Aproximación cuantitativa a la evaluación de la sostenibilidad de las estructuras

El proceso de construcción incide sobre el medio ambiente desde la obtención de los recursos que utiliza, hasta la optimización del uso de la energía y el desecho de materiales y sustancias de diversa índole. Es ingente que el sector de la construcción considere su responsabilidad al respecto y cuente con herramientas de fácil aplicación, como la que pretende ofrecer esta investigación, que le permita determinar el impacto que tendrá sobre el ambiente una determinada solución estructural. A lo largo del presente trabajo se realiza una revisión de los principales instrumentos de evaluación y de las diferentes metodologías creadas para la evaluación del impacto ambiental, en base a estas se realiza la propuesta de un índice para la evaluación de las estructuras, la cual sirve para realizar una comparación entre dos soluciones estructurales. Los objetivos de este trabajo son: hacer una aproximación cuantitativa a la evaluación del impacto ambiental ocasionado por una estructura ; motivar a los proyectistas a tomar en cuenta los factores ambientales al momento de proyectar, por medio del uso de instrumentos de fácil aplicación ; realizar una revisión bibliográfica de los diferentes sistemas que existen a nivel mundial para cuantificar el impacto ambiental, específicamente buscando los sistemas que cuantifiquen el impacto de la estructura, entendiendo como estructura el conjunto de elementos (vigas, losa o forjado, columnas o pilares y cimentación) que soportan la estructura ; desarrollar un instrumento mediante el cual se pueda evaluar de manera cuantitativa y sencilla el impacto ambiental de una estructura. Que a su vez sirva a los proyectistas de una base o instrumento para poder evaluar la eficiencia de una estructura propuesta en base al impacto ambiental de la misma.

Clasificación de los sistemas y elementos constructivos de las estructuras metálicas en hierro y acero para la actualización de la normativa técnica

El estudio del lenguaje técnico es una tarea común a varias disciplinas. La terminología es una disciplina autónoma de carácter interdisciplinario al servicio de diferentes campos científico-técnicos. Los enfoques interdisciplinares/transversales permiten acercarse a un mismo fenómeno desde distintos ángulos ofreciendo una imagen más completa con diferentes aportaciones procedentes de los distintos métodos utilizados [1]. En la actualidad, es esencial la colaboración interdisciplinar de áreas que comparten aspectos íntimamente ligados como en el presente estudio: la terminología, la arquitectura y la construcción. La Normativa Técnica española en el área de la arquitectura y de la construcción ha sufrido muchos cambios en relación con la clasificación de los sistemas y elementos constructivos. La presente comunicación toma como punto de partida el análisis de un corpus 1 [2] lingüístico automatizado que contiene textos especializados, en lengua inglesa y española, del subdominio de sistemas y elementos constructivos de las estructuras metálicas de hierro y acero. La investigación se realiza mediante el estudio de estos textos de referencia empleados por los profesionales de la arquitectura y de la construcción. En esta comunicación se presentan los resultados relacionados con un elemento estructural que se presta a un análisis conceptual complejo, a saber “beam”, en español “viga”. Partimos del análisis semántico de las unidades clave (nudos conceptuales) para establecer las clases/categorías conceptuales pertinentes a este subdominio de especialidad. Posteriormente analizamos los nudos conceptuales con el objetivo de representar las relaciones entre los conceptos por medio de un análisis contrastivo de los conceptos/términos en lengua inglesa y española con el fin de determinar si el uso, en las dos lenguas de estudio, concuerda con la definición dada en los textos y en la normativa de origen.

Visión empresarial sobre competencias para la dirección de proyectos: acciones para la innovación educativa en el ámbito de la ingeniería

El EEES ha abierto un canal de comunicación entre el ámbito de la formación y el mundo empresarial buscando mejorar la empleabilidad de los futuros profesionales. En este contexto, la Universidad Politécnica de Madrid está desarrollando un proyecto que busca definir las competencias profesionales genéricas consideradas por el mercado laboral para el área de las ingenierías. Para ello, se han integrado estudios regionales, nacionales e internacionales sobre competencias profesionales, generando un análisis, comparación y valoración de los principales elementos demandados por el mercado laboral complementado con un proceso participativo con expertos del ámbito empresarial. Los resultados obtenidos sugieren la orientación hacia el desarrollo de competencias desde un enfoque holístico, y equilibrado desde los ámbitos técnico, comportamiento y contextual es una clara demanda ante la necesidad de acceder a profesionales “competentes”, posicionándose como elementos estratégicos de cara a potenciar la futura empleabilidad de los alumnos de las diferentes ingenierías. Los elementos identificados en este trabajo son coincidentes con las competencias para de Dirección de Proyectos de IPMA, y concuerdan con las acciones de innovación en las que se integra este modelo de competencias, a nivel de grado como de postgrado, como experiencia para replicar en otros ámbitos de formación.

