Proyectos investigación del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH)

Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón

Instituto de
Ciencia y Tecnología del Hormigón
Santiago de Chile, octubre de 2013

Dr. Víctor Yepes Piqueras
Director del Máster en Ingeniería del Hormigón

1

* Número de Investigadores
Personal

TU

9
1

TEU-DR

1

TEU

1

COLABORADOR

4

AYU

4

BECARIO
APOYO A LA INVESTIGACIÓN

8

CEU

INVESTIGADOR EN
FORMACIÓN

2009

CU
INVESTIGADOR

Categoría

1

TECNICO PLANTILLA

5

TÉCNICO CONTRATADO

12

TOTAL

44

Miembros

44

Personal investigador

27

Personal de A.I.

17

Doctores

26

PDI

30

2


* Instalaciones disponibles
Secretaría y Despachos (Edificio 4G)
Laboratorios (Edificio 4F)

V
N

N

3

* Principales líneas de investigación

COMPORTAMIENTO MECÁNICO RESISTENTE

MATERIALES

PATOLOGÍA Y REHABILITACIÓN

 Modelización numérica de
estructuras de hormigón
 Análisis experimental de
 Métodos simplificados de
diseño
 Optimización de estructuras
 Hormigones especiales
 Reutilización de residuos en la
fabricación de hormigones,
morteros y cementos
 Refuerzo de elementos
estructurales de hormigón
 Resistencia al fuego de
4

* Proyectos nacionales/europeos
Ministerio de Educación y Ciencia
Ministerio de Medio Ambiente
Generalidad Valenciana
Impiva
* Proyectos con empresas de referencia
British Petroleum, Cemex, Ferroatlántica, Saneamiento de
Aguas de Valencia, Inmobiliaria Espacio – OHL
Aidico, Vetrotex Saint-Gobain, Acescolor, Necso, Prevalesa,
Consorcio de Bomberos, Dragados, …

* Sectores donde se tiene actividad:
relacionados con la construcción, sus materiales y las
constructoras

5


Incorporación de residuos en la fabricación de materiales
de construcción.
Objetivos:
Caracterización de residuos, en especial sólidos, de origen urbano, agrícola, industrial,
energético y descontaminación. Valorización de residuos. Estudio de las posibilidades de
incorporación de estos residuos en la fabricación de materiales de construcción, en especial de
materiales conglomerantes inorgánicos. Estudio de las características puzolánicas de los
residuos y su aprovechamiento en la fabricación de cementos, morteros y hormigones.
Estudios de compatibilidad, mejora de las propiedades y acondicionamiento de los residuos
para su uso como materia prima para la elaboración de materiales de construcción.

6


Reutilización de la ceniza de
cáscara de arroz como material de
construcción:
valorización
por
medio de procesos de activación.

7


Desarrollo de nuevos materiales de
construcción a partir de residuos
procedentes de fangos de
depuradoras de aguas residuales

8


Reutilización de los residuos de catalizador
de craqueo catalítico (FCC) generados en
la producción de naftas de petróleo, para la
preparación de materiales cementantes
Objetivo:
• Estudio de distintas posibilidades de reutilización y valoración del residuo
del catalizador de craqueo catalítico en lecho fluidizado (RFCC) usado para
la obtención de naftas, como material de construcción y como material
fijador de residuos tóxicos y peligrosos.
• Estudio de la reactividad del catalizador gastado de craqueo catalítico
(RFCC) frente: Cal, Cementos, Activadores alcalinos, Cal/yeso, para
determinar sus posibilidades de uso como material de construcción.
• Valorización del RFCC como material de sustitución o de adición en
morteros y hormigones de cemento Portland
• Estudio reológico de las pastas con RFCC para analizar las consecuencias
en hormigones frescos y su compatibilidad con agentes plastificantes y
superfluidificantes
• Fabricación de morteros y hormigones de altas prestaciones mecánicas y
de durabilidad


Desarrollo de nuevos materiales
compuestos fabricados con fibras de
vidrio álcali-resistentes y
conglomerantes con adiciones
minerales activas
Objetivos:
• Desarrollo de nuevos materiales compuestos de matriz
conglomerante (fundamentalmente cementos portland, pero
extensible a cementos alcalinos, cales y yesos) con fibras álcaliresistentes (AR) en los que se introduzcan adiciones minerales
químicamente activas que mejoren las prestaciones relativas al
comportamiento mecánico (resistencia a flexión y tracción,
impacto, tenacidad, deformación, etc..), a la durabilidad
(envejecimiento por temperatura, ataques por carbonatación,
ataques por sulfatos, acción de cloruros, etc..) y a la reducción de
costes (sustitución de cemento por materiales más económicos,
modificaciones en la dosificación, optimización del contenido en
fibras).

200 µm


Influencia del grado de densificación sobre las
propiedades de la microsílice
Activación de la microsílice para el desarrollo de
hormigones de altas prestaciones.
Aplicaciones a prefabricados. Tubos de
conducción de aguas residuales.

11


Estudio Teórico-Experimental de
Soportes Esbeltos de Hormigón de
Alta Resistencia Sometidos a
Esfuerzos Combinados de
Compresión y Flexión Biaxial
Objetivos:
•
•
•
•

Conocer el comportamiento estructural
Calibrar el modelo teórico desarrollado
Verificar los actuales métodos simplificados de diseño
Proponer nuevos métodos simplificados para el
proyecto
• Definir reglas y recomendaciones prácticas para su
proyecto y construcción.


