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Sobre este blog

Este blog es la herramienta de comunicación de las asignaturas de "Procedimientos de Construcción" que se imparten en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad Politécnica de Valencia

Víctor Yepes Piqueras

Víctor Yepes Piqueras

Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Catedrático de Universidad en el área de Ingeniería de la Construcción

“Nihil difficile volenti”

“En mi opinión, nadie puede ser un buen proyectista, un buen investigador, un buen líder en la profesión de la ingeniería civil a menos que entienda los métodos y los problemas de los constructores” (Ralph B. Peck, 1912-2008)

NO PLAGIES, VINCULA

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Evolución histórica en la construcción de puentes

DSC01596Edelmiro Rúa, catedrático de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Caminos, Canales y Puertos de Madrid nos ilustra mediante un vídeo la evolución histórica de la construcción de puentes. Os lo recomiendo. El vídeo ha sido producido por el Gabinete de Tele-Educación de la Universidad Politécnica de Madrid.

Evolución histórica de los materiales

La ingeniería civil no podría entenderse sin su relación con los materiales de construcción. Históricamente, el desarrollo y la evolución de las sociedades ha estado relacionada con la capacidad de sus miembros para producir y conformar los materiales necesarios para satisfacer sus necesidades. Los materiales de construcción han servido el hombre para mejorar su calidad de vida o simplemente para subsistir, y junto con la energía han sido utilizados por el hombre para mejorar su condición. Los prehistoriadores han encontrado útil clasificar las primeras civilizaciones a partir de algunos materiales usados: Edad de Piedra, Edad del Cobre, Edad de Bronce, Edad del Hierro. Esta última secuencia parece universal en todas las áreas, ya el uso del hierro requiere una tecnología más compleja que la asociada a la producción de bronce, que a su vez requiere mayor tecnificación que el uso de la piedra.  A lo largo de la historia se han ido empleando distintos materiales en su construcción, evolucionando estos hasta la utilización actualmente de materiales compuestos formados por fibras de materiales muy resistentes. Madera, piedra, hierro, hormigón, ladrillo y aluminio han sido los materiales utilizados con más frecuencia en la construcción de todo tipo de estructuras. Actualmente se prueban nuevos materiales para construir puentes con mayor resistencia específica que el acero. Son los denominados materiales compuestos, formados por fibras unidas con una matriz de resina y que se vienen utilizando desde hace años en diversos tipos de industrias (aeroespacial, aeronáutica, automóvil, etc.). (más…)

¿Cómo se han diseñado los arcos a lo largo de la historia?

Pequeño puente de fábrica sobre el río de Pola de Somiedo (Asturias). (Fotografía Víctor Yepes, 2010).

Seguimos con este post un repaso histórico de los arcos. Como en su día se dijo, este es un “invento diabólico” que revolucionó en su momento el arte de construir. Vamos, pues a seguir con esta labor divulgadora, a sabiendas que nos dejamos muchas cosas por el camino.

Desde la Roma clásica al Renacimiento, los arcos y los estribos se diseñaban con reglas de buena práctica y con criterios geométricos. Los constructores, desconocedores de las nociones de las fuerzas y sus líneas de acción, tuvieron que utilizar reglas en forma de proporciones o bien hacer modelos. Estos criterios empíricos no deberían ser tan absurdos pues, como indica Huerta (1996:18), la prueba es que muchas estructuras construidas en la época “pre-científica” -donde se incluyen todas las catedrales góticas-, fueron concebidas de esta forma.

Los secretos del oficio, guardados celosamente por los gremios y transmitidos oralmente, en un lenguaje hermético y oscurantista, empiezan a difundirse con los tratados de Arquitectura a partir del siglo XVI. Diego de Sagredo (1524), Alberti (1582) o Palladio (1625) encabezan un listado de tratadistas que divulgan el pensamiento arquitectónico renacentista. (más…)

La presa Hoover

Presa Hoover desde el aire. Wikipedia

¿Quién se atreve a construir infraestructuras en época de crisis? La Gran Depresión americana no supuso impedimento para realizar una de las obras de infraestructuras más importantes del mundo en aquel momento: la Presa Hoover.

