técnica ampliamente a lo largo de todo un imperio. Los ingenieros romanos fueron superiores en la aplicación de las técnicas, entre las cuales son notables los puentes que usaron en vías y acueductos. Para juzgar la extensión de los conocimientos técnicos entre las legiones romanas basta leer en los Comentarios de César la descripción de la construcción de puentes de pilotes que tendían sus ejércitos sobre los ríos helados y los terrenos pantanosos.
Existen datos históricos que prueban el conocimiento y empleo de diversos tipos de hormigones en civilizaciones tan antiguas como la egipcia (3000 a.C.), la griega o la cartaginesa. Sin embargo, como en tantas otras ocasiones, es con los romanos cuando la utilización del hormigón en sus más variadas aplicaciones ha dado lugar a innumerables obras, muchas de las cuales -o sus vestigios- han alcanzado nuestro siglo dando fe de ello. Este material les permitía levantar estructuras laminares monolíticas de gran luz, para cúpulas y bóvedas. El hormigón romano se hacía a base de cal mezclada con arena volcánica, llamada puzolana. Se aplicaba en capas, con un material de relleno o árido, como tejas rotas, entre dos superficies de ladrillo que formaban la cara exterior e interior. Al contrario que el hormigón moderno, no iba armado y requería contrafuertes exteriores, al no poder resistir esfuerzos de tracción. Además, no era tan fluido como el actual, lo cual limitaba la complejidad de los encofrados. El hormigón romano constituía un sistema constructivo económico, rápido y eficaz. El encofrado lo construían grupos reducidos de carpinteros expertos; el hormigón se fabricaba y ponía en obra mediante grandes grupos de trabajadores no especializados.
El Puente del Diablo, en Martorell.
Pasemos ahora, brevemente, a los puentes. Una palabra tan familiar hoy día como «Pontífice» tiene su origen en la designación de los ingenieros constructores de puentes, carácter semántico que insiste en el contenido sagrado del trabajo de estos técnicos. Los romanos construyeron muchos puentes de caballete con madera, uno de los cuales se describe con detalle en la obra citada anteriormente de Julio César. Sin embargo, los puentes romanos que se mantienen en pie suelen sustentarse en uno o más arcos de piedra, como el puente de Martorell cerca de Barcelona, en España y el Ponte di Augusto en Rímini, Italia. El Pont du Gard en Nimes, Francia, tiene tres niveles de arquerías que elevan el puente a 48 m sobre el río Gard, con una longitud de 261 m; es el ejemplo mejor conservado de gran puente romano y fue construido en el siglo I a.C. La utilización de arcos de medio punto derivó más tarde en la de arcos apuntados.
Puente de Tiberio de Rímini
Ningún ingeniero hispanorromano excede en renombre al autor del puente de Alcántara. Por la importancia de su obra, de filiación incontrovertible, y por el monumento que honra su memoria, Cayo Julio Lacer ha quedado como representante arquetípico de los antiguos ingenieros españoles. La inscripción que dejó en el arco conmemorativo situado sobre la calzada es explícita acerca de sus intenciones: Pontem Perpetui Mansurum in Saecula: Dejo un puente que permanecerá por los siglos.
Pont du Gard, Francia.
Además de los notables puentes de los acueductos, visibles en Europa y Asia y de los cuales son ejemplos famosos el acueducto de Segovia, y el Pont du Gard, cerca de Nimes, con 50 m de altura y 300 de largo, son altamente notables las famosas vías imperiales como la Via Appia y la Via Flaminia, que atraviesan Italia longitudinalmente. La Vía Appia, que se inicio en 312 a.C., y fue la primera carretera importante recubierta de Europa. Al principio, la carretera medía 260 km e iba desde Roma hasta Capua, pero en 244 a.C., se alargó hasta Brindisi, siendo entonces una obra de prestigio tal, que la aristocracia flanqueó con monumentos funerarios ambos lados del camino a la salida de Capua. Además, tal era la densidad de tráfico pesado en aquella época que el propio Julio César prohibió que ningún vehículo de cuatro ruedas circulara por las calles de Roma, medida moderna a la vista de nuestros problemas actuales. En la cumbre del poder romano la red de carreteras cubría 290,000 km. desde Escocia hasta Persia.
