Fire-resistance, physical, and mechanical characterization of particleboard containing Oceanic Posidonia waste

In this work, particleboards manufactured with Oceanic Posidonia waste and bonded with cement are investigated. The particleboards are made with 3/1.5/0.5 parts of cement per part of Posidonia waste. The physical properties of bulk density, swelling, surface absorption, and dimensional changes due to relative humidity as well as the mechanical properties of modulus of elasticity, bending strength, surface soundness, perpendicular tensile strength and impact resistance are studied. In terms of the above properties, the best results were obtained for particleboards with high cement content and when the waste “leaves” are treated (crushed) before board fabrication, due to internal changes to the board structure under these conditions. Based on the results of fire tests, the particleboard is non-flammable without any fire-resistant treatment.

Propiedades físicas y mecánicas de una calcarenita: la Piedra de San Julián

En este trabajo se estudian las características físico-mecánicas de la Piedra de San Julián y su comportamiento frente a procesos de calentamiento a temperaturas similares a las alcanzadas en un incendio, así como la puesta a punto y validación de métodos dinámicos no destructivos para el dictamen del estado de desgaste del material. El enfoque está orientado a los parámetros que más interesan en la utilización de la Piedra como material de construcción. Dado que esta Tesis se realiza por compendio de artículos, por razones prácticas y necesidades de publicación, el contenido de la misma está dividido en tres grandes bloques, como son: fluencia, exposición a altas temperaturas y relación entre módulos estáticos y dinámicos. Para el estudio de la fluencia o deformabilidad a largo plazo bajo carga constante se han realizado ensayos de carga estáticos de larga duración. Por otra parte, se ha efectuado un análisis del comportamiento reológico del hormigón en las distintas normativas, especialmente en el Código Modelo FIB (2010), y se ha buscado un paralelismo entre las previsiones del Código y los resultados obtenidos en los ensayos. Al mismo tiempo se han probado varios modelos reológicos que reproduzcan de forma precisa el comportamiento de la fluencia según el Código y los ensayos. Esto ha permitido ajustar una función, adaptando las especificaciones del Código modelo, que describe la deformación en el tiempo de la Piedra de San Julián. La validez teórica de esta ecuación alcanza períodos temporales similares a los existentes para los ensayos realizados con hormigón. El modelo reológico que se ha obtenido por ajuste de todo el período anterior, consta de cuatro celdas de Kelvin y predice igualmente la deformación por fluencia de la roca. La correcta evaluación de las deformaciones a largo plazo es necesaria siempre que se estudie la intervención en edificaciones históricas, bien sea variando la distribución de cargas, o simplemente realizando obras de mantenimiento de cierto calado. La influencia de la temperatura alcanzada y del proceso de enfriamiento utilizado, se ha analizado sobre 55 muestras de roca calentando a temperaturas de hasta 600 ºC y enfriando por dos métodos: al aire y mediante inmersión en agua, ambas a temperatura ambiente. Los parámetros controlados antes y después del proceso térmico han sido: porosidades abierta y total velocidad de propagación de ondas ultrasónicas, módulo de elasticidad, coeficiente de Poisson, resistencia a compresión uniaxial (UCS) y durabilidad según el ensayo de sequedad, humedad y desmoronamiento, Slake Durability Test (SDT). Como conclusiones más notables cabe destacar: la UCS disminuye en un 35% y en un 5O% según el enfriamiento se haya realizado al aire o por inmersión, mientras que el módulo de elasticidad se reduce entre un 75% y un 80%. Las conclusiones obtenidas son importantes para la determinación del daño estructural producido en un incendio, así como para evaluar la influencia del método de extinción. Por otra parte, pueden servir para estimar indirectamente la temperatura máxima alcanzada en un incendio, de cara a la determinación de los posibles efectos sobre otros elementos constructivos. Para la relación entre módulos estáticos y dinámicos se han estudiado 24 muestras con diferentes grados de deterioro. Con los datos obtenidos en los ensayos se han analizado estadísticamente quince modelos de relación con diferentes combinaciones de variables, y se ha construido la correspondiente matriz de correlación. El coeficiente de determinación más alto corresponde a una relación lineal entre ambos módulos. La determinación del módulo de elasticidad por medios no destructivos y de fácil implementación es muy útil cuando se trata de dictaminar sobre el envejecimiento de un material estructural de este tipo. El valor del módulo con respecto al de la roca intacta es un indicador de las características resistentes y grado de debilitamiento del material. Sin embargo, el módulo bajo cargas gravitatorias -estáticas- difiere en general del obtenido dinámicamente, de una manera diferente según el material que se analice. Aquí se ha obtenido una expresión, que correlaciona con un alto valor del coeficiente de determinación ambos módulos, para la roca estudiada. Los parámetros, relaciones y modelos estudiados y propuestos en esta tesis, suponen un importante avance científico de gran utilidad para la conservación y restauración del patrimonio de edificios y otras obras de carácter histórico-cultural construidas con la Piedra de San Julián. Asimismo, las conclusiones obtenidas y los medios y métodos empleados podrán ser extrapolados a otros materiales similares con las adaptaciones oportunas.