La Presa Hoover es una presa de hormigón de arco-gravedad, ubicada en el curso del río Colorado, en la frontera entre los estados de Arizona y Nevada (EE. UU.). Está situada a 48 kilómetros al sureste de Las Vegas. La presa tiene una altura de 221,4 m y una longitud de 379,2 m. Se tuvieron que emplear 3,33 millones de metros cúbicos de hormigón, conformando un grosor en la base de 200 m y de sólo 15 m en coronación. El nombre de la presa se debe a uno de sus impulsores, Herbert Hoover, que llegó a ser Presidente de Estados Unidos. La construcción comenzó en 1931 y fue completada en 1936, dos años antes de lo previsto. El lago creado aguas arriba recibe el nombre de  Lago Mead, en honor de Elwood Mead, ingeniero que previó la necesidad de la presa.

El día 11 de marzo de 1931 se firmó el contrato de arrendamiento a seis empresas constructoras para la creación de la Hoover Dam. Durante los siguientes cinco años, un total de 21.000 hombres trabajaron sin cesar para producir la que sería la presa más grande de su tiempo, así como una de las mayores estructuras hechas por el hombre en el mundo. Antes de dar comienzo a los trabajos sobre el terreno había que resolver no sólo la cuestión del transporte de materiales, sino también la organización de las plantillas de obreros, que se encontrarían en una zona situada en pleno desierto, aún más inhóspita por el hecho de que la construcción de la presa debía iniciarse a 224 metros bajo el borde del cañón.

Se construyeron dos ataguías para aislar y proteger la 0bra de las inundaciones. Tras completar los túneles del lado de Arizona y de desviar el río, lo trabajos adquirieron un ritmo más rápido. La excavación de la presa se realizó sobre roca sólida, retirándose un total de unos 1.150.000 m³ de material. Para desviar el flujo del río alrededor de la obra de construcción, se construyeron cuatro túneles de derivación por las paredes del cañón de 17 m de diámetro, dos sobre el lado de Nevada y dos sobre el lado de Arizona. Su longitud total de los túneles fue de casi 4880 m.

En la construcción de la presa se tuvo que afrontar un problema muy importante, que era disipar el calor producido por el curado del hormigón. Los ingenieros calcularon que si la presa fuera construida en un solo bloque, el hormigón habría necesitado 125 años para enfriarse a temperatura ambiente. Las tensiones resultantes habrían agrietado la presa y ésta se habría destruido. Por ello su construcción se hizo en ménsulas trapezoidales y se tuvo que acelerar la refrigeración del hormigón con tubos de acero de una pulgada por donde circulaba el agua del río. Según se enfriaban los bloques las tuberías de refrigeración se cortaban y se rellenaba de lechada. En total hicieron falta casi 1.000 kilómetros de tuberías para enfriar toda la estructura.

A continuación os dejo un vídeo del programa Megaestructuras que espero os guste.

 

Efectos estructurales del megaterremoto de Chile

Terremoto de Chile de 2012. Wikipedia

Un nuevo terremoto ocurrió en el norte Chile a las 20.46 hora local del martes 1 de abril de 2014, de magnitud 8,2 en la escala de Richter y de larga duración. Esta noticia sirve de nexo para analizar el megaterremoto que tuvo lugar en el 2010. En efecto, el Terremoto de Chile de 2010 fue un sismo ocurrido a las 03:34:08 hora local (UTC-3), del sábado 27 de febrero , que alcanzó una magnitud de 8,8 MW. El epicentro se ubicó en el Mar chileno, frente a las localidades de Curanipey Cobquecura, cerca de 150 kilómetros al noroeste de Concepción y a 63 kilómetros al suroeste de Cauquenes, y a 30,1 kilómetros de profundidad bajo la corteza terrestre. El sismo tuvo una duración de 3 minutos 25 segundos, al menos en Santiago y en algunas zonas llegando a los 6 minutos. Fue percibido en gran parte del Cono Sur con diversas intensidades, en lugares como Buenos Aires y São Paulo por el oriente.  Las víctimas llegaron a un total de 525 fallecidos. Cerca de 500 mil viviendas están con daño severo y se estiman un total de 2 millones de damnificados, en la peor tragedia natural vivida en Chile desde 1960. El sismo es considerado como el segundo más fuerte en la historia del país y el sexto más fuerte registrado por la humanidad. Sólo es superado a nivel nacional por el cataclismo del terremoto de Valdivia de 1960, el de mayor intensidad registrado por el ser humano mediante sismómetros. El sismo chileno fue 31 veces más fuerte y liberó cerca de 178 veces más energía que el devastador terremoto de Haití ocurrido el mes anterior, y la energía liberada es cercana a 100.000 bombas atómicas como la liberada en Hiroshima en 1945.

