de la construcción - Ministerio de la Presidencia

Transcripción

informes
de la construcción
Volumen 63
Nº 524
octubre-diciembre 2011
InstItuto
Madrid (España)
de
CIenCIas
de la
ISSN: 0020-0883
ConstruCCIón eduardo torroja
Consejo suPerIor de InVestIGaCIones CIentÍFICas
informes
de la construcción
Volumen 63
Nº 524
octubre-diciembre 2011 Madrid (España)
ISSN: 0020-0883
CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS
Volumen 63
Nº 524
Madrid (España)
ISSN: 0020-0883
Informes de la construcción
REVISTA PUBLICADA POR EL INSTITUTO DE CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN EDUARDO TORROJA
JOURNAL PUBLISHED BY THE EDUARDO TORROJA INSTITUTE FOR CONSTRUCTION SCIENCE
La Revista Informes de la Construcción fue fundada el año 1948 en el
Instituto Técnico de la Construcción y del Cemento. Es una publicación
científica con periodicidad trimestral, que publica trabajos originales que
no hayan sido publicados anteriormente en otras revistas. El sistema de
selección y evaluación de manuscritos, mediante dos revisores externos,
se ajusta a los protocolos habituales de la edición de publicaciones científicas seriadas. Los títulos, resúmenes y palabras-clave de los artículos
se publican también en lengua inglesa. En la revista se tratan temas de
arquitectura, ingeniería, obras públicas, medio ambiente, instalaciones,
rehabilitación, sistemas constructivos, técnicas de ensayos, resultados de
investigaciones de componentes y sistemas de la edificación etc. La revista
INFORMES DE LA CONSTRUCCIÓN va dirigida a arquitectos, ingenieros,
empresas constructoras, investigadores y profesionales relacionados con
la construcción de edificios y obras civiles.
Informes de la Construcción was founded in 1948 by the Instituto Técnico
de la Construcción y del Cemento. A scientific quarterly, it publishes only
original papers not previously published in other journals. Manuscript
selection and assessment, conducted by two external reviewers, is in keeping with general scientific editorial practice. While Informes is a Spanish
language journal, the titles, abstracts and keywords of all papers also appear
in English. Its articles cover fields such as architecture, engineering, public
works, environment, building services, rehabilitation, construction systems,
testing techniques, results of research on building components and systems
and so forth. The journal’s readership includes architects, engineers and
construction companies, as well as researchers and professionals engaging
in building construction and public Works
Edición electrónica:
http://informesdelaconstruccion.revistas.csic.es.
Dirección: Ignacio Oteiza (IETcc-CSIC, Madrid)
Secretaria: Mª Dolores G. Pulido (IETcc-CSIC, Madrid)
Consejo de Redaccíón
Marina Álvarez Alonso (F. Informática, UPM, Madrid)
Ángel Arteaga Iriarte (IETcc-CSIC, Madrid)
Francisco Ayuga Téllez (ETSIA, UPM, Madrid)
Miguel A. Casermeiro (UCM, Madrid)
Pepa Cassinello (ETSA-UPM, Madrid)
Marta Castellote (CISDEM-CSIC, Madrid)
Justo García Navarro (ETSIA, UPM, Madrid)
Mª D. Gómez Pulido (IETcc-CSIC, Madrid)
Jesús González Martín (EUAT, UPM, Madrid)
Javier Gutiérrez Marcos (CAM, Madrid )
Manuel Olaya Adan (IETcc-CSIC, Madrid)
Ignacio Oteiza (IETcc-CSIC, Madrid)