Estudio numérico experimental de perfiles
tubulares de acero rellenos
de hormigón de alta
resistencia
Objetivos:
• Analizar el comportamiento hasta rotura de este
tipo de elementos estructurales, incluyendo los
efectos de segundo orden.
• Desarrollar y calibrar un modelo numérico.
• Proponer un método simplificado de cálculo para
soportes válido para hormigones de más de 50
MPa.


Estudio experimental de la
adherencia de alambres
pretesos para fabricación de
traviesas
Objetivos:
• Realización de ensayos previos en laboratorio
para reproducir hormigón fabricado en planta de
prefabricación de DRACE-Sagunto
• Verificar las propiedades adherentes de alambres
de pretensar en hormigones normalmente
empleados por la empresa para la fabricación de
traviesas.
• Realización de ensayos de adherencia con el
método ECADA sobre dos tipos de alambres de
pretensar (liso y corrugado


Estudio experimental y
numérico de la construcción
de forjados hormigonados in
situ mediante sistemas de
cimbrado y descimbrado


Ensayos sobre traviesas
bibloque

Pórtico diseñado

Ensayo estático directo

Ensayo estático indirecto

Ensayo dinámico


Ensayos sobre elementos
estructurales y constructivos en
verdadera magnitud

Gradas

Tuberías de saneamiento
Marcos


Ensayos sobre elementos
estructurales y constructivos en
verdadera magnitud

Ensayo a flexión sobre viga prefabricada


Caracterización, diseño y
modelización de elementos
con Hormigón de fibras

30

20

Load (KN)

Secc. 100x100 SFRC
Secc. 100x100 RC
Secc. 100x60 SFRC
10

Secc. 100x60 RC

0
0

1

2

Deflection (mm)


Caracterización y
diseño de hormigones
autocompactables
Modelos reducidos de ensayo
Puente de la Ronda Norte
de Valencia


Estudio experimental y numérico de
soportes de hormigón armado
reforzados con perfiles metálicos
sometidos a esfuerzos de
compresión y flexo-compresión
Objetivos:
• Conocer el comportamiento estructural de pilares de
hormigón armado reforzados con angulares y presillas
metálicos.
• Diseño de ensayos de laboratorio
• Elaboración y calibración de un modelo teórico de
comportamiento
• Propuestas y validación de métodos simplificados de análisis
• Elaboración de recomendaciones de diseño y ejecución


Resistencia al Fuego de
Estructuras de Hormigón y
Mixtas
Objetivo:
• Análisis avanzados de Ingeniería de Seguridad
Ante Incendio para edificación.
• Modelos Numéricos de Resistencia al Fuego
de Elementos Estructurales.
• Ensayos Experimentales.
• Métodos Simplificados de Diseño.
• Estudios de evolución del incendio en
instalaciones industriales y de edificación

Colaboraciones:
• Consorcio de Bomberos, Laboratorio del Fuego de AIDICO, etc


COLABORACIÓN
Posibilidades de colaboración con la empresa

Investigación Colaborativa
Contrato de I+D
Consultoría-Asesoría

23

REFERENCIAS Y CONTACTO
Referencias investigador / Estructura de Investigación
Director: Jordi Payá Bernabeu
ETSICCP, Edificio Caminos-2
Tel: 96 387 75 60
Fax: 96 387 75 69
icitech@upvnet.upv.es

24

SANTIAGO DE CHILE – Noviembre 2009

Estudio experimental de soportes esbeltos
de hormigón de alta resistencia sometidos
a esfuerzos combinados de compresión y
flexión biaxial

Proyecto de Investigación

UPV

P.I. Pilares HAR a flexo-compresión

INTRODUCCION ESTADO CUESTIONPLANTEAMIENTO

1. INTRODUCCIÓN
El uso de soportes fabricados con hormigón de alta resistencia en la
edificación es cada vez mayor, debido a la economía de espacios que
representa la reducción de las dimensiones de su sección transversal y
el menor peso cuando estos elementos son prefabricados



1. INTRODUCCIÓN
La evolución del uso de los hormigones de alta resistencia ha sido muy espectacular en
los últimos años. Un dato significativo, tomado del análisis de los 100 edificios más altos
del mundo realizado por el “Council On Tall Buildings and Urban Habitat” en 1998, refleja
el aumento del número de edificios realizados con hormigón de alta resistencia.
Decada
70s
80s
90s

Nº de Edificios
17
27
42

Acero% Hormigón% Mixta%
76
41
28

12
15
36

12
44
36


1. INTRODUCCIÓN
Algunos ejemplos de edificios construidos con
pilares de Hormigón de Alta Resistencia
Torres Petronas. Kuala Lumpur, Malaysia,1998.
Las torres de 82 plantas sobre rasante y 6 inferiores,
con una altura total de 450 metros, es el edificio más
alto del mundo.
El esquema estructural es un núcleo de hormigón
armado y 16 pilares perimetrales circulares de
diámetros 2.40 a 1.20 metros variando con la altura.
El hormigón en soportes es de 80 Mpa., hasta la planta
23, de 60 Mpa., entre ésta y la 61, y de 40 Mpa., el
resto.




