Estudio de la tolerancia al daño de los materiales y sistemas de pretensado

La mayoría de las estructuras de hormigón pretensadas construidas en los últimos 50 años han demostrado una excelente durabilidad cuando su construcción se realiza atendiendo las recomendaciones de un buen diseño así como una buena ejecución y puesta en obra de la estructura. Este hecho se debe en gran parte al temor que despierta el fenómeno de la corrosión bajo tensión típico de las armaduras de acero de alta resistencia. Menos atención se ha prestado a la susceptibilidad a la corrosión bajo tensión de los anclajes de postensado, posiblemente debido a que se han reportado pocos casos de fallos catastróficos. El concepto de Tolerancia al Daño y la Mecánica de la Fractura en estructuras de Ingeniería Civil ha empezado a incorporarse recientemente en algunas normas de diseño y cálculo de estructuras metálicas, sin embargo, aún está lejos de ser asimilado y empleado habitualmente por los ingenieros en sus cálculos cuando la ocasión lo requiere. Este desconocimiento de los aspectos relacionados con la Tolerancia al Daño genera importantes gastos de mantenimiento y reparación. En este trabajo se ha estudiado la aplicabilidad de los conceptos de la Mecánica de la Fractura a los componentes de los sistemas de postensado empleados en ingeniería civil, empleándolo para analizar la susceptibilidad de las armaduras activas frente a la corrosión bajo tensiones y a la pérdida de capacidad portante de las cabezas de anclajes de postensado debido a la presencia de defectos. Con este objeto se han combinado tanto técnicas experimentales como numéricas. Los defectos superficiales en los alambres de pretensado no se presentan de manera aislada si no que existe una cierta continuidad en la dirección axial así como un elevado número de defectos. Por este motivo se ha optado por un enfoque estadístico, que es más apropiado que el determinístico. El empleo de modelos estadísticos basados en la teoría de valores extremos ha permitido caracterizar el estado superficial en alambres de 5,2 mm de diámetro. Por otro lado la susceptibilidad del alambre frente a la corrosión bajo tensión ha sido evaluada mediante la realización de una campaña de ensayos de acuerdo con la actual normativa que ha permitido caracterizar estadísticamente su comportamiento. A la vista de los resultados ha sido posible evaluar como los parámetros que definen el estado superficial del alambre pueden determinar la durabilidad de la armadura atendiendo a su resistencia frente a la corrosión bajo tensión, evaluada mediante los ensayos que especifica la normativa. En el caso de las cabezas de anclaje de tendones de pretensado, los defectos se presentan de manera aislada y tienen su origen en marcas, arañazos o picaduras de corrosión que pueden producirse durante el proceso de fabricación, transporte, manipulación o puesta en obra. Dada la naturaleza de los defectos, el enfoque determinístico es más apropiado que el estadístico. La evaluación de la importancia de un defecto en un elemento estructural requiere la estimación de la solicitación local que genera el defecto, que permite conocer si el defecto es crítico o si puede llegar a serlo, si es que progresa con el tiempo (por fatiga, corrosión, una combinación de ambas, etc.). En este trabajo los defectos han sido idealizados como grietas, de manera que el análisis quedara del lado de la seguridad. La evaluación de la solicitación local del defecto ha sido calculada mediante el empleo de modelos de elementos finitos de la cabeza de anclaje que simulan las condiciones de trabajo reales de la cabeza de anclaje durante su vida útil. A partir de estos modelos numéricos se ha analizado la influencia en la carga de rotura del anclaje de diversos factores como la geometría del anclaje, las condiciones del apoyo, el material del anclaje, el tamaño del defecto su forma y su posición. Los resultados del análisis numérico han sido contrastados satisfactoriamente mediante la realización de una campaña experimental de modelos a escala de cabezas de anclaje de Polimetil-metacrilato en los que artificialmente se han introducido defectos de diversos tamaños y en distintas posiciones. ABSTRACT Most of the prestressed concrete structures built in the last 50 years have demonstrated an excellent durability when they are constructed in accordance with the rules of good design, detailing and execution. This is particularly true with respect to the feared stress corrosion cracking, which is typical of high strength prestressing steel wires. Less attention, however, has been paid to the stress corrosion cracking susceptibility of anchorages for steel tendons for prestressing concrete, probably due to the low number of reported failure cases. Damage tolerance and fracture mechanics concepts in civil engineering structures have recently started to be incorporated in some design and calculation rules for metallic structures, however it is still far from being assimilated and used by civil engineers in their calculations on a regular basis. This limited knowledge of the damage tolerance basis could lead to significant repair and maintenance costs. This work deals with the applicability of fracture mechanics and damage tolerance concepts to the components of prestressed systems, which are used in civil engineering. Such concepts have been applied to assess the susceptibility of the prestressing steel wires to stress corrosion cracking and the reduction of load bearing capability of anchorage devices due to the presence of defects. For this purpose a combination of experimental work and numerical techniques have been performed. Surface defects in prestressing steel wires are not shown alone, though a certain degree of continuity in the axial direction exist. A significant number of such defects is also observed. Hence a statistical approach was used, which is assumed to be more appropriate than the deterministic approach. The use of statistical methods based in extreme value theories has allowed the characterising of the surface condition of 5.2 mm-diameter wires. On the other hand the stress corrosion cracking susceptibility of the wire has been assessed by means of an experimental testing program in line with the current regulations, which has allowed statistical characterisasion of their performances against stress corrosion cracking. In the light of the test results, it has been possible to evaluate how the surface condition parameters could determine the durability of the active metal armour regarding to its resistance against stress corrosion cracking assessed by means of the current testing regulations. In the case of anchorage devices for steel tendons for prestressing concrete, the damage is presented as point defects originating from dents, scratches or corrosion pits that could be produced during the manufacturing proccess, transport, handling, assembly or use. Due to the nature of these defects, in this case the deterministic approach is more appropriate than the statistical approach. The assessment of the relevancy of defect in a structural component requires the computation of the stress intensity factors, which in turn allow the evaluation of whether the size defect is critical or could become critical with the progress of time (due to fatigue, corrosion or a combination of both effects). In this work the damage is idealised as tiny cracks, a conservative hypothesis. The stress intensity factors have been calculated by means of finite element models of the anchorage representing the real working conditions during its service life. These numeric models were used to assess the impact of some factors on the rupture load of the anchorage, such the anchorage geometry, material, support conditions, defect size, shape and its location. The results from the numerical analysis have been succesfully correlated against the results of the experimental testing program of scaled models of the anchorages in poly-methil methacrylate in which artificial damage in several sizes and locations were introduced.

