Mecánica de medios continuos y teoría de estructuras

En este capítulo se reflexiona sobre la evolución en el siglo XIX de lo que en Italia solían llamar scienza delle construzioni. En dos palabras: se trata de la aplicación de modelos de cálculo basados en la mecánica racional para determinar la seguridad de las construcciones. En este sentido, el XIX ofrece un cambio radical respecto al panorama de siglos anteriores, en los que lo fundamental era la experiencia constructiva y el proceso lento; lento tanto en la formación de técnicos como en la materialización de obras, donde la falta de herramientas de cálculo para prever comportamientos condujo en ocasiones al uso de modelos físicos a escala reducida para demostrar la seguridad de las construcciones o la factibilidad de su proceso edilicio. El capítulo se refiere exclusivamente a modelos abstractos (ni siquiera a los ensayos de laboratorio que pusieron de manifiesto nuevos fenómenos), a pesar de lo cual conviene arrancar con cuatro ejemplos reales, uno por cada cuarto de siglo que pongan de manifiesto los cambios de enfoques producidos en la construcción El primero es una celebrada estructura de madera cuya seguridad fue comprobada mediante ensayos sobre elementos a escala real. Insuperable en la elegancia de su diseño, el segundo, el viaducto de las Cabrillas (1851), fue proyectado y construido en piedra por Lucio del Valle en la cuesta de Contreras. El tercer ejemplo podría ser un puente colgante o «colgado», como se denominaban en la época, de los numerosos que se construyeron en España en la segunda mitad de siglo, pero, por su envergadura y tipología, se ha decidido escoger un caso más tardío: el viaducto del Salado, en la línea de ferrocarril Linares-Almería, proyecto de José Olano (1897) llevado a cabo por la compañía Fives-Lille. El proceso de lanzamiento por empuje hasta entroncar con el túnel del estribo izquierdo fue presenciado en enero de 1899 por un grupo de alumnos de la Escuela de Caminos encabezados por su director, Rogelio Inchaurrandieta, y diferentes profesores, entre los que se encontraban Serafín Freart, encargado de Mecánica Aplicada, y Luis Gaztelu, profesor de Puentes. Con sus pilas de alrededor de 110 m de altura y sus vanos de otro tanto, es un buen ejemplo de lo que] avier Mantero la llama «la gran invención de todo el siglo XIX: la viga en celosía, invención de tanta o mayor trascendencia que la bóveda de piedra para el arco" (Manterola, 2006. Aunque las cerchas de bronce del Panteón de Roma, debidas a Apolodoro de Damasco, o los esquemas de Palladio y las cubiertas de inglesias góticas son precursores de esta tipología (Mainstone, 1975), está laro que sólo en el siglo XIX el cálculo permitió racionalizar los diseños y alcanzar la simplicidad y efectividad que Manterola reconoce como invención. Finalmente, se hace referencia al puente de Golbardo en Santander, uno de los primeros de hormigón armado en España (1900). Este material llegará a su pleno desarrollo en el siglo XX, no sin vencer la desconfianza de sucesivas generaciones. En resumen, a los materiales clásicos, madera y piedra, se añaden en el siglo XIX los hierros y aceros, así como finalmente, el hormigón. Ello motiva una reconsideración de la tipología, de las ideas sobre seguridad estructural, sobre los métodos constructivos y sobre el cálculo que produce la gran eclosión en la representación abstracta del comportamiento de las construcciones, lo cual sólo es posible gracias al progreso de las ciencias. En este capítulo se intentará, en un primer apartado, resumir la experiencia teórica hasta que Coulomb escribe su magistral ensayo. A continuación se tratarán someramente las diferentes líneas de trabajo generadas en países extranjeros y, finalmente, se dará una visión personal de los esfuerzos llevados a cabo en España, que, aún disponiendo de centros docentes perfectamente conectados con lo que sucedía en el extranjero, no fue capaz de generar ninguna aportación original al debate internacional.

70 problemas de Hormigón Armado

La presente publicación es una ampliación de la colección 50 de problemas de hormigón armado que fue publicada en el RUA de la Universidad de Alicante en abril de 2011. Además de ampliar el número de ejercicios se han corregido las erratas detectadas. Esta colección recopila ejercicios y problemas de hormigón armado que han venido proponiéndose en las clases de prácticas, o bien han ido apareciendo en los exámenes de las asignaturas de 3º de Ing. Técnica de Obras Públicas y 4º de Arquitectura en la Universidad de Alicante.