2. ESTADO DE LA CUESTIÓN
2.1. Métodos de cálculo de pilares esbeltos a flexo-compresión
En las tipologías habitualmente utilizadas en
edificación estos elementos estructurales
están sometidos con frecuencia a esfuerzos
combinados de compresión y flexión
biaxial.



3. PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN
3.1. Objetivos
Generales
Llevar a cabo un programa de investigación experimental para conocer el
comportamiento estructural de este tipo de soportes, calibrar el modelo
teórico desarrollado con anterioridad por el grupo de investigación, y
verificar los actuales métodos simplificados de diseño
Por otro lado, proponer nuevos métodos simplificados para el proyecto de
este tipo de soportes, aplicables en todo el rango de resistencias del
hormigón, desde los hormigones convencionales hasta los de alta
resistencia, definiendo además reglas y recomendaciones prácticas para
su proyecto y construcción.



3.1. Objetivos
Específicos
1. Diseño de ensayos de laboratorio
2. Análisis experimental
3. Calibración del modelo teórico de comportamiento
4. Propuestas y validación de métodos simplificados de análisis
5. Elaboración de recomendaciones de diseño y ejecución



3.2. Tareas a realizar.
a.

Definición de parámetros y rangos de variables

Gato 2500 kN

Elevadores



c. Desarrollo del programa experimental - FERRALLA

Topes

Soldadura de las
barras de  16 mm

Ferralla de
fábrica
Pegado de galgas



c. Desarrollo del programa experimental - HORMIGONADO

Encofrado vibrante

Hormigonera

Curado



c. Desarrollo del programa experimental - ROTURA

L = 3 m Rotura dúctil

L = 3 m Rotura frágil

L = 2 m Rotura frágil



d. Análisis de resultados
ALGUNAS CONCLUSIONES:
En general, puesto que el efecto del eje débil no se tiene en cuenta en los
métodos simplificados de cálculo de soportes esbeltos propuestos en
las normativas, dichos métodos se encuentran del lado de la
inseguridad al sobrevalorar la capacidad resistente del soporte.
La importancia de este efecto dependerá de la esbeltez del eje débil
soporte y de la relación entre la esbeltez del eje débil y fuerte del soporte.
Estos resultados indican que sería recomendable establecer un rango de
validez de los métodos simplificados propuestos por las distintas
normativas para soportes esbeltos no arriostrados sometidos a una
solicitación de flexo-compresión recta.

ESTUDIO EXPERIMENTAL Y NUMÉRICO DE
SOPORTES DE HORMIGÓN ARMADO
REFORZADOS CON PERFILES METÁLICOS
SOMETIDOS A ESFUERZOS DE
COMPRESIÓN Y FLEXO-COMPRESIÓN


UPV

P.I. Refuerzo pilares

INTRODUCCION ESTADO CUESTIONPLANTEAMIENTO PERSPECTIVAS

1. INTRODUCCIÓN
El fallo de los pilares es una de las causas principales de colapso
generalizado de estructuras de hormigón



1. INTRODUCCIÓN
Patología de pilares. Importancia relativa
45

43

40
35

35
30

30
25

21

20

21

15

5-Tabiques

4-Forjados

3-Vigas

2-Pilares

6-Cerramientos

Refuerzo:

1Cimentaciones

0

3

4

5
10-Otros

5

8-Elementos en
contacto con el
terreno
9-Elementos
superficiales
distintos de

7

5

7-Cubiertas

10

Entendemos como refuerzo aquellos trabajos que nos permiten aumentar la
capacidad portante de un elemento estructural



1. INTRODUCCIÓN
Refuerzo con angulares metálicos y presillas



3.1. Objetivos
General
Conocer el comportamiento estructural de pilares de hormigón armado
reforzados con angulares y presillas metálicos

Específicos
3. Elaboración y calibración de un modelo teórico de comportamiento



b. Diseño de los ensayos – FLEXO - COMPRESIÓN



c. Preparación de probetas



d. Rotura de los pilares


OPTIMIZACIÓN HEURÍSTICA DE ESTRUCTURAS DE
HORMIGÓN


UPV

P.I. Heurísticas en Estructuras de H.A.


RESULTADOS

1. INTRODUCCIÓN
El diseño de estructuras de hormigón rara vez se optimiza por método alguno, quedando a la
experiencia del ingeniero proyectista la elección de las variables de dimensiones de secciones
y la posterior comprobación/dimensionamiento de armaduras mediante software que no
incluye rutinas de optimización

47



RESULTADOS

1. INTRODUCCIÓN

En estos términos, los diseños actuales incluyen sobrecostes sobre los óptimos que se
pueden estimar no menores que el 10% del coste de las estructuras.

48



RESULTADOS


3.1. Objetivos
General
Desarrollar una metodología de diseño de diversos tipos de estructuras de
hormigón armado basada en optimización mediante algoritmos de inteligencia
artificial

Específicos
1.

Aplicación a varios tipos de estructura. En principio se proponen dos
1.
2.

2.

Pórticos de edificación de H.A.
Marcos de paso de carretera

Obtener reglas optimizadas económicamente de secciones, materiales y
armaduras pasivas de cada uno de los tipos de estructura
49



RESULTADOS


3.1. Objetivos
Tipos de estructura a estudiar
Marcos de paso de carretera

Pórticos de edificación de H.A.