Los materiales de Juglans para la producción de madera. Las actividades de selección desarrolladas en el IRTA

El nogal, J. regia L., es una especie muy extendida en todos los países del mediterráneo en los que aparece diseminado en condiciones muy diferentes de medio. Su madera tiene una calidad ampliamente reconocida desde el siglo XIV, cuando se empezó a extender el uso de los muebles en Europa. Actualmente, se sigue utilizando en la fabricación de muebles, especialmente para chapados de calidad, pero también tiene otros usos entre ellos el más conocido es el de la fabricación de culatas de escopeta de caza. En estos momentos, bajo el nombre de madera de nogal se incluyen las maderas de diferentes especies de Juglans, entre ellas el J. nigra, el J. cinerea y también la de los híbridos entre distintos Juglans. Las especies de Juglans se encuentran mayoritariamente en América, donde se distribuyen de norte a sur 17 especies diferentes, entre ellas J. nigra en el noreste de EE.UU y J. cinerea entre EE.UU y Canadá, las dos de mayor interés forestal. En Asia, particularmente en China, se encuentran especies de nogales grises, junto a J. regia, el nogal común, que se extendió desde Asia central hacia el este y hacia el oeste, llegando a Europa antes de la última glaciación. Desde la antigüedad, ésta ha sido la especie de Juglans que mayor interés ha despertado y actualmente se halla cultivada en todas las áreas de clima templado del mundo. Entre las demás especies, sólo J. nigra se ha difundido fuera de su zona de origen, a algunas áreas determinadas de Europa central, por su interés forestal.