Este terremoto causó graves daños en las edificaciones del centro del país.  Se ha visto en la práctica el funcionamiento sísmico del universo de edificaciones existentes en la zona, en todos sus sistemas de estructuración, materiales y usos. En lo que compete a la Ingeniería Estructural ha sido un tiempo de aprendizaje, de observación de los distintos tipos de fallas, del comportamiento variado de los materiales y también de los defectos constructivos. Ha generado la necesidad de confeccionar un catastro de las edificaciones, basándose en su daño estructural, estudiar edificios completamente colapsados, otros que han quedado con serios problemas estructurales y aquéllos que mediante reparaciones menores, podrán seguir siendo habitados. Las edificaciones que requieran ser demolidas, precisan la realización de proyectos de ingeniería, la disposición de importantes recursos económicos y técnicos, y medidas de seguridad extremas para salvaguardar a la población. Este escenario obliga a poner en ejercicio las diferentes técnicas de reparación, de acuerdo a los distintos materiales de construcción y sobre la base de las tecnologías existentes. El objetivo planteado ha sido darles nuevamente las características de resistencia que eviten su colapso ante nuevas solicitaciones sísmicas.

A continuación os paso un vídeo realizado por la Universidad Politécnica de Madrid donde Richard Leonardo Zapata Garrido explica este terremoto y sus consecuencias desde el punto de vista ingenieril. Espero que os guste y os sea útil.

La construcción románica

Exterior de la Colegiata de Santa Cruz en Castañeda, en Cantabria. Wikipedia

Se llama estilo románico en arquitectura al resultado de la combinación razonada y armónica de elementos constructivos y ornamentales de procedencia latina, oriental (bizantinos, sirios, persas y árabes) y septentrional (celtas, germánicos, normandos) que se formó en la Europa cristiana durante los primeros siglos de la baja Edad Media como consecuencia de la prosperidad material y de la renovación espiritual y abarca los siglos XI al XIII.

No es el objetivo de este post desarrollar las características de este estilo arquitectónico. Lo que pretendo es presentar un vídeo donde Peridis nos presenta el proceso completo de la construcción de esta época a través de algunas iglesias románicas de Castilla-León: la elección del lugar, la contratación del maestro albañil, la búsqueda y traslado de los materiales y, finalmente, la construcción del templo. Espero que os guste.

 

¿Fueron los griegos grandes ingenieros?

Vista del Partenón de Atenas en 2008 (fotografía de Kallistos)

La cultura constructiva en su etapa artesanal, después de su arranque en Egipto y Mesopotamia, tiene momentos de gran apogeo, como el alcanzado por la cantería en la Grecia clásica, pero alcanza su máximo esplendor y desarrollo en Roma, con un sistema constructivo maduro, que integra armoniosamente numerosos oficios artesanos.

Con el declinar de la civilización egipcia, el centro del conocimiento se desplazó a la isla de Creta y después, alrededor de 1400 A. C., hacia la antigua ciudadde Micenas en Grecia, el lugar de donde Agamenón partió para la guerra de Troya. Sus sistemas de distribución de agua e irrigación siguieron el patrón de los egipcios, pero mejoraron materiales y labor. Los ingenieros de este periodo (más…)

¿Cuándo se inventó el primer cemento artificial?

Pont du Gard, Francia

Los datos históricos nos indican que ya se emplearon diversos morteros y hormigones en civilizaciones tan antiguas como la egipcia o la china hacia el 3000 A.C. Sin embargo, fueron los romanos los que utilizaron su famoso mortero formado de cal y adiciones de tierra volcánica abundante en Puzzoli, a las faldas del Vesubio. Con este material se construyeron numerosas obras, entre las que podemos destacar el teatro de Pompeya, los baños públicos de Roma, el Pont du Gard o el Panteón.

Hubo que esperar a 1756 cuando John Smeaton empleó morteros obtenidos por calcinación de mezclas de calizas y arcillas para reconstruir el faro de Eddystone. Años más tarde, en 1796, James Parker patenta un cemento hidráulico natural al calcinar caliza con impurezas de arcilla, denominándolo “Cemento Parker” o “Cemento Romano”. Son en estos años, a caballo entre el final del siglo XVIII y el principio del XIX cuando se registran numerosas patentes de cementos naturales, detacándose el cemento de Luois Vicat, fruto de la mezcla de cales y arcillas en proporciones adecuadas y molidas de forma conjunta. Ello permitió proyectar al propio Vicat el primer puente construido con hormigón en masa, el puente de Souillac, entre 1812 y 1824. (más…)

El puente George Washington

Puente George Washington. Wikipedia. Fotografía de John O’Connell

El puente George Washington es un puente colgante que se extiende sobre el río Hudson para conectar la ciudad de Nueva York con el estado de New Jersey a través del rio Hudson. Es el puente con mayor tráfico de vehículos del mundo al ser atravesado por la carretera Interestatal 95, una vía que recorre la costa este de Estados Unidos de punta a punta, desde la frontera con Canadá hasta Miami, en Florida.