Desarrollo de aplicaciones interactivas para la docencia de estructuras en Ingeniería Civil

Las nuevas tecnologías aplicadas a la enseñanza permiten la visualización de fenómenos físicos y su relación con la base matemática utilizada en la modelización de los mismos. En este trabajo se ha utilizado el programa Mathematica para realizar una aplicación ilustrativa del oscilador con un grado de libertad en funcionamiento libre, amortiguado y forzado armónicamente. El oscilador de 1 GL forma parte del conocimiento de base en el análisis de estructuras bajo cargas dinámicas (sismos), y la comprensión de sus fundamentos teóricos, así como la influencia de los parámetros implicados, deben ser objetivo didáctico prioritario en las asignaturas relacionadas con el cálculo avanzado de estructuras. En la aplicación desarrollada se pueden variar las características intrínsecas del oscilador (rigidez, constante de amortiguación y masa) y la fuerza aplicada (amplitud y frecuencia). El resultado se visualiza en forma de gráfico animado del movimiento permanente resultante. Las ecuaciones resultantes y los parámetros característicos (frecuencia natural, coeficiente de amortiguamiento, razón de frecuencias, factor de amplificación dinámica, ángulo de desfase…) también están disponibles de una forma interactiva. Las constantes de integración que definen las condiciones iniciales, y la ventana de tiempos mostrada pueden variarse asimismo. La aplicación puede ejecutarse desde cualquier navegador.

Plataforma online como herramienta docente: El caso de Construcción de Estructuras I

La asignatura Construcción de Estructuras I es fundamental en el desarrollo de la profesión regulada del Arquitecto Técnico al ser considerado, entre otros perfiles, como un técnico especialista en la construcción de estructuras de edificios. El objetivo del trabajo es analizar y discutir el desarrollo de una nueva metodología como alternativa a la enseñanza tradicional en la asignatura de Construcción de Estructuras I ya que, en el curso 2013-2014, se ha implantado la herramienta informática Moodle para fomentar el aprendizaje combinado con ejercicios en línea que refuerzan la adquisición de competencias específicas. El uso de esta plataforma permite afianzar los conocimientos teóricos adquiridos mediante la resolución de detalles constructivos y ejercicios profesionales reales relacionados con las estructuras. Así, tras la corrección del profesor y el posterior feedback de los estudiantes, las prácticas aseguran un aprendizaje permanente del estudiante, que puede descargar todo tipo de material (detalles constructivos, ejercicios prácticos y exámenes corregidos) en cualquier momento. En conclusión, la utilización de una plataforma online ha permitido la adquisición de conocimientos/criterios constructivos de una forma continuada y ha sido valorada muy positivamente por los estudiantes gracias a un seguimiento directo, personalizado y con posibilidad de compartir documentos las 24 horas del día.

Algunas estructuras matemáticas del campus de la Universidad de Alicante

Las Matemáticas alcanzan mayor interés entre los ciudadanos a partir del contacto y la experimentación con la realidad cotidiana que nos rodea. Es justamente en ella donde es posible plantear actividades de índole matemático que permitan una comprensión más profunda del medio en el que vivimos y, al mismo tiempo, transmitir de forma más directa que las matemáticas son una herramienta imprescindible en nuestra vida diaria. El Campus de la Universidad de Alicante ha sido desde su creación un espacio relevante considerado en algunas ocasiones como uno de los mejores campus universitarios, no sólo de España sino también de Europa. A lo largo de una extensión de alrededor de un millón de metros cuadrados, encontramos motivos suficientes para tratas varios aspectos matemáticos que aparecen en muchos de sus edificios y recintos. En este trabajo mostraremos algunos elementos matemáticos que descubrimos a lo largo de un pequeño itinerario que hemos realizado dentro del campus. Así, el principal objetivo es el de ilustrar muchos conocimientos matemáticos de una forma amena y divertida. De esta manera, el contacto con la realidad llegará entonces a límites insospechados y nos hará, en definitiva, participar de ella e idear otra realidad matemática paralela.