Análisis del ciclo de vida de sistemas de tratamiento de aguas residuales: influencia de los materiales utilizados

En este proyecto se tiene como objetivo comparar una EDAR específica con otras tres, desde el punto de vista ambiental, y establecer diferentes alternativas. En particular, se ha evaluado la mejor alternativa en la obtención de energía eléctrica para la propia utilización de la planta de tratamiento de aguas residuales, a partir del biogás generado en el digestor en la línea de lodos. En este tipo de instalaciones, entre las alternativas tanto en su uso actual como en fase de desarrollo, el motor de cogeneración de electricidad y el calor es el más utilizado para obtener simultáneamente la electricidad necesaria para las instalaciones y el calor necesario para mantener el digestor de lodos a la temperatura de trabajo (36ºC aproximadamente). Las otras alternativas evaluadas en este estudio son las pilas de biogás de membrana electrolítica polimérica (en inglés Polymeric Electrolyte Membrane, PEM) y las pilas de óxidos sólidos (en inglés Solid Oxide Fuel Cells, SOFC) con una turbina de gas (sistema híbrido SOFC-GT). Por otro lado, se estudian las características de los materiales que componen los dispositivos MEC (microbial electrolysis cell) y las pilas PEM y SOFC, así como las ventajas e inconvenientes de usar estas nuevas tecnologías en el tratamiento de aguas residuales, así como la evaluación del impacto ambiental de la EDAR objeto de estudio, que se ha llevado a cabo utilizando el análisis de ciclo de vida (ACV). El ACV es una herramienta que permite comparar diferentes procesos o productos que tengan la misma función, y así evaluar la alternativa que conlleve una mejora en el medio ambiental. La metodología de ACV pretende evaluar en detalle el ciclo de vida completo de un producto o proceso. Un ACV se suele definir de tipo "cradle to grave" o "desde la cuna hasta la tumba" o bien de tipo "gate to gate", o "de puerta a puerta". En el primer caso el estudio analiza el ciclo de vida completo del sistema, dese el origen hasta el final, mientras que en el segundo caso el ACV no tiene en cuenta su disposición final (vertedero, reciclaje, etc.). Un estudio de ACV del primer tipo conlleva hacer un estudio muy detallado, que en la práctica puede resultar muy largo y laborioso por la dificultad de encontrar todos los datos necesarios. Por ello, muchos estudios de ACV que se encuentran en la literatura suelen ser del tipo "gate to gate". Además, hay que esablecer las fronteras del sistema a estudiar, ya que hay procesos que tienen muy poca contribución a las categorías de impacto ambiental. En una EDAR los principales procesos considerados en el ACV llevado a cabo son el consumo de productos químicos, de electricidad, la producción de lodos y su utilización como composta, el biogás y su utilización para producir electricidad, los residuos sólidos y las distintas emisiones al medio producidas por el propio funcionamiento de la EDAR. Las operaciones relacionadas indirectamente como el transporte de los lodos, de productos químicos, de los residuos sólidos y la infraestructura con una vida media de 30 años no influyen significativamente en los resultados, por ejemplo el transporte de los lodos con un camión a 30km contribuyen en menos de 1% en todas las categorías de impacto. De acuerdo con las normativas ISO series 14040 que regulan las pautas de un ACV, se establece una unidad funcional apropiada, o sea habitante equivalente, ya que es la más apropiada por tener en cuenta la carga contaminante en el agua a tratar, parámetro imprescindible para comparar EDARs. Redefiniendo las fronteras, se realiza un ACV del depósito del biogás sin tener en cuenta el resto de la instalación y se toma como unidad funcional m3 de biogás, en el caso concreto de obtener biogás mediante un dispositivo MEC, que maximiza la cantidad de hidrógeno en detrimento de la cantidad de metano contenido en el biogás, observándose que la contribución de un biogás con un alto contenido en hidrógeno y, por tanto bajo en metano, produce una mejora ambiental. Las categorías de impacto ambiental que tienen contribución son el calentamiento global y la oxidación fotoquímica; el dispositivo MEC hace quela contribución a estas categorías de impacto sea de un orden de magnitud inferior con respecto al biogás generado en un digestor. Además, si se produce la combustión del biogás, la única categoría de impacto que tiene contribución es la de calentamiento global; para una dispositivo MEC la contribución sigue siendo un orden de magnitud inferior con respecto al biogás de un digestor de lodos.