Juan Queipo de Llano Moya (IETcc-CSIC, Madrid)
Mercedes del Río Merino (EUAT, UPM, Madrid)
Juan José Sendra Salas (IUACC, U. Sevilla)
Consejo Asesor
Domingo Acosta (UCV, Venezuela)
Enrique Alarcón Álvarez (UPM, Madrid)
Francisco Armero (U. Berkeley, USA)
Jaume Avellaneda Díaz-Grande (UPC, Cataluña)
Virtudes Azorín (IETcc-CSIC, Madrid)
Javier Benlloch Marco (UPV, Valencia)
Antonio Blázquez Morales (IETcc-CSIC, Madrid)
José Calavera (INTEMAC, Madrid)
Carlos Calderón (U. New Castle, UK)
Jean-Luc Chevalier (CSTB-CSTB, Francia)
John Chilton (U. Lincoln, UK)
Luis A. Godoy (UPR, USA)
Antoni Glez. Moreno Navarro (DIBA, Barcelona)
Pablo La Roche (U. Pomona, CA. USA)
Rafael López Palanco (U. Sevilla)
Cecilio López Hombrados (IETcc- CSIC, Madrid)
Thomas Lützkendorf (U.P. Karlsruhe, Alemania)
Luis Maldonado (ETSA- UPM, Madrid)
Juan Martínez (Laboratorios INSA, Francia)
Antonio Mas Guindal (ETSAM-UPM, Madrid)
Vincenzo G. Mennella (U. Perugia, Italia)
Giorgio Monti (U. La Sapienza, Roma, Italia)
Francisco Morán ( IETcc-CSIC, Madrid)
José Vasconcelos Paiva ( LNEC,LNEC- Portugal)
Salvador Pérez Arroyo (UPM, Madrid)
Víctor Saúl Pelli (UNNE, Resistencia, Argentina)
Mercedes Ponce ( U. Sevilla)
Fernando Rodríguez García (FHECOR, Madrid)
Julián Salas Serrano (IETcc-CSIC, Madrid)
Juan Antonio Santamera (ETSICCP- UPM, Madrid)
Asdrúbal Segura Amador (UCR-UCA- Costa Rica)
Javier Serra María-Tomé (Mº Fomento, Madrid)
Roberto Vinci (CTI-ITC Milán, Italia)
Luis Vega Catalán (Mº de Fomento, Madrid)
Documentación y Publicaciones
Virtudes Azorín (Jefatura)
Rosa García (Secretaria de unidad)
Amparo Garralón (Ofimática, corrección)
Raúl Monje y Pablo Barba (Informática, maquetación)
Portada: Detalle de la Fachada de Casa Major Pessoa de Aveiro (Portugal).
REDACCIÓN E INTERCAMBIO
Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja
Serrano Galvache, 4. 28033 Madrid (España)
Apartado 19002-28080 Madrid
Teléfono: 34 91 302 04 40/Fax: 34 91 302 07 00
E-mail: [email protected];
Página web: www.ietcc.csic.es
DISTRIBUCIÓN, SUSCRIPCIÓN, Y VENTA
Departamento de Publicaciones (Sección de revisas)
Vitruvio, 8 28006 Madrid (Spain)
Tels.: +34 915 612 833, +34 915 681 619/620/640
Fax: +34 915 629 634
e-mail: [email protected]
Librería Científica Medinaceli
Duque de Medinaceli, 6
28014 Madrid
Tel.: +34 913 697 253
SERVICIOS DE INFORMACIÓN
Los contenidos de la revista INFORMES DE LA CONSTRUCCIÓN, aparecen en: CSIC/ICYTICYT, Sumaris, Dialnet, de España; Iconda, de Alemania; Pascal,
de Francia y Avery Index to Architectural Periodicals, de EEUU, Urbadoc, en el Catálogo Latindex, Scopus (Elsevier), CSA (Cambridge Scientific), en la Web
of Science de Thomson-Reuters, Science Citation Index Expanded (SCI Search) y Journal Citation Report/Science Edition (JCR). Esta revista está respaldada
por el CIB (Consejo Internacional para la Investigación e Innovación en Edificación y Construcción).
© CSIC, 2011
El Instituto no se hace responsable del contenido de ningún artículo y el hecho
de que patrocine su difusión no implica, necesariamente, conformidad con las
tesis expuestas. De acuerdo con las disposiciones vigentes, deberá mencionarse
el nombre de esta Revista en toda reproducción total o parcial de los trabajos
contenidos en la misma.