Los ingenieros romanos mejoraron significativamente la construcción de las carreteras, tanto como herramienta al servicio del mantenimiento del poder imperial como por el hecho de que una carretera bien construida implicaba menores costes de mantenimiento a largo plazo. Esta idea de coste del ciclo de vida, tan vigente hoy día, ya era sobradamente conocida por los ingenieros romanos, pues sus carreteras podían durar cien años sin necesitar grandes reparaciones. Es apenas hasta fechas recientes que la construcción de carreteras ha vuelto a la base de “alto costo inicial – poco mantenimiento”.
Las calzadas romanas podía estar enlosadas (stratus lapidibus), afirmadas (iniecta glarea) o simplemente explanadas y sin firme (terrenae). Las sucesivas capas de firme: el statumen o cimiento de piedra gruesa, el rudus, de piedra machacada y el nucleus, de tierra. En ocasiones se disponía de la suma cresta, de grava cementada con cal, o incluso con enlosado. En este tipo de secciones se constata muchas veces una capa inicial compuesta de canto grueso, con grandes bolos en los flancos, a modo de caja y asiento de las capas superiores. Las calzadas romanas eran construidas con zahorras naturales como material básico. Cada capa tiene en torno a 15 cm, entre otras razones porque la energía de compactación que podía aplicarse en aquella época era casi nula y se reduciría al uso del agua sumado a un simple planchado con un rodillo más o menos pesado. El empleo de cal en la estabilización de suelos, terraplenes y capas de firme es también frecuente, y se debería sobre todo a la imposibilidad de dotar al material de la densidad adecuada con aporte exterior de energía de compactación. Era el factor tiempo y el agua los que realizaban la compactación. Las vías romanas estaban dotadas sistemáticamente de firme, y además adecuado tanto al tráfico rodado como al de caballerías. Incluso cuando se asentaban directamente sobre el sustrato rocoso debían de disponer de una capa mínima de rodadura compuesta por material pétreo de grano fino. Según Moreno (2001), muchos de los caminos empedrados que se imputan a los romanos no poseen las características técnicas que las vías romanas poseían, infravalorándose en numerosas ocasiones la capacidad técnica de los ingenieros romanos. Para aquellos que queráis profundizar más en la ingeniería y técnica constructiva de las vías romanas, os recomiendo la referencia de Moreno (2004) y la página: http://www.viasromanas.net/
Nos dejamos para otros artículos aspectos de la ingeniería romana relacionados con la hidráulica, las obras marítimas, las cimentaciones o los grandes edificios.
Referencias:
ADAM, J.P. (2002). La construcción romana. Materiales y técnicas. Editorial de los Oficios, 2ª edición, León.
FERNÁNDEZ, M. (2001). Ingeniería militar e ingeniería civil, dos ingeniería íntimamente vinculadas. Revista de Obras Públicas, 3.413: 47-57.
FERNÁNDEZ CASADO, C. (1983). Ingeniería hidráulica romana. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid.
MORENO, I. (2001). Características de la infraestructura viaria romana. OP ingeniería y territorio, 56: 4-13.
MORENO, I. (2004). Vías romanas. Ingeniería y técnica constructiva. Ed. Ministerio de Fomento CEDEX-CEHOPU.
YEPES, V. (2009). Breve historia de la ingeniería civil y sus procedimientos. Universidad Politécnica de Valencia.
¿Cómo se podrían optimizar, en tiempos de cálculo razonables, problemas complejos de redes de transporte, estructuras de hormigón (puentes, pórticos de edificación, túneles, etc.) y otros tipos de problemas de decisión empresarial cuando la dimensión del problema es de tal calibre que resulta imposible resolverlos con métodos matemáticos exactos? La respuesta consiste en métodos aproximados, también denominados heurísticos. Este artículo divulgativo trata de ampliar otros anteriores en los que ya hablamos de los algoritmos, de la optimización combinatoria, de los modelos matemáticos y otros temas similares. Más adelante explicaremos otros temas relacionados específicamente con aplicaciones a problemas reales. Aunque para los más curiosos, os paso en abierto una publicación donde se han optimizado con éxito algunas estructuras de hormigón como muros, pórticos o marcos de carretera: (González et al., 2008).
Desde los primeros años de la década de los 80, la investigación sobre los problemas de optimización combinatoria se centra en el diseño de estrategias generales que guíen las heurísticas. Se les ha llamado metaheurísticas. Se trata de combinar inteligentemente diversas técnicas para explorar el espacio de soluciones. Osman y Kelly (1996) nos aportan la siguiente definición: “Los procedimientos metaheurísticos son una clase de métodos aproximados diseñados para resolver problemas de optimización combinatoria difíciles, en los que los heurísticos clásicos no son ni efectivos ni eficientes. Los metaheurísticos proporcionan un marco general para crear nuevos algoritmos híbridos que combinan diferentes conceptos derivados de la inteligencia artificial, la evolución biológica y la mecánica estadística”.