50



RESULTADOS


3.1. Objetivos
Unidad de obra
kg de acero (B-500S)
m2 de

Cost (€)
0.583

encofrado bajo losa

18.030

m2 de encofrado de muro

18.631

m2 de encofrado de superior de losa

30.652

m3 de cimbra

6.010

m3 de

5.409

hormigón en losa inferior (mano de obra)

m3 de hormigón en muros (labour)

i 1, r

(2) ESTADOS LÍMITES ESTRUCTURALES

g j ( x1 , x2 ,.....xn )  0

7.212

m3 de alquiler de bomba de hormigón

F ( x1 , x2 ,...xn )   pi  mi ( x1 , x2 ,..., xn )

9.015

m3 de hormigón en losa superior (mano de obra)

(1) FUNCIÓN COSTE A MINIMIZAR

6.010

m3 de hormigón HA-25

45.244


49.379


53.899


58.995


63.803


68.612

Precios básicos de la función de coste para marcos de paso de carretera

51



RESULTADOS


3.2. Tareas a realizar. Programa de trabajos
ACTIVIDADES Y TAREAS

PRIMER AÑO

SEGUNDO
AÑO

Recopilación de información
Diseño de los módulos de verificación de la
estructura
Diseño del módulo de optimización
heurística del espacio de soluciones
Estudio de ajuste de los modelos y
comparación de los distintos algoritmos de
optimización
Estudios paramétricos de optimización de
los elementos estructurales
52

TERCER AÑO



RESULTADOS


a. Diseño de los módulos de verificación de la estructura


Definición de variables y parámetros del análisis.



Cálculo de esfuerzos: Mediante un programa interno basado en el método matricial.



Postproceso de esfuerzos: Cálculo de envolventes de esfuerzos.



Verificación de estados límite de servicio y rotura. Viabilidad de la estructura y
holguras de excesos o defectos de resistencias. (Estados límite de flexión rotura,
cortante, figuración y flechas.)



Valoración económica de la solución.

53







Variables para marcos de carretera




2 geométricas
2 tipos de hormigón
40 elementos de armado

54

RESULTADOS



RESULTADOS





Variables para entramados de edificación


81 variables

Armado longitudinal típico de vigas en pórticos de hormigón armado de edficación

55




b. Diseño del módulo de optimización heurística del espacio de soluciones


Submódulo de generación aleatoria de soluciones factibles.



Submódulos de optimización según distintos métodos:


Submódulo de optimización por método del gradiente.



Submódulo de optimización por cristalización simulada (annealing).



Submódulo de optimización por aceptación por umbrales.



Submódulo de optimización por algoritmos genéticos

56

RESULTADOS



RESULTADOS


c. Estudio de ajuste de los modelos y comparación de los distintos algoritmos de
optimización



Verificación de la convergencia, sensibilidad, objetividad y robustez de los algoritmos.
Comparación de los distintos algoritmos de optimización.

d. Estudios paramétricos de optimización de los elementos estructurales para los
rangos típicos de las variables en cada tipo estructural.

57



RESULTADOS

4. RESULTADOS PRELIMINARES

4.1. Resultados – a) Marco de paso de carretera de 13 m de luz y 6,17 m de altura
libre

Conclusiones: Es importante considerar tanto la fatiga del hormigón como las deflexiones en los E.L.
58



RESULTADOS


4.1. Resultados – b) Entramado de edificación de H.A.
Ejemplo de optimización heurística: pórtico de dos vanos y cuatro plantas sometido a las cargas gravitatorias y
horizontales (viento).

3 m.

3 m.

3 m.

4 m.

5 m.

5 m.

59




Solución tras optimización heurística (cristalización simulada):

60

RESULTADOS




Comparación de soluciones

61

RESULTADOS

ESTUDIO TEÓRICO-EXPERIMENTAL DEL
ANCLAJE DE ARMADURAS PASIVAS EN
REGIONES “D” DE ESTRUCTURAS DE
HORMIGÓN CONSIDERANDO LA PRESIÓN
TRANSVERSAL


UPV

P.I. Anclaje armaduras regiones D


1. INTRODUCCIÓN
El anclaje de las armaduras en las regiones D definidas en las
proximidades de los apoyos extremos de vigas, en el anclaje en punta
de la armadura principal en las ménsulas cortas, en apoyos a media
madera, en los encepados de pilotes o estructuras similares, puede
condicionar las dimensiones de las piezas, si se respetan las longitudes
de anclaje que impone la normativa, u obligar a utilizar dispositivos
especiales de anclaje



3.1. Objetivos
Generales
Llevar a cabo un programa de investigación experimental y teórica para
cuantificar las necesidades de longitud de anclaje en condiciones reales
de carga en aquellas regiones D donde existen fuertes compresiones
transversales que podrían mejorar las condiciones de anclaje.