Análisis de sistemas provisionales de protección de borde sometidos a acciones de impacto

Con este trabajo se evalúan sistemas provisionales de protección de borde (SPPB), con los mismos materiales y las mismas dimensiones que los habitualmente empleados en obras de construcción bajo un impacto de 180 J, que corresponde muy aproximadamente a una energía que puede ser la que resulta como consecuencia de una situación real después de la caída de un trabajador. Los resultados demuestran que todos los sistemas analizados son capaces de superar el impacto. Sin embargo, en algunos casos, como consecuencia del impacto, las barandillas o los postes experimentan deformaciones elásticas o plásticas que dan lugar a movimientos lo suficientemente importantes como para producir la caída del trabajador al vacío al bascular sobre la protección.

Comparación del comportamiento de sistemas provisionales de protección de borde sometidos a cargas estáticas

En este trabajo se compara el comportamiento frente a cargas estáticas de sistemas provisionales de protección de borde (SPPB) fabricados con postes de tubo de acero y barandillas de dos tipos: de tubo acero y de tablas de madera de pino silvestre. Se han evaluado según la norma UNE-EN 13374 “Sistemas Provisionales de Protección de Borde. Especificaciones del producto. Métodos de ensayo” para sistemas clase A, obteniendo los diagramas carga-desplazamiento en los ensayos de flecha y de resistencia. Los resultados muestran que una parte importante de los SPPB, utilizados en las obras de construcción, no son capaces de superar los requisitos de la norma UNE-EN 13374 cuando se evalúan experimentalmente. Asimismo, para una luz entre postes de 2400 mm, los requisitos de flecha indicados por la norma son más exigentes que los requisitos de resistencia para los SPPB ensayados

Análisis de los criterios de construcción y diseño para minimizar el riesgo de figuración de particiones interiores por excesiva deformabilidad de la estructura horizontal

La Cátedra de Edificación de la Universidad Politécnica de Madrid, en colaboración con el instituto Técnico de Materiales y Construcciones (iNTEMAC), está llevando a cabo una investigación sobre las distintas variables que pueden influir en ia aparición de fisuras en tabiques y cerramientos de edificios con estructura de hormigón armado debido a la flecha vertical de la estructura horizontal, problema que aún no ha sido resuelto de forma totalmente satisfactoria con los criterios de las normativas, en particular las vigentes en España. De un primer análisis de de los casos analizados se deduce la importante influencia de otras variables no contempladas por la normativa en la aparición de daños y en la intensidad de estos. En la presente comunicación se exponen los principales resultados obtenidos en dichos análisis

Competencias genericas en ingeniería: un estudio comparado en el contexto internacional

En este trabajo se comparan las codificaciones de competencias del Plan de estudios de CDIO (Conceive, Desing, Implement and Operate systems in the enterprise and societal context) con las definidas por el Proyecto Tuning y las de IPMA (International Project Management Asociation). También se determina el tipo de aprendizaje más apropiado para lograr la adquisición de competencias en la formación de los ingenieros y se revisa la evolución de los programas de ingeniería industrial en Perú, España y EE.UU para definir las competencias específicas aplicables al caso peruano. La codificación de CDIO responde a los estándares de acreditación de ABET (Accreditation Board for Engineering and Technology) y las competencias del Proyecto Tuning son las definidas para Latinoamérica. Se comparan las competencias definidas en los estándares de acreditación ABET en el ámbito de las ingenierías, con las competencias internacionales según el modelo IPMA. Los resultados evidencian la necesidad de aplicar modelos holísticos que abarquen competencias técnicas, contextuales y de comportamiento en los planes de estudio de ingeniería, su pertinencia para la definición de programas de ingeniería en Latinoamérica y la posibilidad de definir un plan de estudios de ingeniería industrial con una estrategia de aprendizaje apropiada.