The Institute assumes no responsibility for the contents of the articles published,
nor does its sponsorship of distribution necessarily entail agreement with the
ideas expressed. Pursuant to the existing legislation, the journal must be cited
in any whole or partial reproduction of the articles published hereunder.
Los originales de la Revista Informes de la Construcción, publicados en papel y
en versión electrónica, son propiedad del Consejo Superior de Investigaciones
Científicas, siendo necesario citar la procedencia de cualquier reproducción
parcial o total.
The content published in the hard copy and on-line versions of Informes de
la Construcción is the exclusive property of the Spanish National Research
Council (Consejo Superior de Investigaciones Científicas). Such content may
be reproduced in whole or in part providing the source is cited.
ISSN 0020-0883. eISSN: 1988-3234.
NIPO (en papel): 472-11-049-2; NIPO (en línea): 472-11-050-5
Depósito legal: M. 592-1958. Impreso en España
Edición a cargo de:
S. A. de Fotocomposición
Talisio, 9 – 28027 Madrid.
Volumen 63
Nº 524
Madrid (España)
Informes de la Construcción
Sumario
4
EDITORIAL
ARTICULOS
5-11
Materials and technologies in Art Nouveau architecture: Façade decoration cases in Italy,
Portugal and Poland for a consistent restoration
Materiales y tecnologías en la Arquitectura Modernista: Casos de Estudio de decoración
de fachadas en Italia, Portugal y Polonia persiguiendo una restauración racional
F. Sandrolini, E. Franzoni, H. Varum, R. Nakonieczny
13-19
Reconstrucción de una armadura de cubierta de lazo, en la iglesia parroquial de
Almenara de Tormes (Salamanca)
Reconstruction of a interlacing pattern of a wood ceiling in the church of
Almenara de Tormes (Salamanca)
M. C. Fernández-Cabo
21-32
Análisis del comportamiento sísmico de los edificios de obra de fábrica,
típicos del distrito Eixample de Barcelona
Seismic performance analysis of the masonry buildings, typical of the Eixample district of Barcelona
R. Moreno, J. M. Bairán
33-41 Evaluación y monitorización de la durabilidad de las cubiertas del Hipódromo de la Zarzuela de Madrid
Assessment and monitoring of durability of shell structures in “Zarzuela Racecourse” Madrid
A. Castillo, C. Andrade, I. Martínez, N. Rebolledo, L. Fernández-Troyano, G. Ayuso,
J. Cuervo, J. Junquera, C. Santana, J. Delgado
43-48 Ensayos de resistencia a la compresión de bloques de suelo cemento
Test of resistance to compression of soil-cement blocks
J. M. Mas, C. Kirschbaum
49-57 Problemas asociados al equilibrio en estructuras de membrana con bordes rígidos y cables
Equilibrium problems in membrane structures with rigid and cable boundaries
G. Viglialoro, J. Murcia
59-64
La protección frente al ruido de los forjados proyectados por Eduardo Torroja
en la E.T.S. de Arquitectura de la Ciudad Universitaria de Madrid
Protection against noise in concrete slabs designed by Eduardo Torroja
in the E.T.S. School of Architecture in the Ciudad Universitaria in Madrid
C. Díaz, D. Caballol, A. Díaz
65-74
Propuesta para la integración de criterios sostenibles en los proyectos de ingeniería civil:
un caso práctico Proposal for the integration of sustainability criteria in civil engineering projects: a case study
G. Fernández-Sánchez, F. Rodríguez-López
75-82 Ética de la peritación estructural de edificios existentes
Ethics on structural surveys for existing buildings
J. Monfort
83-99 AD2D: Herramienta para el dibujo automático de distribuciones en planta adimensionales 2D
AD2D: A tool for a automatic drawing of a-dimensional 2D floor plan
M. Álvarez, O. Río, A. Recuero, M. S. Romero
100-102 REVISORES DE LOS ARTÍCULOS RECIBIDOS LOS AÑOS 2009-2010
103-105 NOTICIAS
107-109 BIBLIOGRAFÍA
ISSN: 0020-0883
editorial
Después de un largo trámite de más de un año, nuestra revista ha firmado el día 31 de octubre de 2011 el “CONVENIO
ESPECIFICO DE COLABORACIÓN ENTRE LA AGENCIA
ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES
CIENTÍFICAS Y LA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE
ARQUITECTURA DE LA UNIVERSIDAD POLITÉCNICA
DE MADRID PARA LA COLABORACIÓN EN LA DIFUSIÓN DEL CONOCIMIENTO A TRAVÉS DE LAS REVISTAS
CIENTÍFICAS DEL INSTITUTO DE CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN EDUARDO TORROJA, “INFORMES DE LA
CONSTRUCCIÓN” Y “MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN”.