3.1. Objetivos
Específicos
1. Diseño de un ensayo que permita reproducir las condiciones de anclaje de
armaduras en zonas afectadas por la compresión transversal.
2. Analizar y determinar las longitudes de anclaje requeridas en nudos C-C-T,
teniendo en cuenta el sistema nudo-anclaje y el efecto de la presión
transversal en la zona del nudo.
3. Realización de ensayos variando las dimensiones de la dimensión del nudo y
el ángulo de inclinación de la biela comprimida que se apoya en el nudo, con
el fin de determinar en qué condiciones la longitud del nudo es suficiente para
generar el anclaje total de la tracción de la armadura.



3.1. Objetivos
Específicos
4. Analizar la influencia de la resistencia del hormigón en dichas longitudes.
5. Desarrollar y calibrar, a partir de los resultados experimentales realizados, un
modelo numérico realista que permita reproducir los resultados obtenidos.
6. Analizar, mediante el modelo numérico, el sistema nudo-anclaje para generalizar
los resultados experimentales obtenidos.
7. A partir de los resultados experimentales y de la extrapolación numérica,
proponer métodos simplificados para la determinación de las longitudes de
anclaje



b. Diseño de los ensayos

Prototipo inicial de probeta de ensayo



b. Diseño de los ensayos

FRONT VIEW
cm

º

Prototipo definitivo

a)
b)
c)

Célula de carga.
Placa de reparto.
Perno de anclaje



c. Desarrollo del programa experimental



e. Desarrollo y calibración de un modelo numérico


UPV

ESTUDIO EXPERIMENTAL Y NUMÉRICO DE LA
CONSTRUCCIÓN DE FORJADOS HORMIGONADOS INSITU MEDIANTE SISTEMAS DE CIMBRADO Y
DESCIMBRADO

Insertar foto

P.I. Cimbrado-descimbrado de edificios


RESULTADOS

1. INTRODUCCIÓN
Desde el punto de vista constructivo, el hecho de que el hormigón sea un material moldeable
impone la necesidad de un encofrado, capaz de soportar el peso y los empujes laterales
del hormigón fresco y una cimbra capaz de sustentar dicho encofrado.

72



RESULTADOS

1. INTRODUCCIÓN

Una vez fraguado el hormigón, desaparecen los empujes laterales y por tanto deja de ser
necesario el encofrado, pero el hormigón aun no ha alcanzado suficiente resistencia, por lo
que la cimbra debe mantenerse durante algo mas de tiempo [Torroja E., 1991].

73



1. INTRODUCCIÓN
Durante la construcción
de edificios con
múltiples alturas, los
forjados se apuntalan
(cimbran) en varias
plantas para repartir
entre ellas las cargas
que se dan durante el
proceso de
hormigonado.

74

RESULTADOS


Encofrados para forjados planos de edificación:


LOSAS MACIZAS

75

RESULTADOS



RESULTADOS

1. INTRODUCCIÓN

Encofrados para forjados planos de edificación:

LOSAS ALIGERADAS
(FORJADOS RETICULARES)

76



RESULTADOS

1. INTRODUCCIÓN
En este tipo de construcción la pregunta más importante a responder es:
¿Qué plazos son necesarios para la installación, hormigonado y retirada de cada nivel de
puntales?

¿Qué cargas se generan durante la construcción?
¿A qué edad está el hormigón preparado para resistir estas cargas?

77



RESULTADOS


3.1. Objetivos
General
Comprender la influencia que determinados factores como la evolución de
propiedades del hormigón, las deformaciones del forjado y de la cimbra,
operaciones intermedias habituales como el clareado de puntales y la
temperatura de curado del hormigón entre otros tienen en las cargas sobre el
forjado y la cimbra durante las diferentes etapas de construcción.

Específicos
3. Elaboración y calibración de un modelo teórico de comportamiento
78




a. Diseño del programa experimental – Descripción de la estructura

79

RESULTADOS




a. Diseño del programa experimental – Fases constructivas

t = 0 días

t = 1 0 d ía s

t = 3 días

t = 7 días

t = 1 4 d ía s

t = 1 5 d ía s

80

RESULTADOS



RESULTADOS


a. Diseño del programa experimental – Fases constructivas

t = 18 días

t = 22 días

t = 23 días

81




a. Diseño del programa experimental – Ensayos de laboratorio
Ensayos sobre puntales

82

RESULTADOS




b. Desarrollo y calibración de un modelo numérico – Método de cálculo

83

RESULTADOS

Reutilización de los residuos de
catalizador de craqueo catalítico
(FCC) generados en la producción
de naftas de petróleo, para la
preparación de materiales
cementantes.


UPV

P.I. Reutilización FCC en materiales cementantes

INTRODUCCION
ESTADO CUESTION
PLANTEAMIENTORESULTADOS

1. INTRODUCCIÓN
La reutilización de residuos de tipo urbano, industrial
energético y agrícola es una de las actividades o
campos científicos en gran auge, por la preocupación
existente en la sociedad relacionada con la
conservación medio-ambiental y la preservación de los
recursos naturales.
Muchos de los residuos están siendo reutilizados (con
y sin acondicionamiento) en el campo de la ingeniería
civil y más concretamente en la fabricación de
materiales y elementos de construcción: ejemplos de
ello son las cenizas volantes de central térmica de
carbón, el humo de sílice, las escorias de alto horno,
etc...
85


INTRODUCCION
ESTADO CUESTION

1. INTRODUCCIÓN

86


INTRODUCCION
ESTADO CUESTION

3.1. Objetivos
General
Estudio de distintas posibilidades de reutilización y valoración del residuo del
catalizador de craqueo catalítico en lecho fluidizado (RFCC) usado para la
obtención de naftas, como material de construcción y como material fijador de
residuos tóxicos y peligrosos.
Específicos
1.