Acreditacion internacional y evaluación de la pertinencia local de las maestrías en ingeniería de proyectos

Los modelos de acreditación en el contexto internacional evalúan principalmente resultados de aprendizaje y la capacidad de los programas de maestría en ingeniería de proyectos para lograr los objetivos educativos que declaran en su misión. Sin embargo, no se garantiza que esos objetivos y por tanto los resultados, satisfagan necesidades reales del entorno nacional o regional, un aspecto esencial en los países en vías de desarrollo. El objetivo de la presente comunicación es sustentar la importancia de la evaluación de la pertinencia de estos programas y hacer un análisis de los principales modelos de garantía de la calidad y organismos de acreditación para conocer la forma en que se evalúa o no la pertinencia de los programas. Se encontró que, en un contexto económico de libre mercado, de internacionalización de la educación y movilidad, la acreditación de las maestrías sigue un modelo de acreditación internacional y no se cuenta en la mayoría de los casos con criterios e indicadores para evaluar la pertinencia. Sin embargo existen, dos modelos de acreditación o certificación que garantizan que un programa de maestría en ingeniería de proyectos sea pertinente localmente: el proyecto REG de AEIPRO y el proyecto europeo EUR-ACE.

Ensayos de información y extracción de testigos en un hormigón autocompactante

Este estudio tiene como objetivo evaluar si los ensayos de índice de rebote (IR), velocidad de ultrasonidos (VU) y la resistencia a compresión en probeta testigo, presentan ei mismo comportamiento en los hormigones autocompactantes (HAC) que en los hormigones vibrados (HV). Para ello se han estudiado diferentes aspectos, tales como la influencia de algunas variables relacionadas con ías probetas testigo, los tipos de afuste utilizados para los ensayos de IR y VU, la influencia del nivel resistente en la relación entre la resistencia a compresión de probetas moldeadas cilindricas y probetas testigo y ei efecto que presenta el hormigonado a través de zonas de gran densidad de armadura

Estudio sobre la resistencia y las propiedades mecánicas del hormigón autocompactante

En este trabajo se ha creado una extensa base de datos que incluye las dosificaciones y los resultados experimentales de las características mecánicas del hormigón autocompactante (HAC), lo cual ha permitido analizar de forma generalizada la influencia de varias variables en la resistencia a compresión del HAC. Las variables analizadas incluyen la influencia dei contenido y tipo de filler, la relación agua/cemento, y ia influencia deí contenido de áridos. También se ha evaluado la aplicabiiidad de los modelos de las normativas para estimar las características mecánicas dei HAC.

Pré-Fabricaçao em edificios habitacionais a custos controlados

Hay una necesidad creciente para la construcción de viviendas, necesidad que se ha incrementado de forma exponencial en las últimas décadas. Esta necesidad es considerable en los países en vías de desarrollo, donde la población tiene una tasa de crecimiento elevada, mucho mayor que en los países desarrollados. Además, la población en el Mundo está desplazándose progresivamente hacia las ciudades. Es en los alrededores de las ciudades de países en desarrollo donde surge una necesidad de construir viviendas de coste controlado, asequibles, que se convierte en algunos casos en crítica. La Comisión de Prefabricación de la fib (International Federation for Structural Concrete, Federation Internationale du Béton, Federación Internacional del Hormigón Estructural) ha sido consciente por muchos años de este problema y tomó la decisión de crear un grupo de trabajo para desarrollar un documento sobre viviendas prefabricadas de coste asequible. Este documento estará dedicado a servir de ayuda sobre las técnicas de la prefabricación para las personas que deseen construir este tipo de viviendas. El presente artículo hace un resumen del trabajo desarrollado por este grupo hasta el momento.

Estimación del riesgo sísmico en puerto príncipe (Haití)