Este convenio que tiene una vigencia inicial de dos años,
contempla un apoyo económico para las dos revistas del
Instituto E. Torroja y permitirá una mayor participación de
los investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid
en los Consejos de Redacción y Asesor de las dos revistas.
En estos momentos de dificultades económicas y de personal en el departamento de publicaciones del Instituto, este
tipo de convenios es un importante apoyo para fortalecer
nuestra revista, invitamos a otras Escuelas de Arquitectura
y de Ingeniería de España a que participen con este tipo de
convenios con nuestra revista.
número y en general de la revista, pero los editores queremos
ser fieles a lo que ha sido INFORMES DE LA CONSTRUCCIÓN en los 63 años de su publicación ininterrumpida. Al
final de este número (lo hacemos cada 2 años), aparece la
lista de los revisores de los artículos de los últimos 2 años,
han sido más de 150 reconocidos especialistas en sus áreas,
quienes de forma desinteresada han dedicado su conocimiento y su valioso tiempo a analizar, valorar y proponer
mejoras en los artículos que se han publicado en la revista,
desde el Consejo de Redacción agradecemos a todos los
revisores, pues con su colaboración permiten que nuestra
publicación mantenga su nivel científico y además sea reconocida internacionalmente por los especialistas del área.
En este último número del año 2011, se publican 10 artículos
de temas muy variados, pues no nos olvidemos que la revista
INFORMES DE LA CONSTRUCCIÓN, tiene un temario muy
amplio, cuyo común denominador es la construcción. Los
dos primeros artículos están relacionados con la restauración
de edificios históricos, otros dos tratan sobre la evaluación
de dos obras que forman parte del patrimonio, de nuestro
Fundador del Instituto y de la revista, D. Eduardo Torroja, una
de ellas es la evaluación de la durabilidad de las cubiertas
del hipódromo de la Zarzuela y la otra relacionada con los
aspectos acústicos de los forjados, proyectados también
por D. E. Torroja en la Ciudad Universitaria de Madrid.
Hay otro artículo también relacionado con los temas de
patrimonio, que analiza el comportamiento sísmico de los
edificios de fábrica del Eixample de Barcelona. Un artículo
teórico sobre el equilibrio de membranas, otro sobre ensayos
a compresión de bloques de suelo cemento, uno sobre la
sostenibilidad en los proyectos de ingeniería civil, otro sobre
aspectos legales de la construcción (“Ética de la peritación
estructural de edificios existentes”) y por último un artículo
relacionado con las herramientas informáticas de dibujo en
la arquitectura. Puede parecer disperso el temario de este
En la editorial del número 521, (Vol 63) que corresponde
al número de enero-marzo de este año 2011, llamábamos
la atención sobre el importante crecimiento de artículos
recibidos (aceptados o no) en la revista, que habíamos
tenido en los dos últimos años, pasando de 40 (media de
los años 2005 al 2009) a 82 ( año 2010), es de destacar
que el número de artículos recibidos hasta el mes de
noviembre del 2011 es de 134, más de un 60% que el
año pasado, esto nos obliga a ser mucho más rigurosos al
evaluar y aceptar los artículos que se publican en nuestra
revista, nos obliga a dedicar muchos más recursos humanos y tiempo en la evaluación, sentimos que a menudo
no podamos dar respuesta inmediata a las solicitudes de
muchos autores y que los artículos ya aprobados tarden
algún tiempo en publicarse. Quizás con la colaboración
o convenios similares al indicado al principio, de más
Universidades y Centros de Investigación relacionados
con la construcción será posible aumentar el número de
artículos que se publican anualmente.