Aunque existen diferencias apreciables entre los distintos métodos desarrollados hasta el momento, todos ellos tratan de conjugar en mayor o menor medida la intensificación en la búsqueda –seleccionando movimientos que mejoren la valoración de la función objetivo-, y la diversificación –aceptando aquellas otras soluciones que, aun siendo peores, permiten la evasión de los óptimos locales-.
Las metaheurísticas pueden agruparse de varias formas. Algunas clasificaciones recurren a cambios sucesivos de una solución a otra en la búsqueda del óptimo, mientras otras se sirven de los movimientos aplicados a toda una población de soluciones. El empleo, en su caso, de la memoria que guíe la exploración del espacio de posibles elecciones permite otro tipo de agrupamiento. En otras circunstancias, se emplean perturbaciones en las opciones, en la topología del espacio de soluciones o en la función objetivo. En la Figura se presenta una propuesta de clasificación de las heurísticas y metaheurísticas empleadas en la optimización combinatoria (Yepes, 2002), que comparten todas ellas la necesidad de contar con soluciones iniciales que permitan cambios para alcanzar otras mejores. Es evidente que en este momento existen muchas más técnicas de optimización, pero dicha clasificación puede ser un punto de partida para una mejor taxonomía de dichas técnicas.
Figura. Taxonomía de estrategias empleadas en la resolución aproximada de problemas de optimización combinatoria sobre la base de soluciones iniciales (Yepes, 2002)
Las metaheurísticas empleadas en la optimización combinatoria podrían clasificarse en tres grandes conjuntos. Las primeras generalizan la búsqueda secuencial por entornos de modo que, una vez se ha emprendido el proceso, se recorre una trayectoria de una solución a otra vecina hasta que este concluye. En el segundo grupo se incluyen los procedimientos que actúan sobre poblaciones de soluciones, evolucionando hacia generaciones de mayor calidad. El tercero lo constituyen las redes neuronales artificiales. Esta clasificación sería insuficiente para aquellas metaheurísticas híbridas que emplean, en mayor o menor medida, estrategias de unos grupos y otros. Esta eventualidad genera un enriquecimiento deseable de posibilidades adaptables, en su caso, a los distintos problemas de optimización combinatoria.
Referencias
GONZÁLEZ-VIDOSA-VIDOSA, F.; YEPES, V.; ALCALÁ, J.; CARRERA, M.; PEREA, C.; PAYÁ-ZAFORTEZA, I. (2008) Optimization of Reinforced Concrete Structures by Simulated Annealing. TAN, C.M. (ed): Simulated Annealing. I-Tech Education and Publishing, Vienna, pp. 307-320. (link)
YEPES, V. (2002). Optimización heurística económica aplicada a las redes de transporte del tipo VRPTW. Tesis Doctoral. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Universitat Politècnica de València. 352 pp. ISBN: 0-493-91360-2. (pdf)
En un momento como el actual, donde parece que el ingeniero de caminos, canales y puertos, es una titulación académica con horizonte borroso, no está de más seguir con algunos artículos adicionales a otros anteriores relacionados con el origen de la profesión. Todo el prestigio y el esfuerzo desarrollado por generaciones anteriores recaen en este momento en nuestras manos. Depende de nosotros acertar o errar en las decisiones que afectarán a nuestra profesión en el futuro.
Nos habíamos quedado a finales del siglo XIX. ¿Qué pasó en el siglo XX? En el año 1926 se concedió a la Escuela (la única en ese momento en Madrid) la autonomía respecto del Estado, a la que se había hecho acreedora durante su fructífera y larga vida. Hasta 1933, la Escuela se convirtió en un centro de referencia para personalidades científicas españolas y extranjeras, que acudían a impartir numerosas conferencias. La independencia económica, consecuente con la obtención de personalidad jurídica, permitió mejorar la enseñanza, modernizar los medios docentes y potenciar los trabajos de investigación. En cursos posteriores se produjeron leves modificaciones en la estructura del plan de estudios, aunque este seguía teniendo una duración de cinco años y un examen de ingreso previo. En 1953 se crea el Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos.
