Forensic analysis of buildings affected by mining subsidence based on Differential Interferometry (Part III)

This work presents a forensic analysis of buildings affected by mining subsidence, which is based on deformation data obtained by Differential Interferometry (DInSAR). The proposed test site is La Union village (Murcia, SE Spain) where subsidence was triggered in an industrial area due to the collapse of abandoned underground mining labours occurred in 1998. In the first part of this work the study area was introduced, describing the spatial and temporal evolution of ground subsidence, through the elaboration of a cracks map on the buildings located within the affected area. In the second part, the evolution of the most significant cracks found in the most damaged buildings was monitored using biaxial extensometric units and inclinometers. This article describes the work performed in the third part, where DInSAR processing of satellite radar data, available between 1998 and 2008, has permitted to determine the spatial and temporal evolution of the deformation of all the buildings of the study area in a period when no continuous in situ instrumental data is available. Additionally, the comparison of these results with the forensic data gathered in the 2005–2008 period, reveal that there is a coincidence between damaged buildings, buildings where extensometers register significant movements of cracks, and buildings deformation estimated from radar data. As a result, it has been demonstrated that the integration of DInSAR data into forensic analysis methodologies contributes to improve significantly the assessment of the damages of buildings affected by mining subsidence.

Applying reactive models to column experiments to assess the hydrogeochemistry of seawater intrusion: optimising ACUAINTRUSION and selecting cation exchange coefficients with PHREEQC

Three sets of laboratory column experimental results concerning the hydrogeochemistry of seawater intrusion have been modelled using two codes: ACUAINTRUSION (Chemical Engineering Department, University of Alicante) and PHREEQC (U.S.G.S.). These reactive models utilise the hydrodynamic parameters determined using the ACUAINTRUSION TRANSPORT software and fit the chloride breakthrough curves perfectly. The ACUAINTRUSION code was improved, and the instabilities were studied relative to the discretisation. The relative square errors were obtained using different combinations of the spatial and temporal steps: the global error for the total experimental data and the partial error for each element. Good simulations for the three experiments were obtained using the ACUAINTRUSION software with slight variations in the selectivity coefficients for both sediments determined in batch experiments with fresh water. The cation exchange parameters included in ACUAINTRUSION are those reported by the Gapon convention with modified exponents for the Ca/Mg exchange. PHREEQC simulations performed using the Gains-Thomas convention were unsatisfactory, with the exchange coefficients from the database of PHREEQC (or range), but those determined with fresh water – natural sediment allowed only an approximation to be obtained. For the treated sediment, the adjusted exchange coefficients were determined to improve the simulation and are vastly different from those from the database of PHREEQC or batch experiment values; however, these values fall in an order similar to the others determined under dynamic conditions. Different cation concentrations were simulated using two different software packages; this disparity could be attributed to the defined selectivity coefficients that affect the gypsum equilibrium. Consequently, different calculated sulphate concentrations are obtained using each type of software; a smaller mismatch was predicted using ACUAINTRUSION. In general, the presented simulations by ACUAINTRUSION and PHREEQC produced similar results, making predictions consistent with the experimental data. However, the simulated results are not identical to the experimental data; sulphate (total S) is overpredicted by both models, most likely due to such factors as the kinetics of gypsum, the possible variations in the exchange coefficients due to salinity and the neglect of other processes.

Durability and compressive strength of blast furnace slag-based cement grout for special geotechnical applications

Special foundations, most prominently micropiles and soil anchors, are frequently used in construction today. In Spain, the grout for these special technical applications is generally prepared with portland cement, although the codes and standards in place stipulate only the minimum compressive strength required, with no mention of cement type. Those texts also establish a range of acceptable water:cement ratios. In the present study, durability and compressive strength in cement grout prepared with blast furnace slag cement at different w/c ratios are characterised and compared to the findings for a reference portland cement grout. The results show that slag grout exhibits greater durability than the portland cement material and complies with the compressive strength requirements laid down in the respective codes.