2.
3.
4.
5.

Estudio de la reactividad del catalizador gastado de craqueo catalítico (RFCC) frente:
Cal, Cementos, Activadores alcalinos, Cal/yeso, para determinar sus posibilidades de
uso como material de construcción.
Valorización del RFCC como material de sustitución o de adición en morteros y
hormigones de cemento Portland
Estudio reológico de las pastas con RFCC para analizar las consecuencias en
hormigones frescos y su compatibilidad con agentes plastificantes y superfluidificantes
Fabricación de morteros y hormigones de altas prestaciones mecánicas y de
durabilidad
Estudio del comportamiento frente a la lixiviación de materiales monolíticos fabricados
con diversas mezclas que contengan RFCC
87


INTRODUCCION
ESTADO CUESTION

Fase A. Caracterización del residuo: química, física y mineralógica
Microfotografías de
FCC sin moler:
a)
b)

Partícula rota
mostrando la
estructura porosa
interna

d)

c

Detalle de una
partícula esférica

c)

a

Vista general

Detalle del
interior de la
partícula porosa.

b

d
88


INTRODUCCION
ESTADO CUESTION

Fase B. Estudios de reactividad
Conclusiones
 Activación puzolánica del residuo FCC por tratamiento mecánico: con una
finura que corresponde a un diámetro medio entre 15 y 20 micras, la
reactividad del FCC es muy importante.
 Datos teórico-prácticos de los niveles de fijación de cal por reacción
puzolánica: fijaciones de más del 44% de la portlandita liberada en la
hidratación del cemento para sustituciones del 15%, dato superior al
metacaolín (38%) en las mismas condiciones. Fijaciones de portlandita de
hasta el 85% en sistemas con relación 0.25 agua/material-cementante.
 Datos teórico-prácticos respecto a la naturaleza de los productos de la
reacción puzolánica: muy similares al metacaolín. Destaca la formación de
silicoaluminatos cálcicos hidratados (gehlenita hidratada).

89


INTRODUCCION
ESTADO CUESTION

Fase B. Estudios de reactividad
Conclusiones
 Homogeneidad en la composición y, en especial, de reactividad para
residuos procedentes de varias plantas de craqueo. Confirmación de la
posibilidad de explotar de forma conjunta los residuos generados en diversas
plantas.
 Cuantificación del factor k de eficacia cementante del residuo de FCC: Se ha
obtenido valores de ese factor K entre 1.59 y 2.22 para materiales curados a
7 días, y entre 1.99 y 2.76 para los curados a 28 días. Estos datos
demuestran la reactividad efectiva tan alta para este residuo, que lo
convierten en una materia prima para la fabricación de morteros y
hormigones de elevadas prestaciones.
 Preparación de cementos y morteros blancos de alta resistencia y de tipo
puzolánico: Los estudios de blancura demuestran que es factible preparar
cementos blancos con puzolana que cumplan la normativa de blancura. De
este modo se podrían fabricar morteros y hormigones blancos de mayores
prestaciones mecánicas y de durabilidad.
90


INTRODUCCION
ESTADO CUESTION


Revelado fenolftaleína de probetas tras 120 días de inmersión en disolución de H2SO4 0.1M
91


MODELO DE SIMULACIÓN APLICADO AL
MERCADO INMOBILIARIO DE LA VIVIENDA
EN ESPAÑA


DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE
LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS
DE INGENIERÍA CIVIL

UPV

P.I. Modelo Simulación Promoción Inmobiliaria


1. INTRODUCCIÓN
 Las decisiones iniciales de una promoción inmobiliaria se deben tomar en
un ambiente de incertidumbre generado por la escasa información que se
dispone sin que ello anime a generar mecanismos que permitan añadir
algo de certidumbre al proceso.
 El desarrollo de la obra está desvinculado de las expectativas iniciales que
se tienen sobre el proyecto, por lo que se recurre a herramientas
fragmentadas de gestión y control sin acumular información para futuras
decisiones.



1. INTRODUCCIÓN
 El desfase temporal entre inicio del proyecto y el producto terminado,
incrementa el riesgo de que lo que se oferte no esté acorde con las
cambiantes expectativas de la demanda y, difícilmente, a lo largo del
proceso se puede simular escenarios que ayuden a visualizar el impacto
que tienen las diferentes alternativas técnicas, financieras o económicas
sobre los resultados finales de la promoción.
 Para maximizar los beneficios finales y reducir el riesgo, necesariamente
se debe anticipar el comportamiento de varios factores del mercado que
difícilmente forman parte de las herramientas ofrecidas a los empresarios.



3.1. Objetivos
 Describir la situación actual del sector de la construcción y, en particular, del
mercado inmobiliario de la vivienda en España y las empresas que las promueven
para situar adecuadamente el ámbito en el que el modelo deberá ser operativo.
 Estudiar la dinámica del mercado inmobiliario, las empresas promotoras y la
teoría necesaria para llevar a cabo el diseño y desarrollo del modelo de
simulación.
 Analizar la gestión y control de los recursos que administran las empresas
promotoras en España.
 Diseñar, desarrollar y experimentar un modelo de simulación fundamentado en
un sistema gestor de bases de datos y una aplicación informática, que tenga un
planteamiento abierto, multiusuario, operativo en tiempo real y de acceso remoto,
que anticipe las desviaciones y valore sus efectos sobre los resultados finales de
una promoción de viviendas.