Dynamic investigation of an ancient masonry bell tower with operational modal analysis: a non-destructive experimental technique to obtain the dynamic characteristics of a structure

This paper shows the results of an experimental analysis on the bell tower of “Chiesa della Maddalena” (Mola di Bari, Italy), to better understand the structural behavior of slender masonry structures. The research aims to calibrate a numerical model by means of the Operational Modal Analysis (OMA) method. In this way realistic conclusions about the dynamic behavior of the structure are obtained. The choice of using an OMA derives from the necessity to know the modal parameters of a structure with a non-destructive testing, especially in case of cultural-historical value structures. Therefore by means of an easy and accurate process, it is possible to acquire in-situ environmental vibrations. The data collected are very important to estimate the mode shapes, the natural frequencies and the damping ratios of the structure. To analyze the data obtained from the monitoring, the Peak Picking method has been applied to the Fast Fourier Transforms (FFT) of the signals in order to identify the values of the effective natural frequencies and damping factors of the structure. The main frequencies and the damping ratios have been determined from measurements at some relevant locations. The responses have been then extrapolated and extended to the entire tower through a 3-D Finite Element Model. In this way, knowing the modes of vibration, it has been possible to understand the overall dynamic behavior of the structure.

Los medios mecánicos y las técnicas de la ingeniería

A pesar los graves condicionamientos socio-económicos y energéticos, se observa una demanda creciente de medios mecánicos y de sofisticación de los mismos, a nivel mundial. Los años 60 suponen un importante empuje en el desarrollo de medios mecánicos, siendo el momento de despegue de la U.C. Davis con el Dept. of Agricultural Engineering. En este momento se establece la llegada de Ingenieros y Científicos agrarios españoles a California. Los programas de colaboración desde aquel momento hasta hoy impulsan varios de los avances desde nuestro punto de vista más importantes en la mecanización de la agricultura española, recolección de frutos con vibradores; sistema mecanizado integrado de producción de lechugas, siembra y recolección mecánica del tomate para industria y producción y utilización de biogás a partir de residuos agrícolas. Otros temas más recientes tratan de dar respuesta a nuevos problemas como: sistemas más económicos y apropiados de laboreo del suelo, evaluación de la calidad de frutas y hortalizas, recolección y manejo no destructivos de frutos. Se incorpora cada vez más una visión sistemática e integrada de la mecanización agraria. La interacción entre los materiales biológicos, los medios mecánicos y el hombre es apreciada como un todo, el cual tiende a desarrollarse de forma unificada.

Los métodos proyectivos en la mecánica de los medios contínuos

El Método de las Ecuaciones Integrales es una potente alternativa a los Métodos de Dominio tales como el Método de los Elementos Finitos. La idea ensencial es la combinación de la clásica relación de la reciprocidad con la filosofía de la discretización del F.E.M. La aplicación a algunos problemas reales ha demostrado que en ciertos casos el B.I.E.M. es preferiole al F.E.M. y ello es especialmente así cuando los problemas a tratar son tridimensionales y con geometría complicada. En esta ocasión se analizan comparativamente algunos aspectos matemáticos del procedimiento = Boundary integral equation method (B.I.E.M.)is a powerful alternative to the domain methods, as the well know Finite Element Method (F .E.M.) The esential idea, are the combination of the classical reciprocity re!ations with the discretization phylosophy of F.E.M. The reduction in dimension of the domain to be discretized, the easy treatment of infinite domains and the high accuracy of the results are the main adventages of B.I.E.M. Between the drawacks the nonsymetry and non sparseness of the matrices to be treated are worth remembering. Application to several real problems has shown that in certain cases B.I.E.M. is better than F.E.M. and this is specially true when tridimensional problems of complicated geometries have to be treated. Active research is in progress of its extensión to non linear and time dependent problems.

Estudio de la influencia de la temperatura en las propiedades físicas y mecánicas de la calcarenita de San Julián