Los materiales ADIEU

Reseña de Graciela Vázquez (coord.) (2001), ADIEU. Estudiar en español, tres volúmenes, Madrid, Edinumen. Las obras que aquí se reseñan son fruto de un proyecto europeo que recibe el nombre de ADIEU(Akademischer Diskurs in der Europaischen Union / Sócrates, Lingua D), cuyo fin es desarrollar materiales para que los estudiantes extranjeros que deseen cursar estudios en universidades españolas adquieranla competencia necesaria para comprender y producir los textosrequeridos en el contexto académicoespañol. Se centran exclusivamente en el aprendizaje presencial en el ámbito universitario, y en su confección han participado profesores procedentes de diversas universidades de Alemania, España,Francia y Bélgica.

La arqueopetrología del sílex. Estudio de caracterización de los materiales silíceos. Un caso práctico: el nivel II de la Cova del Parco (Alòs de Balaguer, La Noguera)

El presente trabajo nos ha permitido la caracterización de los materiales silíceos del nivel II del yacimiento de la Cova del Parco (Al os de Balaguer, La Noguera, Lleida), a partir del estudio macroscópico y de la comparación petrográfica entre ciertas muestras de los materiales arqueológicos, y muestras recuperadas mediante la prospección del territorio a la búsqueda de sílex. El presente artículo se extrae de los resultados de nuestra tesis de licenciatura.

Los materiales del silo n. 146 de Ullastret

Los silos en el poblado ibérico del Puig de Sant Andreu (Ullastret) son muy numerosos, se suelen encontrar formando agrupaciones; esta organización de zonas o campos de silos vendría dada por las cualidades de la roca: en los lugares donde fueron excavados, la formación natural es más blanda. Los silos casi siempre son de perfil ovoideo, planta oval, fondo plano y boca circular, que no acostumbra ser muy regular. El silo n.O 146 se encuentra situado en la parte externa del oppidum, en el sector X - Y, en un campo de silos muy cerca de la muralla; fue excavado durante la Campaña de Excavaciones n.O 19 (1968-1969). El Dr. OLIVA, director de los trabajos arqueológicos realizados en el yacimiento de Ullastret, en su diario de excavaciones manuscrito, que se guarda en el Servei d'Investigacions Arqueologiques de Girana,! describe así el vaciado del silo n.O 146: « ... al norte del 145, ante la muralla ciclópea. En las primeras tierras del margen sur, tocando el muro del silo, aparece una espada de hierro que se hállaba hincada, curvada siguiendo la pared del silo ... Luego salen los cráneos humanos atravesados por un hierro (Croquis en planta del silo) ... La pieza cerámica es la parte inferior de un skyphos en cerámica gris ampuritana, de sección bastante gruesa. Sigue el silo 146 todo quemado hasta el fondo con carbón.

Alteraciones biológicas de la madera: el estudio de los materiales constructivos del yacimiento de Pleta de l'Estall Serrer (Valle del Madriu, Andorra)

El análisis antracológico, dendrológico y tafonómico de tres estructuras pastoriles de época moderna del yacimiento de Pleta de l’Estall Serrer (valle delMadriu, Andorra) situado a 1.980mde altitud, nosmuestra una presencia casi absoluta del pino tipo negro y la presencia puntual de taxones arbustivos como las ericáceas. Se trata de especies típicas en un bosque subalpino de pino negro. La presencia casi absoluta del pino, nos ha permitido observar diferentes alteraciones de la madera que nos han proporcionado una gran información sobre el uso de la madera, sobre todo las alteraciones por microorganismos. Hemos podido distinguir varios tipos de alteraciones causadas tanto por insectos xilófagos e hifas de hongos. Además, hemos identificado algunos individuos de termitas subterráneas tanto vivas como carbonizadas. Las primeras son termitas que atacan la madera arqueológica durante los procesos postdeposicionales y las termitas carbonizadas seguramente fueron la causa del deterioro de las estructuras y su posterior destrucción a través de su incendio.