Aplicación informática

VERACRUZ – Septiembre 2006
Desarrollo de nuevos materiales
compuestos fabricados con fibras
de vidrio álcali-resistentes y
conglomerantes con adiciones
minerales activas


U. Xalapa - UPV

200 µm

P.I. Hormigones reforzados Fibra de Vidrio (GRC)

INTRODUCCION
ESTADO CUESTION

1. INTRODUCCIÓN
El desarrollo de nuevos materiales de construcción de
altas prestaciones es uno de los campos de mayor
futuro en la ingeniería de los materiales y de la
construcción.
Hormigón de Alta Resistencia Aplicaciones:







Elementos muy comprimidos
Mayor Durabilidad
Vigas de puente prefabricadas – pretesas
• Consideración en cálculos
• Generalización
Pilares en edificios de altura
Elementos específicos
• Resistencia
• Durabilidad
99


Estudio de Pilares Teórico - Experimental100


ENSAYO FLEXIÓN
VIGA DE PUENTE

101


INTRODUCCION
ESTADO CUESTION

1. INTRODUCCIÓN
El hormigón reforzado con fibra de vidrio álcaliresistente (GRC) es un producto cuyas propiedades
físicas y mecánicas permite elaborar elementos
constructivos de gran valor añadido.
Sin embargo, si bien las propiedades mecánicas son
buenas a edades cortas, la resistencia y la tenacidad
del GRC disminuyen con el tiempo, por procesos de
envejecimiento, por lo que el diseño de cargas y
dosificaciones debe ser conservador

102


INTRODUCCION
ESTADO CUESTION

3.1. Objetivos
General
Desarrollo de nuevos materiales compuestos de matriz conglomerante
(fundamentalmente cementos portland, pero extensible a cementos alcalinos,
cales y yesos) con fibras álcali-resistentes (AR) en los que se introduzcan
adiciones minerales químicamente activas que mejoren las prestaciones relativas
al comportamiento mecánico (resistencia a flexión y tracción, impacto, tenacidad,
deformación, etc..), a la durabilidad (envejecimiento por temperatura, ataques por
carbonatación, ataques por sulfatos, acción de cloruros, etc..) y a la reducción de
costes (sustitución de cemento por materiales más económicos, modificaciones
en la dosificación, optimización del contenido en fibras).

103


INTRODUCCION
ESTADO CUESTION

3.1. Objetivos
Específicos
1.

Estudiar el comportamiento mecánico (flexión, deformación, tenacidad, ...) de
productos GRC fabricados con fibras álcali-resistentes (AR) y con adiciones minerales
activas. Desarrollo de nuevas dosificaciones, estudio de la influencia de la longitud y
tipo de fibra.

2.

Estudiar el papel de las adiciones minerales activas en la naturaleza de la interfase
fibra/matriz cementante y de formación de inclusiones entre los filamentos de la fibra.
Establecimiento de correlaciones entre la microestructura, composición de la matriz
conglomerante y las propiedades mecánicas.

3.

Estudiar el efecto de las adiciones minerales sobre el envejecimiento de los productos
GRC. Evaluación de la modificación de la interfase durante los procesos de
envejecimiento. Estudio de las posibilidades de desarrollo de nuevas dosificaciones
para incrementar la durabilidad y prestaciones del GRC.

104


INTRODUCCION
ESTADO CUESTION

3.1. Objetivos
Específicos
4.

Estudiar el efecto del porcentaje de adición y de las combinaciones de diversas
adiciones minerales sobre los productos GRC: combinaciones ternarias
cemento/adición1/adición2, efecto de adiciones minerales micronizadas y
nanopartículas, efecto de la naturaleza silícica o silicoaluminosa de la adición sobre las
propiedades de GRC.

5.

Estudiar la activación de la fibra AR: tratamientos químicos previos a la adición
(alteración superficial), premezcla de la fibra con adiciones minerales (con o sin uso de
aditivos químicos).

6.

Trasladar las dosificaciones y condiciones óptimas a la realización de prototipos tanto
de premezcla como de proyección simultánea conglomerante/fibra.

105


INTRODUCCION
ESTADO CUESTION

3.1. Objetivos
Específicos
7.

Estudiar el comportamiento de los productos GRC frente a ataques químicos: sulfatos,
carbonatación, ataques ácidos, corrosión magnésica, ... Estudio del papel de las
adiciones minerales activas en dichos procesos de degradación.

8.

Aplicar los resultados a otros conglomerantes: estudio de las posibilidades de nuevos
materiales GRC basados en cementos alcalinos (procesos de activación alcalina de
adiciones minerales), basados en yesos (combinación con adiciones silicoaluminosas y
activadores) y basados en cales (adiciones minerales silícicas y silicoaluminosas y
activadores químicos).