El puente fue diseñado y construido por la “Port of New York Authority” bajo la dirección del ingeniero Othmar Ammann, con Cass Gilbert como arquitecto consultor. El 21 de septiembre de 1927 se colocó oficialmente la primera piedra. Debido a la disminución de fondos causada por la Gran depresión de 1929, se vieron obligados a dejar la estructura metálica de las pilas, que iban a ser cubiertas con hormigón y granito, algo que fue contrario a la voluntad del autor. Inaugurado en 1931 tras cuatro años de construcción, el costo total del puente fue de 60 millones de dólares. Con sus 1.451 m fue, entre 1931 y 1937, el puente colgante más largo del mundo, siendo superado por el puente Golden Gate de San Francisco, siendo su la longitud de su vano central de 1067 m. En aquel momento duplicó, de una sola vez, el anterior récord de luz establecido por el puente Ambassador, en Detroit. Fue catalogado por Le Corbusier como ” el puente más hermoso del mundo “.

(más…)

La presa de Jawa, posíblemente la más antigua documentada

Sistema hidráulico de Jawa (Jordania)

¿Una presa en la Edad del Bronce? Como vamos a comprobar a continuación en este breve post, resulta sorprendente ver cómo en aquella época se empezaron a manejar, de forma totalmente intuitiva, conceptos básicos en ingeniería de presas como el de núcleo, impermeabilización, etc.  Lo cierto es que, hace 5000 años, apareció una ciudad en medio del desierto que pudo tener perfectamente 2000 habitantes y cuya supervivencia se debió a una gestión inteligente del agua. Y cuya desaparición ocurrió cuando este sistema de suministro sucumbió.

Siempre resulta arriesgado afirmar cuál ha sido la primera vez que alguien ha hecho algo. Lo mismo ocurre con las construcciones, y en particular, las presas. En este caso, vamos a dedicar unas líneas a las presas más antiguas conocidas, localizadas en Jawa, a unos 100 km al nordeste de la capital jordana de Ammán. Se trata de un sistema de suministro de agua que se construyó alrededor del 3000 a.C. que tuvo un breve pero intenso esplendor en aquella época. Realmente se trataba de cinco embalses, con una capacidad conjunta próxima a 46.000 m3, capaces de generar un espacio habitable en medio del desierto. La idea era captar las escorrentías de lluvias en los cortos inviernos y de las pequeñas cuencas hidrográficas a través de Wadi Rajil, que alcanza a recoger 2.000.000 m3 en la actualidad y es probable suponer que en el pasado manejaban los mismos volúmenes, de los cuales solo el 3% s distribuía para la ciudad de Jawa.

Pero quizá lo que más nos interesa, por ser una construcción innovadora en su momento, es la presa mayor, de gravedad. Las presas y canales, aunque rudimentarias para los estándares modernos, estaban más allá de la capacidad de los agricultores y fueron construidas por sociedades organizadas en comunidad. Otras obras de gran escala, incluyeron sistemas de diques para minimizar los daños de las inundaciones. Su construcción se basa en una estructura de dos muros de mampostería seca con un núcleo de tierra. Tenía una altura de 4,50 m, una longitud de 80 m en coronación y un grosor en el núcleo de la presa de 2 m. En el frente del talón, aguas arriba de la presa, se dispuso una capa impermeable. La estabilidad de la estructura se consiguió con un terraplén aguas abajo. La elevación de la presa un metro más fue siguiendo los mismos principios, aunque el ancho del núcleo de tierra se incrementó a unos 7 m. Se dispuso un relleno de roca detrás del muro de aguas arriba para facilitar el drenaje durante el vaciado del embalse. De esta manera la pared fue protegida contra los riesgos de presiones traseras del agua.

Sección transversal de la presa Jawa

Por razones aún desconocidas, la ciudad sucumbió tan rápido como creció, quizá víctima de su propio éxito, por una presión demográfica excesiva sobre los sistemas de abastecimiento de agua.