Monitoring an earthfill dam using differential SAR interferometry: La Pedrera dam, Alicante, Spain

Surface displacement at the dykes of La Pedrera reservoir (SE Spain) has been measured by satellite differential Synthetic Aperture Radar (SAR) interferometry. At the main dyke, a displacement of about 13 cm along the satellite line of sight has been estimated between August 1995 and May 2010, from a dataset composed by ERS-1, ERS-2 and Envisat-ASAR images. Two independent short-term processing tasks were also carried out with ERS-2/Envisat-ASAR (from June 2008 to May 2010) and TerraSAR-X (from August 2008 to June 2010) images which have shown similar spatial and temporal displacement patterns. The joint analysis of historical instrument surveys and DInSAR-derived data has allowed the identification of a long-term deformation process which is reflected at the dam's surface and is also clearly recognizable in the inspection gallery. The plausible causes of the displacements measured by DInSAR are also discussed in the paper. Finally, DInSAR data have been used to compute the long-term settlement of La Pedrera dam, showing a good agreement with external studies. Consequently, this work demonstrates the integration of DInSAR with in-situ techniques which helps provide a complete spatial vision of the displacements in the dam thereby helping to differentiate the causal mechanisms.

Red de Coordinación de seguimiento de los tres Primeros Cursos del Grado de Ingeniería Civil de la Escuela Politécnica Superior (3110)

El objetivo de esta red de investigación se encuentra basado en el análisis de los resultados obtenidos en el Curso Académico 2012-13, correspondientes a las asignaturas de primer, segundo y tercer curso del Grado de Ingeniería Civil, de forma que se pueda proceder a la mejora de los procedimientos de trabajo del profesorado implicado en el desarrollo de las asignaturas de los cursos indicados, dentro del marco creado por la implantación del EEES. Para ello se han analizado las metodologías empleadas en las distintas asignaturas analizadas, los calendarios y plazos asignados a cada una de ellas, los procedimientos de evaluación y los resultados de los mismos. Al mismo tiempo, se ha reflexionado sobre la posibilidad crear una comisión que analizara las necesidades de conocimiento de las distintas asignaturas, adecuando el contenido de las ofertadas en los primeros cursos a las exigencias de los posteriores, y ofreciendo de esta forma al alumno una formación homogénea a lo largo Grado de Ingeniería Civil.

Estudio de la implantación de los cuatro cursos del Grado en Ingeniería Civil

El objetivo de esta red de investigación se encuentra basado en el análisis de los resultados obtenidos en el Curso Académico 2013-14, correspondientes a las asignaturas de primer, segundo, tercer y cuarto curso del Grado de Ingeniería Civil, de forma que se pueda proceder a la mejora de los procedimientos de trabajo del profesorado implicado en el desarrollo de las asignaturas de los cursos indicados, dentro del marco creado por la implantación del EEES. Para ello se han analizado las metodologías empleadas en las distintas asignaturas analizadas, los calendarios y plazos asignados a cada una de ellas, los procedimientos de evaluación y los resultados de los mismos. Al mismo tiempo, se ha creado una comisión cuyo objetivo es el de analizar las necesidades de conocimiento de las distintas asignaturas, adecuando el contenido de las ofertadas en los primeros cursos a las exigencias de los posteriores, y ofreciendo de esta forma al alumno una formación homogénea a lo largo Grado de Ingeniería Civil.