Tras el devastador terremoto del 12 de enero de 2010 en Puerto Príncipe, Haití, las autoridades locales, numerosas ONGs y organismos nacionales e internacionales están trabajando en el desarrollo de estrategias para minimizar el elevado riesgo sísmico existente en el país. Para ello es necesario, en primer lugar, estimar dicho riesgo asociado a eventuales terremotos futuros que puedan producirse, evaluando el grado de pérdidas que podrían generar, para dimensionar la catástrofe y actuar en consecuencia, tanto en lo referente a medidas preventivas como a adopción de planes de emergencia. En ese sentido, este Trabajo Fin de Master aporta un análisis detallado del riesgo sísmico asociado a un futuro terremoto que podría producirse con probabilidad razonable, causando importantes daños en Puerto Príncipe. Se propone para ello una metodología de cálculo del riesgo adaptada a los condicionantes de la zona, con modelos calibrados empleando datos del sismo de 2010. Se ha desarrollado en el marco del proyecto de cooperación Sismo-Haití, financiado por la Universidad Politécnica de Madrid, que comenzó diez meses después del terremoto de 2010 como respuesta a una petición de ayuda del gobierno haitiano. El cálculo del riesgo requiere la consideración de dos inputs: la amenaza sísmica o movimiento esperado por el escenario definido (sismo de cierta magnitud y localización) y los elementos expuestos a esta amenaza (una clasificación del parque inmobiliario en diferentes tipologías constructivas, así como su vulnerabilidad). La vulnerabilidad de estas tipologías se describe por medio de funciones de daño: espectros de capacidad, que representan su comportamiento ante las fuerzas horizontales motivadas por los sismos, y curvas de fragilidad, que representan la probabilidad de que las estructuras sufran daños al alcanzar el máximo desplazamiento horizontal entre plantas debido a la mencionada fuerza horizontal. La metodología que se propone especifica determinadas pautas y criterios para estimar el movimiento, asignar la vulnerabilidad y evaluar el daño, cubriendo los tres estados del proceso. Por una parte, se consideran diferentes modelos de movimiento fuerte incluyendo el efecto local, y se identifican los que mejor ajustan a las observaciones de 2010. Por otra se clasifica el parque inmobiliario en diferentes tipologías constructivas, en base a la información extraída en una campaña de campo y utilizando además una base de datos aportada por el Ministerio de Obras Públicas de Haití. Ésta contiene información relevante de todos los edificios de la ciudad, resultando un total de 6 tipologías. Finalmente, para la estimación del daño se aplica el método capacidad-demanda implementado en el programa SELENA (Molina et al., 2010). En primer lugar, utilizado los datos de daño del terremoto de 2010, se ha calibrado el modelo propuesto de cálculo de riesgo sísmico: cuatro modelos de movimiento fuerte, tres modelos de tipo de suelo y un conjunto de funciones de daño. Finalmente, con el modelo calibrado, se ha simulado un escenario sísmico determinista correspondiente a un posible terremoto con epicentro próximo a Puerto Príncipe. Los resultados muestran que los daños estructurales serán considerables y podrán llevar a pérdidas económicas y humanas que causen un gran impacto en el país, lo que pone de manifiesto la alta vulnerabilidad estructural existente. Este resultado será facilitado a las autoridades locales, constituyendo una base sólida para toma de decisiones y adopción de políticas de prevención y mitigación del riesgo. Se recomienda dirigir esfuerzos hacia la reducción de la vulnerabilidad estructural - mediante refuerzo de edificios vulnerables y adopción de una normativa sismorresistente- y hacia el desarrollo de planes de emergencia. Abstract After the devastating 12 January 2010 earthquake that hit the city of Port-au-Prince, Haiti, strategies to minimize the high seismic risk are being developed by local authorities, NGOs, and national and international institutions. Two important tasks to reach this objective are, on the one hand, the evaluation of the seismic risk associated to possible future earthquakes in order to know the dimensions of the catastrophe; on the other hand, the design of preventive measures and emergency plans to minimize the consequences of such events. In this sense, this Master Thesis provides a detailed estimation of the damage that a possible future earthquake will cause in Port-au-Prince. A methodology to calculate the seismic risk is proposed, adapted to the study area conditions. This methodology has been calibrated using data from the 2010 earthquake. It has been conducted in the frame of the Sismo-Haiti cooperative project, supported by the Technical University of Madrid, which started ten months after the 2010 earthquake as an answer to an aid call of the Haitian government. The seismic risk calculation requires two inputs: the seismic hazard (expected ground motion due to a scenario earthquake given by magnitude and location) and the elements exposed to the hazard (classification of the building stock into building typologies, as well as their vulnerability). This vulnerability is described through the damage functions: capacity curves, which represent the structure performance against the horizontal forces caused by the seisms; and fragility curves, which represent the probability of damage as the structure reaches the maximum spectral displacement due to the horizontal force. The proposed methodology specifies certain guidelines and criteria to estimate the ground motion, assign the vulnerability, and evaluate the damage, covering the whole process. Firstly, different ground motion prediction equations including the local effect are considered, and the ones that have the best correlation with the observations of the 2010 earthquake, are identified. Secondly, the classification of building typologies is made by using the information collected during a field campaign, as well as a data base provided by the Ministry of Public Works of Haiti. This data base contains relevant information about all the buildings in the city, leading to a total of 6 different typologies. Finally, the damage is estimated using the capacity-spectrum method as implemented in the software SELENA (Molina et al., 2010). Data about the damage caused by the 2010 earthquake have been used to calibrate the proposed calculation model: different choices of ground motion relationships, soil models, and damage functions. Then, with the calibrated model, a deterministic scenario corresponding to an epicenter close to Port-au-Prince has been simulated. The results show high structural damage, and therefore, they point out the high structural vulnerability in the city. Besides, the economic and human losses associated to the damage would cause a great impact in the country. This result will be provided to the Haitian Government, constituting a scientific base for decision making and for the adoption of measures to prevent and mitigate the seismic risk. It is highly recommended to drive efforts towards the quality control of the new buildings -through reinforcement and construction according to a seismic code- and the development of emergency planning.