Queremos destacar también, que publicamos números Monográficos (les llamamos Extraordinarios), con un temario
exclusivo, este año 2011 se han publicado dos, el número
anterior el 523- “La tierra, material de construcción” y un
número Extraordinario publicado en octubre con el tema,
“Edificación Sostenible. Revitalización y Rehabilitación de
Barrios”. Estos números tienen una gran acogida entre los
lectores de nuestra revista, esto lo vemos en la cantidad de
consultas y de descargas en la edición “on line”.
I. Oteiza
Materials and technologies in Art Nouveau
architecture: Façade decoration cases in Italy,
Portugal and Poland for a consistent restoration
Vol. 63, 524, 5-11,
ISSN: 0020-0883
eISSN: 1988-3234
doi: 10.3989/ic.10.053
Materiales y tecnologías en la Arquitectura Modernista: Casos
de Estudio de decoración de fachadas en Italia, Portugal y
Polonia persiguiendo una restauración racional
F. Sandrolini(*), E. Franzoni(*), H. Varum(**), R. Nakonieczny(***)
SUMMARY
RESUMEN
The results of a diagnostic survey on the materials of
representative Art Nouveau buildings in Italy, Portugal and Poland are here presented and compared,
as a contribution to their understanding and, hence, to support compatible restoration. In particular,
the façade decorations were investigated for the
appraisal of their materials and technologies, often
neglected in current maintenance/restoration works
and so cancelled, leading to a severe loss in architectural image.
En este trabajo se presentan los resultados de un
estudio de diagnóstico sobre materiales representativos de edificios del periodo del Modernismo
en Italia, Portugal y Polonia. Con la comparación
de estos resultados se pretende contribuir a incrementar el conocimiento de los materiales usados
en este patrimonio, que permita realizar más eficazmente las futuras intervenciones de restauración. En particular, se analizan las decoraciones
de las fachadas, pasando por el reconocimiento
de sus materiales constituyentes y de las tecnologías usadas, que muchas veces no son adecuadamente estudiados en intervenciones de mantenimiento y/o restauración, provocando graves
pérdidas en su imagen y lenguaje arquitectónico
original.
The ongoing diagnostic campaign, in collaboration
among different universities, is aimed to set up a
database on materials and technologies of Art Nouveau façade decorations at a European scale, as a
technical-scientific background for the highlighting
of preservation guidelines.
Con la campaña de trabajos de diagnóstico, en
colaboración con varias universidades, se pretende crear una base de datos sobre materiales y
tecnologías usados en las decoraciones de fachada en el periodo del Modernismo a una escala
europea. El material podrá constituirse en una
herramienta técnico-científica de soporte al desarrollo de directrices y recomendaciones para la
preservación de este patrimonio.
181-03
Key-words: Facades decorations, Art Nouveau,
Restoration, Materials, Techniques.
Palabras-clave: Decoraciones de fachada, Modernismo, Restauración, Materiales, Técnicas.
Facoltà di Ingegneria, Università di Bologna, (Italy)
Universidade de Aveiro, (Portugal)
(***) Silesian University of Technology. Gliwice, (Poland)
(*) (**) Persona de contacto/Corresponding Author: [email protected] (H. Varum)
Fecha de recepción: 07-07-10
Fecha de aceptación: 15-05-11
1. Cement-based façade decorations
in the Girasoli [Sunflower] House in
Bologna, Italy (Paolo Sironi, 1905).