Seguimiento de las nuevas metodologías docentes en Cálculo de Estructuras del Grado en Ingeniería Civil

Dentro de los cambios introducidos en el EEES, se incluyeron desde el curso 2011/2012 nuevas metodologías docentes en las asignaturas de Cálculo de Estructuras I y II en el Grado en Ingeniería Civil. En el caso de Cálculo de Estructuras I, se procedió a la incorporación de prácticas de laboratorio con diferentes tipologías de perfiles y materiales, de tal forma que el alumno se familiarizara con la realidad de las estructuras estudiadas en las clases de teoría. En el caso de Cálculo de Estructuras II, se procedió a la incorporación de prácticas con ordenador analizando diferentes software informáticos, de tal forma que el alumno fuera capaz de estudiar estructuras complejas. De esta manera, el objetivo principal de la RED en la que se enmarca el presente trabajo, es el seguimiento continuo y mejora de los materiales y prácticas docentes elaborados en dichas asignaturas. Por tanto, se han recogido los resultados tras los dos primeros años de docencia para analizar el efecto de los cambios metodológicos en la evaluación continua de los alumnos.

Valorización de cenizas de lodo de depuradora como componente de hormigones para prefabricados

Se plantea la combinación binaria y ternaria de cenizas de lodo de depuradora (CLD) con ceniza volante, polvo de mármol y ceniza de cáscara de arroz, como sustitución parcial o como adición respecto al cemento Portland en hormigones, con una dosificación similar a la utilizada en la prefabricación de bloques (consistencia muy seca). Se llevaron a cabo ensayos físico-mecánicos sobre probetas de mortero y hormigón con edades de curado de 28 y 90 días: densidad, absorción y resistencia a compresión. Se comprueba que la sustitución de cemento por CLD supone una disminución de la densidad y de la resistencia respecto a la muestra patrón, sin embargo, las combinaciones con otros residuos mejoran notablemente las características de los materiales cementantes. La adición de CLD proporcionó densidades y resistencias similares a la muestra de control y reduce significativamente la absorción de agua.

Adaptación de la docencia en el cálculo de estructuras a las nuevas tecnologías

La implantación de las nuevas metodologías de enseñanza a partir de las directrices establecidas en el Espacio Europeo de Educación Superior, ha supuesto una renovación necesaria en los materiales docentes utilizados. En este sentido, el presente artículo muestra los avances en el uso de programas informáticos para la resolución de estructuras desarrollado a lo largo de las diferentes asignaturas que conforman las titulaciones de Ingeniería Civil, el Máster de Caminos, Canales, y Puertos, así como el Máster de Ingeniería de los Materiales, Agua y Terreno de la Universidad de Alicante. De esta forma el alumno es capaz de aproximarse a la realidad laboral, pudiendo comparar los resultados analíticos resueltos de forma tradicional, con los obtenidos con software comerciales ampliamente extendidos en el campo profesional. El uso de dichas herramientas se ha introducido de forma progresiva a lo largo de todos los cursos de las titulaciones anteriormente comentadas. Inicialmente, el alumno se familiariza con la resolución de estructuras a través de elementos barra, combinando diferentes materiales y acciones. Finalmente, el alumno desarrolla elementos placa, así como modelos reológicos y análisis dinámicos de estructuras. Por este motivo, y con el fin de completar la educación de los alumnos, en el presente trabajo se ha tratado de aproximar al alumno a las estructuras reales y a su posterior modelización numérica.

Exposiciones públicas en "Construcción de Estructuras I": nueva propuesta en el Grado de Arquitectura Técnica

Tanto la situación económica en el sector de la construcción como los cambios normativos continuos en la edificación implican el uso de nuevas metodologías para mejorar las competencias de los estudiantes del Grado de Arquitectura Técnica. El objetivo de este trabajo es presentar, analizar y discutir sobre la utilización de talleres constructivos como nueva metodología de enseñanza en la asignatura de Construcción de Estructuras I que complementa y mejora tanto los conocimientos técnicos adquiridos como las habilidades comunicativas de los estudiantes. La metodología contempla el desarrollo de detalles constructivos tridimensionales que son expuestos al público mediante paneles A1 elaborados por grupos de 3/4 personas. Cada trabajo resuelve problemas constructivos de forma global, discutiendo la solución más adecuada y mejorando la crítica de los propios estudiantes. Además, el uso de información on-line así como de aplicaciones web han permitido gestionar distintas tareas durante el proceso, fomentando el empleo de nuevas tecnologías como herramienta complementaria. En conclusión, el uso de estos talleres en el Grado de Arquitectura Técnica estimula una mayor interactividad entre los participantes frente a la clase tradicional, donde la actitud participativa de los grupos y el desarrollo de presentaciones orales disuelven los límites tradicionales de comunicación entre los estudiantes.