Aplicación de criterios geoquímicos al reconocimiento de medios hipersalinos en los materiales arcillosos terciarios de la Depresión Central Catalana

El efecto de distintos cidos en la puesta en solución de cationes adsorbidos en los minerales de las arcillas ha sido tratado a menudo, tanto desde el punto de vista del estudio de sedimentos arcillosos como del análisis de elementos traza en carbonatos. En este trabajo se estudia el comportamiento de algunos cationes frente al lavado con agua destilada y con ácido actico (20 % v/v). Asimismo se comparan las concentraciones de cationes en las soluciones de lavado de sedimentos depositados en medios de distinta salinidad. Se observa que, comparando sedimentos de composición mineralógica parecida, las concentraciones de sodio, potasio, litio y magnesio de muestras depositadas en ambientes hipersalinos son mucho más elevadas que las depositadas en ambientes de salinidad menor.

Palinomorfos del Triásico superior resedimentados en los materiales marinos eocenos de Sant LlorenÇ del Munt (Cuenca del Ebro, NE EspaÑa)

El complejo de abanico costero de Sant Lloren$ del Munt se encuentra en el margen sureste de la cuenca del Ebro, en el noroeste de España. Durante el Paleógeno, este margen de la cuenca estuvo sometido a unas condiciones de tipo transpresivo durante las que se desarrollaron una serie de pliegues, cabalgarnientos y failas de desgarre. Esta estructuración dió lugar a un bloque tectónicamente elevado constituido por materiales del zócalo paleozoico y la cobertera mesozoica que alimentaba una serie de abanicos aluviales y costeros, como el de Sant Lloren$ del Munt, que se desarrollaron en el borde de la cuenca del Ebro. El complejo de Sant Lloren$ del Munt presenta depósitos tanto subaereos como submarinos bien desarrollados, donde se han podido diferenciar cinco principales asociaciones de facies : abanico aluvial proximal, abanico aluvial distal/llanura de abanico costero, frente deltaico, talud deltaico/offshore y plataforma carbonática. Se han tomado 32 muestras de las facies marinas del Bartoniense para el estudio de su contenido palinológico y en 19 de éstas se han encontrado granos de polen triásicos. La mayor parte de las muestras con porcentajes altos de palinomorfos triásicos se corresponden con facies detríticas ligadas a períodos con importantes aportes sedimentarios. Se ha determinado la presencia de más de 15 palinomorfos triásicos diferentes, la mayoría de los cuales nunca han sido encontrados en las muestras tomadas en los materiales triásicos que afloran en areas relativamente cercanas a la aquí estudiada. Se han encontrado palinomorfos típicos del Kamiense y Nonense (Tnásico superior). Los materiales del Triásico superior debieron aflorar extensamente durante el Bartoniense en el actual Valles occidental. El área fuente del complejo de Sant Lloren$ del Munt estuvo constituida tanto por materiales del zócalo paleozoico como de la cobertera Triásica, alcanzando esta última un desarrollo mucho más importante de lo que se había deducido hasta el momento. Existe una relación entre los tramos de las secuencias (fundamentales y compuestas), el contenido en palinomorfos triásicos resedimentados y el grado de conservación del polen. Existe también una relación entre el tipo de facies y el contenido en palinomorfos triásicos resedimentados.

Evaluación de la estructura porosa de los materiales MCM-22, MCM-36 e ITQ-2 empleando el test catalitico del n-decano

The void structure of zeolites MCM-22, MCM-36 and ITQ-2 were discussed on the bases of catalytic reaction tests. The hydromerization of n-decane on bifunctional Pt/Zeolite Catalysts have been used as model reactions. Beta and ZSM-5 zeolites were used for comparison. It is concluded that all materials show features of 10MR zeolites and have also pores bigger than 12MR in this order MCM-22

Propuesta didáctica para adecuar la asignatura de ciencia de los materiales de la carrera de Ingeniero Industrial Administrador de la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL, para implementarla en la modalidad a distancia utilizando material didáctico im

Tesis (Maestría en Enseñanza Superior) U.A.N.L.