Uso potencial de ceniza de lodo de depuradora como sustitución de árido fino en bloques de hormigón prefabricados

El presente artículo se centra en la valorización de las cenizas de lodo de depuradora adicionadas en bloques de hormigón prefabricados, por tanto, en una matriz a base de cemento Portland con características particulares (consistencia seca). Se realiza una experiencia piloto mediante la fabricación de bloques en una planta industrial local, utilizando mezclas con porcentajes de sustitución de árido fino del 5, 10 y 15% por cenizas de lodo de depuradora, cuyos resultados se compararán con bloques de referencia (sin adición). Los ensayos aplicados son los preceptivos para su comercialización según normativa europea (marcado CE), lo que permitirá igualmente comprobar las características físicas y mecánicas de los hormigones. Los resultados obtenidos son prometedores: la utilización de este residuo permitiría su comercialización, mejora características de los bloques como la resistencia a compresión, y permitiría reducir un gran volumen de material utilizado habitualmente como materia prima y consumir un residuo destinado a vertedero.

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.

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.

Coordinación vertical de las asignaturas de estructuras en el Grado de Ingeniería Civil, el Máster de Caminos, y el Máster de Materiales, Agua y Terreno

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 trabajo 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 se aproxima a la realidad laboral, modelizando estructuras civiles partiendo previamente de información real de las mimas a través de visitas de campo. El uso de dichas herramientas se ha introducido de forma progresiva en las diferentes asignaturas del tal forma que el alumno se ha ido familiarizando con la resolución de estructuras a través de elementos barra, para continuar desarrollando elementos placa, modelos reológicos y análisis dinámicos de estructuras. Por ello, 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.

Investigación en Construcción de Estructuras: innovación docente y nuevas propuestas metodológicas

El propósito del presente trabajo es reflexionar sobre la experiencia previa de la asignatura de Construcción de Estructuras I impartida en el Grado de Arquitectura Técnica con el fin de desarrollar innovaciones metodológicas y de evaluación docente. Para ello, se ha considerado necesaria la aplicación de nuevas actividades en relación a dos temas principales: uno directamente conectado a la metodología ya existente (mediante la incorporación de un nuevo trabajo de curso desarrollado en equipos de 3 personas, su exposición de paneles en los pasillos del edificio y su defensa oral ante los compañeros) y el otro relacionado con el estudio de maquetas constructivas (mediante el montaje de una exposición); ambas actividades comunicativas y de diseño esenciales para su futura práctica profesional, complementando los conocimientos constructivos y técnicos adquiridos durante el curso. En conclusión, la implantación de estas actividades estimula una mayor interactividad entre los participantes frente a la clase tradicional, donde la actitud participativa de los grupos, el desarrollo de presentaciones orales, la organización de una exposición de maquetas y la realización de distintos eventos paralelos han servido como medio de apertura de la propia titulación a nivel universitario, disolviendo los límites tradicionales existentes en el desarrollo de la asignatura.

La reagrupación familiar de africanos y latinoamericanos en la España mediterránea: dinámicas y estructuras sociodemográficas

Los extranjeros autorizados en 2006-2009 a residir en España por motivos de reagrupación familiar, muestran la importancia que ha alcanzado esta forma de inmigración en el total de nuevos extranjeros empadronados. La investigación se basa en una encuesta específica a reagrupantes africanos y latinoamericanos, que también informan sobre sus familiares reagrupados, hayan utilizado, o no, las leyes de reagrupación. Africanos y latinoamericanos ofrecen dinámicas y estructuras sociodemográficas muy diferentes, a resultas, entre otras causas, de la antigüedad de sus flujos, su fecundidad, su dominio del idioma español, su nivel de instrucción, sus posibilidades de ingresos, su estructura por sexo y edad, tamaño de las familias reagrupadas, etc. Se ofrece información para los dos colectivos continentales y para los subgrupos familiares —reagrupantes, cónyuges, hijos, progenitores y otros familiares—, y se utilizan escalas del conjunto estudiado y de ámbitos territoriales —Cataluña litoral, Comunidad Valenciana, Murcia-Almería—. Los africanos concentran los aspectos estructurales más negativos —idioma español, instrucción, ingresos,…—, pero también son los que declaran intenciones más firmes y generalizadas de permanencia en España. Las conclusiones orientan sobre el futuro de estos flujos.