Coordinación vertical de la formación en Cálculo de Estructuras dentro del Grado en Ingeniería Civil: Desarrollo de aplicaciones interactivas para la docencia

Las nuevas tecnologías aplicadas a la enseñanza permiten la visualización de fenómenos físicos y su relación con la base matemática utilizada en la modelización de los mismos. En este trabajo se ha utilizado el programa Mathematica para realizar aplicaciones ilustrativas de distintos conceptos básicos para el cálculo de estructuras de ingeniería civil y edificación. Se han tratado temas como la reología, la plastificación de los materiales, la relación entre tensiones y deformaciones de los sólidos elásticos o la dinámica estructural, siempre desde un punto de vista teórico-práctico y tratando de mantener en todo momento un carácter interactivo que permita la participación activa de los estudiantes. Cada aplicación compagina los fundamentos teóricos y la influencia de los parámetros implicados, con la visualización en forma de gráfico animado de la función resultante.

Proyecto RE-Sahara: taller cooperativo entre las asignaturas de Proyectos I, Estructuras II y Construcción III de la titulación de Arquitectura

Tras los sustanciales cambios en el plan de estudios actual debido a la futura implantación del nuevo Título de Grado de Arquitectura, es preciso dar cabida a metodologías docentes que potencien las habilidades y competencias específicas del arquitecto al tiempo que respondan a las prestaciones que demanda la sociedad de la Arquitectura. Por ello, se ha propuesto, en distintas asignaturas de la titulación, un taller multidisciplinar que engloba tres de las áreas de conocimiento fundamentales para el desarrollo del alumno de arquitectura como son Proyectos, Estructuras y Construcción. Con ejercicios de este tipo, se pretende contribuir a una mayor coordinación entre estas áreas con el fin de que los estudiantes no perciban la docencia fragmentada en disciplinas estancas. La metodología docente empleada ha consistido en la realización de un trabajo práctico común con un tema de carácter social, con el objetivo de involucrar a los futuros arquitectos en el desarrollo de propuestas reales. Trabajo supervisado mediante correcciones conjuntas con la participación del profesorado de las tres asignaturas de manera coordinada. En conclusión, el alumnado ha mostrado una preferencia mayoritaria por esta metodología docente ya que proporciona una visión conjunta entre asignaturas, englobadas en un único trabajo vinculado a la práctica profesional real.

Análisis experimental de la pérdida de adherencia hormigón-acero en hormigones sometidos a altas temperaturas

En el conjunto de materiales de construcción habituales en la edificación y las obras de ingeniería, el hormigón destaca entre otras razones por su excelente comportamiento frente a las altas temperaturas y la exposición al fuego. El presente estudio se centra en la adherencia residual entre el hormigón y las barras de acero corrugado soldable tras exponer probetas a altas temperaturas y enfriarlas hasta temperatura ambiente por convección natural. El estudio incluye hormigones de resistencia convencional, hormigones de alta resistencia y hormigones reforzados con fibras de polipropileno y fibras de acero. La adherencia hormigón-acero se ha medido mediante el conocido ensayo de pull-out. La campaña experimental también ha incluido la resistencia a compresión y la resistencia a tracción indirecta. Parte de las probetas se han ensayado a 28 días de edad a temperatura ambiente. A 60 días de edad se han repetido los ensayos a temperatura ambiente y se han realizado esos mismos ensayos en probetas calentadas en un horno industrial hasta tres rangos de temperatura: 450°C, 650°C y 825°C. Previo al proceso de calentamiento han sido sometidas durante 3 horas a un escalón de secado a 120°C. Mediante la metodología propuesta ha sido posible caracterizar la evolución de la pérdida de adherencia residual entre el acero y el hormigón conforme se exponen los especímenes a temperaturas más elevadas. La adición de fibras no tiene una influencia clara en la adherencia a temperatura ambiente. Sin embargo, sí se ha conseguido determinar una mejora sustancial de la adherencia residual en los hormigones, reforzados con fibras de acero sometidos a altas temperaturas.

Cabecera cuadrada renacentista con bóveda pseudo-esférica cruzada en la iglesia Santiago de Orihuela (Alicante)

Jerónimo Quijano fue uno de los ilustres arquitectos destacados del Renacimiento pleno en España. Su obra, la iglesia de Santiago en Orihuela -Alicante- posee una Capilla Mayor renacentista, de carácter funerario, de planta central y adosada a una nave gótica. Destaca su bóveda superior de 4 pares de arcos entrecruzados y revirados. Al ser dobles se reduce la superficie central de plementería y se gana en resistencia. Es de complicada geometría esférica y cuadrada a la vez: bóveda pseudo-vaída (esférica solo hasta los arcos exteriores) y plementería lateral adaptándose a la planta cuadrada. Supone la fusión de la antigüedad clásica con la tradición hispanomusulmana. Como referencia, se estudia sucintamente la Capilla Benavides en Baeza - Jaén-, obra de Andrés de Vandelvira e incluida en el tratado de arquitectura de su hijo Alonso, la cual plantea un gran espacio cuadrado cubierto por una bóveda vaída y reforzada por 4 arcos entrecruzados.