106

VERACRUZ – Septiembre 2006
ESTUDIO EXPERIMENTAL Y
NUMÉRICO PARA LA ESTIMACIÓN
DE PLAZOS DE UTILIZACIÓN DEL
SISTEMA ANTICAÍDAS

ALSIPERCHA
ORGANIZA:

COLABORA:

U. Xalapa - UPV

Sistema anticaídas ALSIPERCHA

INTRODUCCION

ESTADO CUESTION PLANTEAMIENTO

RESULTADOS

1. INTRODUCCIÓN
1.1. Estadísticas
• Accidentes mortales en el sector de la construcción:
– 35 % en Japón
– 25 % en Reino y España
laborales)

•
•
•

(sobre el total de accidentes

Edificación: ámbito con mayor riesgo
Caída de personas a distinto nivel: principal causa de accidentes
mortales (35.2 % en España, 2002)
Principal riesgo: fase de
entablado del encofrado horizontal

108


INTRODUCCION ESTADO CUESTION
PLANTEAMIENTO RESULTADOS

1.2. Redes bajo forjado

109




110



• VENTAJAS
– Protección colectiva (optimo según normativa actual)

• INCONVENIENTES
– No se evita la caída
– No protege los perímetros de 1ª planta (no se dispone de red
tipo horca)
– Riesgo de plegado del mecano (sin arriostramiento específico)
– Imposible colocar con puntales de aluminio (sin agujeros)
– Existencia de elementos peligrosos sobre la red (maderas,
herramientas…)
111



1.3. Alsipercha

• Ministerio de Trabajo y Asuntos
Sociales
Cuando no sea posible utilizar protecciones colectivas para riesgos de
caída en altura, o las condiciones de trabajo lo requieran, habrá que recurrir
o proteger a los trabajadores mediante el uso de MEDIOS DE
PROTECCIÓN INDIVIDUAL […]

112



1.3. Alsipercha
• DESCRIPCIÓN

113


INTRODUCCION


1.3. Alsipercha
• DESCRIPCIÓN

114

RESULTADOS


INTRODUCCION


1.3. Alsipercha
• PROC. CONSTRUCTIVO

I

I
I

III
115

RESULTADOS


INTRODUCCION


1.3. Alsipercha
• PROC. CONSTRUCTIVO

IV

V
116

RESULTADOS


INTRODUCCION


1.3. Alsipercha
• CONDICIONANTES DE USO
– Características del hormigón del
soporte en el momento de poner
en servicio el sistema anticaídas.
– Deberá absorber con garantías
el impacto debido a la caída de
un operario.
• Seguridad para el operario
• Seguridad para el soporte

– Resistencia a compresión
/tracción necesaria y/o tiempo
que debe transcurrir desde el
hormigonado del soporte
ESTUDIO
EXPERIMENTAL Y
NUMÉRICO
117

RESULTADOS


INTRODUCCION


3.1. Estudio experimental - 3. Resultados

Secuencia del ensayo. SOPORTE 2
118

RESULTADOS


INTRODUCCION


3.1. Estudio experimental - 3. Resultados

SOPORTE 2

SOPORTE 3
119

RESULTADOS


MODELO DE CUANTIFICACIÓN DE
RIESGOS LABORALES EN LA
CONSTRUCCIÓN


DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE
LA CONSTRUCCIÓN Y PROYECTOS
DE INGENIERÍA CIVIL

UPV

P.I. Modelo Riesgos Construcción


1. INTRODUCCIÓN
 El sector de la construcción es el que presenta un mayor número de
accidentes laborales, de entre todos los sectores económicos.
 Es un problema social de gran importancia, dado que los porcentajes de
accidentalidad son muy superiores a la mayoría de los países de la Unión
Europea.



1. INTRODUCCIÓN
Conceptos básicos:
 Prevención:
Preparación y disposición que se hace anticipadamente para evitar un
riesgo o ejecutar algo. (DRAE, acepción 2ª).
Conjunto de actividades o medidas adoptadas o previstas en todas las
fases de la actividad de la empresa con el fin de evitar o disminuir los
riesgos derivados del trabajo.
(LPRL, 1995).
 Riesgo:
Contingencia o proximidad de un daño. (DRAE, acepción 1ª).



1. INTRODUCCIÓN
 Riesgo laboral:
La posibilidad de que un trabajador sufra un determinado daño
derivado del trabajo. (LPRL, 1995).
 Evaluación de riesgos:
Constituye la base de partida de la acción preventiva, ya que a partir
de la información obtenida con la evaluación podrán adoptarse las
decisiones precisas sobre la necesidad de acometer acciones. (LPRL,
1995).
 Gestión del riesgo:
Es el proceso conjunto de evaluación del riesgo y control del riesgo.
(Cortés, 1997).


1. INTRODUCCIÓN




3.1. Objetivos
General
Establecimiento de un modelo que permita cuantificar de forma objetiva
los riesgos laborales asociados al sector de la construcción, facilitando
una gestión óptima de los mismos

Específicos
1. Identificación de riesgos laborales en la construcción.
2. Definición de variables que intervienen en la función de riesgos laborales.
3. Modelización matemática (o cuantificación) de la función de riesgos laborales.
4. Desarrollo de una metodología concreta para la gestión de riesgos laborales
en la construcción (civil y edificación).
5. Aplicación informática del modelo de cuantificación de riesgos.
6. Propuestas de formación de operarios y técnicos

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