En 1957 desaparecieron todas las Escuelas Especiales y pasaron a formar parte de la estructura universitaria general, dependiente del Ministerio de Educación y Ciencia, con la denominación de Escuelas Técnicas. Esto dio lugar a la definición de un nuevo plan de estudios en el que se sustituyó el ingreso por un curso selectivo, seguido de un curso de iniciación y de cinco cursos adicionales. El objetivo era mejorar la enseñanza y dotar al país de un mayor número de técnicos con la sólida formación que exigía la tecnología moderna para cumplir el programa de industrialización en el que España estaba inmersa. También se pretendía una mayor dedicación y una mejora en las tareas de investigación, por lo que se establecía que la escuela ofreciera una formación complementaria que permitiera obtener el título de doctor, que hasta entonces no existía.
La Ley de Reordenación de las Enseñanzas Técnicas de 1964 estructura la enseñanza de las carreras técnicas en dos niveles: las Escuelas Técnicas Superiores de Ingeniería y las Escuelas de Ingeniería Técnica, en las que se cursan los estudios y se obtienen las titulaciones de Ingeniero o de Ayudante y Perito (posteriormente, Ingeniero Técnico), respectivamente. En lo que respecta a la titulación de Caminos, el plan de estudios resultante de esta estructura comprende cinco años, de los cuales los dos primeros son selectivos y pueden cursarse en cualquier Escuela de Ingeniería o incluso en las Facultades de Ciencias. Una vez superados, se pueden continuar los estudios en la escuela correspondiente. Sin embargo, la Escuela de Madrid pronto contará con nuevos competidores. En 1966, la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Santander; en 1968, la de Valencia, y en 1973, la de Barcelona.
En el curso 1975/76 se definió un nuevo plan de estudios que, esencialmente, distribuía las materias que se impartían en cinco años del plan de 1964 en seis. Este plan de estudios ha estado en vigor, con pequeñas modificaciones, en todas las escuelas hasta la aparición de la reforma de planes de estudio definida en el R.D. 1497/1987, de 27 de noviembre (publicado en el BOE el 14 de diciembre), modificado posteriormente por el R.D. 1267/1994, de 10 de junio (BOE del día 11) y matizado por diversas órdenes ministeriales y acuerdos del Consejo de Universidades.
Hasta hace bien poco, las enseñanzas universitarias oficiales estaban reguladas por el Real Decreto 1393/2007 (BOE del 30 de octubre) del Ministerio de Educación y Ciencia, por el que se establece la ordenación de las enseñanzas universitarias oficiales. Este Real Decreto establece los estudios en grado, máster y doctorado; haciendo, por tanto, desaparecer la actual titulación de ingeniero de caminos, canales y puertos. Sin embargo, según la postura del Consejo General de Colegio de Ingenieros de Caminos, en su reunión extraordinaria celebrada el día 20 de marzo de 2007, se recuerda que la profesión no desaparece, pues es una “profesión regulada” que reúne los requisitos establecidos en la Directiva 2005/36 de Cualificaciones Profesionales y en los Reales Decretos 1665/1991 y 1754/1998, entendida como “actividad o conjunto de actividades profesionales para cuyo acceso, ejercicio o alguna de sus modalidades de ejercicio se exija directa e indirectamente un título”. Todo parece conducir a que el acceso a la profesión requerirá de la posesión de un título de segundo ciclo, que debería denominarse “Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos”.
Quedan muchas preguntas en el aire. El panorama actual de recesión económica, la práctica paralización de la construcción en España, la proliferación de escuelas de ingeniería civil y la falta de homologación de titulaciones anteriores y posteriores a la reforma dibujan un panorama algo complejo para la titulación en este siglo XXI, al menos en España. Pero este será el tema de otro artículo.
Hemos considerado interesante presentar un curso sobre “Técnicas Constructivas de la Ingeniería Civil para Profesionales de la Edificación: Equipos de Movimiento de Tierras y Compactación” porque pensamos que la transferencia de conocimiento y experiencia del campo de la ingeniería civil a otros profesionales centrados en la edificación puede mejorar sus competencias en la construcción de obras en general.
Os paso el contenido del curso, por si os pudiera servir de interés:
¿Hasta qué punto los problemas de calidad en las obras se deben a deficiencias en los proyectos? En este post continuamos una serie de reflexiones relacionadas con la calidad, los proyectos y los recursos humanos. Nunca será suficiente resaltar la gran importancia de hacer buenos proyectos, y en este sentido aportamos aquí algunos datos que, con toda seguridad, se quedan cortos en relación al tema.