En este trabajo se muestran los resultados de una serie de ensayos de laboratorio realizados para estudiar el efecto de las altas temperaturas en las propiedades físicas y mecánicas de una calcarenita muy usada como material de construcción en edificios y monumentos históricos de la ciudad de Alicante. El objetivo es evaluar el daño térmico producido en el material al exponerlo a diferentes temperaturas y la influencia de los diferentes procesos de enfriamiento (al aire y por inmersión en agua), así como la viabilidad del diagnóstico del daño mediante métodos no destructivos (ultrasonidos). Se han utilizado probetas cilíndricas extraídas de bloques de roca sobre las que se han realizado ensayos de caracterización del material intacto obteniendo la porosidad, velocidades de propagación de las ondas P y S, módulos dinámicos y estáticos y resistencia a compresión uniaxial. El calentamiento se ha efectuado en horno eléctrico a temperaturas de entre 105 y 600ºC, en intervalos de 100ºC. Para cada temperatura (excepto 105 ºC) se han calentado diez probetas, enfriándolas posteriormente mediante dos procesos diferentes, obteniendo datos de un total de 55 probetas sometidas a diferentes condiciones de temperatura y método de enfriamiento. Finalmente, se han determinado de nuevo las propiedades de las probetas tras su calentamiento, comparando y correlacionando las diferentes variables. Las conclusiones principales destacan un acusado descenso de los valores de las propiedades medidas con la temperatura (excepto la porosidad que aumenta). Este descenso se acelera notablemente con enfriamiento por agua. Los ensayos no destructivos detectan el deterioro producido en el proceso de igual forma que los destructivos.

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.

Medida y mapeado de vibraciones con cámaras fotográficas de bolsillo

Contribución oral al Simposio de Ciencias de la Imagen de la XI Reunión Nacional de Óptica

Implementación del contenido de las asignaturas del Máster de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos

El desarrollo del contenido de las asignaturas a impartir en el Máster de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos, supone, teniendo como base la información remitida a la Agencia Nacional de Acreditación (ANECA) para su aprobación, implementar todos aquellos parámetros que definirán los criterios a aplicar para que el alumnado pueda adquirir los conocimientos y competencias asociadas a cada una de las asignaturas en las que vaya recibir docencia en este primer curso de implantación del Máster de Ingeniería de Caminos en la Universidad de Alicante. Para ello, a partir de las reuniones previas tanto de la Comisión del Área de Titulación como de las correspondientes a esta Red, se han podido poner en común los criterios generales a aplicar en una mayoría de las asignaturas, ya sea en los formatos o en los criterios de evaluación, de forma que el alumno pueda percibir estrategias similares (que no iguales o idénticas por imposible) que le permitan avanzar de forma coherente a lo largo de la titulación. En este aspecto, se ha partido de las recomendaciones ofrecidas en las distintas reuniones y comisiones de los representantes de las Escuelas de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos de España, entre los cuales se encontraba representada la Universidad de Alicante, así como de las directrices marcadas por el Ministerio de Educación. Debe tenerse en cuenta que la puesta en funcionamiento de un Máster de carácter profesionalizante (según Orden CIN 309/2009) [1] como el de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos en la Universidad de Alicante, ha obligado a los departamentos y docentes implicados en su desarrollo, a establecer criterios específicos relacionados con los sistemas de evaluación, enseñanza y planificación de la materia a impartir.

Aplicación del dibujo arquitectónico en 3D para el análisis histórico de los sistemas constructivos industrializados

La condición tridimensional de la construcción edificatoria precisa del uso del dibujo en 3D como la mejor herramienta de proyecto y transmisión de conocimientos técnicos y formales. El objetivo de esta comunicación es mostrar la aplicación de la expresión gráfica en 3D en un análisis histórico sobre la evolución de la envolvente industrializada en arquitectura, identificando sus principales condicionantes técnicos y constructivos. El estudio compara la evolución del uso de sistemas constructivos industrializados mediante un análisis gráfico de las soluciones constructivas más destacables. La metodología empleada se basa en la identificación y estudio de determinados sistemas constructivos industrializados compuestos por materiales ligeros así como de obras de arquitectura representativas por su influencia en la evolución de la envolvente arquitectónica en la segunda mitad del siglo XX. La representación gráfica en 3D ayuda a comparar las obras analizadas desde aspectos tecnológicos y formales, constatándose la utilidad del dibujo asistido por ordenador en el análisis constructivo realizado. En conclusión, el uso del dibujo arquitectónico en 3D contribuye, por la mejor comprensión de las características espaciales de las soluciones constructivas, al análisis de las propiedades materiales y funcionales de los sistemas constructivos industrializados y su aplicación al diseño arquitectónico, ayudando a perfeccionar su conocimiento e incrementando la calidad constructiva y compromiso social de las propuestas arquitectónicas.

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.

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.