Estabilidad del tráfico en viaductos de carretera y ferrocarril

Cuando un automóvil o un tren circula sobre un viaducto se producen efectos dinámicos que, además de aumentar los esfuerzos que ha de soportar el puente, afectan a los propios vehículos. Los fenómenos de vibración lateral en los viaductos de ferrocarril están contemplados de manera muy sucinta en la normativa y pueden afectar a la seguridad y comodidad del tráfico. En el caso de las carreteras, esa dinámica también puede contribuir al riesgo de accidente y al aumento de la sensación de incomodidad, sobre todo si se considera la presencia de vientos laterales. La preocupación por estos fenómenos queda reflejada en el número de artículos publicados en revistas científicas en los últimos años. Para este trabajo se han desarrollado modelos de interacción dinámica que representan el comportamiento de las estructuras, mediante el método de los elementos finitos, y el de los vehículos, mediante sistemas multicuerpo.

Simulación dinámica y térmica de una habitación de acuerdo con el Código Técnico de la Edificación

El Código Técnico de la edificación (CTE), es el marco normativo por el que se regulan las exigencias básicas de calidad que deben de cumplir los edificios. Dichas exigencias establecen los requisitos imprescindibles en el ámbito de seguridad estructural, seguridad de utilización ahorro de energía, aislamiento térmico, higiene, salud, protección del medio ambiente…. y se rigen, cada una de ellas, por su norma específica (Norma UNE). La norma ISO 7730:2006 es una norma internacional que aborda la evaluación del medio ambiente, en el interior de un edificio, tal y como se recoge en el CTE. Con este propósito la norma establece la predicción de índices de calidad del aire IAQ (Indoor Air cuality) así como de la predicción del campo de velocidades, de temperatura y, en general, de todas las magnitudes físicas, características, tanto del aire como de los elementos constructivos utilizados en la edificación. Basándonos en estos criterios el objetivo de este trabajo es presentar los primeros resultados obtenidos en la simulación de parámetros de confort en una habitación, de una vivienda construida con criterios bioclimáticos, mediante el programa de simulación STAR_CCM+ de Computational Fluid Dynamics (CFD). Utilizando STAR_CCM+ diseñamos la habitación en estudio y simulamos el campo de velocidades y de temperatura, en el interior de la misma, para distintas configuraciones de aberturas utilizando los criterios de velocidad y de temperatura del aire dado por la ISO 7730:2006. En esta línea se está investigando actualmente y el trabajo que se presenta muestra que el programa de simulación utilizado permite, por un lado, diseñar la disposición más adecuada de las aberturas en una habitación en particular, y de una vivienda en general, y, por otro lado, hacer un estudio cualitativo y cuantitativo de los parámetros de confort en diferentes situaciones meteorológicas, de acuerdo con el CTE, incluso antes de que la vivienda esté construida

Modelo de estimación de costes para tolerancias de diseño en la ingeniería de los procesos de producción

La disponibilidad los valores coste-tolerancia de un proceso de producción es un aspecto de interés desde el punto de vista de la Ingeniería de Proyectos en general y de la Ingeniería de Procesos de Producción en particular. Tanto en la fase de planificación de un proyecto como en las etapas de diseño de cada uno de los procesos de producción que posibilitarán su ejecución, las especificaciones del producto deben estar contenidas en un intervalo de tolerancia cuyo coste de obtención es tanto mayor cuanto menor es el margen de variación admisible. Por este motivo, el conocimiento del coste asociado a cada tolerancia es una herramienta de gran utilidad para el ingeniero de proyectos. A pesar de su interés, las curvas de coste-tolerancia se manejan con menor profusión de la que sería deseable, dada la gran interdependencia existente entre ellas y la localización espacio-temporal de los recursos a las que se asignan. El presente trabajo propone un método que permite establecer una relación coste-tolerancia a los procesos de producción de la Ingeniería de Proyectos, basada de la variabilidad derivada de los recursos de cada proceso.