Análisis de resultados de las asignaturas de primer curso en la implantación del máster de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos en la EPS de la UA

La puesta en funcionamiento del Primer Curso del Máster de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos en la Universidad de Alicante ha supuesto un reto de adaptación y modificación de los criterios que se venían empleando desde la entrada en vigor del Plan de Estudios de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos en el año 2005. Para ello, se ha partido de la información que se remitió en su momento para su aprobación a la Agencia Nacional de Acreditación (ANECA), implementando y aplicando todos aquellos parámetros que se definieron ex profeso en su momento, de forma que el alumnado pudiera adquirir los conocimientos y competencias asociadas a cada una de las asignaturas en las que ha recibido docencia en este primer curso de implantación del Máster de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos (MICCP) en la Universidad de Alicante. En ningún caso debe olvidarse que la entrada en vigor de este máster mantiene reservas profesionales (según Orden CIN 309/2009) [1] para los egresados de la titulación, obligando a que la totalidad de departamentos y docentes implicados en su desarrollo, implementaran criterios específicos relacionados con los sistemas de evaluación, enseñanza y planificación de la materia a impartir, si bien debe indicarse que, a tenor de los resultados obtenidos en las distintas asignaturas de este primer curso, no han sido todo los eficaces que en un primer momento pudieran esperarse.

Los medios audiovisuales y la enseñanza de lenguas.

Con este trabajo se pretende demostrar que la enseñanza de la lengua oral debe hacerse en situación y que para crear dicha situación son necesarios los distintos medios audio-visuales. Dado que el medio audio-visual consta de dos elementos, el visual y el sonoro, en este trabajo se estudia individualmente cada uno de ellos, así como las condiciones que deben cumplir para poder ser utilizados en la enseñanza y los distintos tipos de material empleados por los métodos más conocidos. Por fin, se agrupan los distintos medios audio-visuales que existen. Los medios audio-visuales han tenido un desarrollo fulgurante. Hace 25 ó 30 años los únicos medios con que contaba el profesor eran los carteles y dibujos. La aparición de los medios de grabación y reproducción del sonido y las nuevas técnicas gráficas han supuesto un impulso enorme en la propagación de dichos medios. Es interesante observar dos tendencias que tienen los distintos medios que van apareciendo. Por una parte, todos ellos tienden a facilitar la labor del profesor (más que a facilitar la labor del profesor, tienden a aumentar el rendimiento). La segunda tendencia que se observa es que facilitan la autoinstrucción, ya que es la única posibilidad de millones de personas en todo el mundo de aprender una segunda lengua. Se observa, asimismo, una tendencia a combinar los elementos oral y visual en lo que se han llamado medios y métodos audio-visuales. Las colecciones de medios orales o visuales exclusivamente van siendo cada vez menos frecuentes.

Los medios audiovisuales y la enseñanza de las lenguas.

En este trabajo se intenta estudiar los medios audiovisuales teniendo en cuenta que los principios básicos de su metodología surgen de la consideración de que la lengua oral es primordial y su enseñanza debe hacerse en situación para que adquiera significado. Para crear esta situación aparecen los medios audiovisuales. Se estudian individualmente los dos medios: el visual y el sonoro. El elemento visual: contexto y situación; códigos de señales; distintos planos del dibujo; lectura de la imagen; datos pertinentes y no pertinentes; el elemento visual como refuerzo de una situación ya creada; dibujos y fotografías; tipos de dibujos. El elemento auditivo: el sonido, características; condicionamiento acústico; condiciones de la aplicabilidad de los distintos medios de comunicación del sonido a la enseñanza de lenguas. Distintos tipos de medios audiovisuales: condiciones generales de los medios audiovisuales; el encerado; dibujos, cartas y carteles; preparación y ampliación de los mismos; medios de proyección: diapositivas, filminas, retroproyector y epideascopo; el cine-loop, la película sonora y no sonora; la televisión. Los medios audiovisuales han tenido un desarrollo fulgurante. La aparición de los medios de grabación y reproducción del sonido y las nuevas técnicas gráficas y de multiplicación de originales supuso un impulso enorme en la propagación de dichos medios. Los distintos medios que van apareciendo tienden, por una parte, a facilitar la labor del profesor, haciendo que con el mismo esfuerzo obtenga mayor rendimiento y, por otra parte, tienden a la auto-instruccion, pues es la unica posibilidad de millones de personas en todo el mundo a aprender una segunda lengua. Se observa, así mismo, una tendencia a combinar los elementos oral y visual en lo que se ha llamado medios y métodos audiovisuales. Las colecciones de los medios orales o visuales exclusivamente van siendo cada vez menos frecuentes.