2. Cement-based particular at the
entrance of Villa San Donnino in
Modena, Italy (Ferdinando Masserotti Bevenuti, 1910-11).
1. INTRODUCTION AND RESEARCH AIM
Art Nouveau architecture originated as an
avant-garde movement in Belgium thanks
to Victor Horta and Henry van de Velde and
soon it diffused all over Europe between the
end of XIX cent. and the beginning of XX
cent. (1, 2). It was characterized by different
expressive styles in the European countries
(3), hence it was differently named as liberty
in Italy, jugendstil in Germany, sezessionstil
in Austria, arte nova in Portugal, etc.
The foundations of the Art Nouveau architecture are generally considered the refusal of
traditional styles and, mainly, the new industrial materials (steel, reinforced concrete and
1
others) that made new structural and decorative solutions possible (4, 5). The façade
decorations (flowery, anthropomorphous,
geometric, etc.), in particular, played a very
important role in Art Nouveau architecture
and therefore they embody one of the main
features of such architectural style.
Unfortunately, the materials of Art Nouveau
façade decorations are barely studied: very
scarce experimental data are available in
literature about their formulation, placing
technology, degradation mechanisms in urban aggressive environment, consolidation
and repair procedures. This is probably due
to the fact that such decorations are currently
6
dating back to the Art Nouveau period, for
possible information on the materials’ recipes and placing technologies. This allows to
achieve an as much exhaustive as possible
knowledge of the building materials in the
modernist period as a premise for a future
outlining of repair protocols for the safeguard
of Art Nouveau architectural heritage at a
European scale (7).
2. CASE-STUDIES
At this first stage of the diagnostic campaign,
Italian, Portuguese and Polish Art Nouveau
buildings were examined. In Italy: the Chalet
Restaurant of Giardini Margherita (Margherita
Gardens) and the Sacro Cuore (Holy Hearth)
2
branded as “recent” and “cement-made”,
thus being subject to inaccurate maintenance
works or even demolition, often neglecting
their true contribution to the Art Nouveau
architecture spirit, which is often lost.
But are the materials of Art Nouveau decorations actually worth of conservation? To give
a straight answer, it’s basic to investigate their
nature and characteristics. For this purpose,
a diagnostic campaign on representative
European Art Nouveau buildings was undertaken. The same holistic approach outlined
elsewhere for ancient architecture was used
for the diagnostic survey on selected buildings (6), as well as original literature sources
Informes de la Construcción, Vol. 63, 524, 5-11, octubre-diciembre 2011. ISSN: 0020-0883. eISSN: 1988-3234. doi: 10.3989/ic.10.053
Materials and technologies in Art Nouveau architecture: Façade decoration cases in Italy, Portugal and Poland for a consistent restoration
Materiales y tecnologías en la Arquitectura Modernista: Casos de Estudio de decoración de fachadas en Italia, Portugal y Polonia persiguiendo una restauración racional
Church in Bologna by Edoardo Collamarini
(early years of ‘900 and 1901-1912 respectively) (8); the Girasoli (Sunflower) House
in Bologna by Paolo Sironi (1905) (Figure
1); the San Donnino House in Modena by
Ferdinando Masserotti Bevenuti (1910-11)
(Figure 2); and some residential buildings in
the towns of Messina and Reggio Calabria,
open porosity and pore size distribution were
determined by mercury intrusion porosimetry
(MIP, Fisons Macropore Unit 120 and Porosimeter 2000 Carlo Erba).
3. Natural stone decorations at the
Casa Major Pessoa in Aveiro, Portugal
(Francisco Silva Rocha and Ernesto
Korrodi, 1907-1909): a) façade; b)
detail previously to the restoration
works.
The case-studies were selected as (i) they were
representative of Art Nouveau architecture in
the selected countries, (ii) they had different
3b
4. Cement-based façade decorations
in a residential building in Maja St. in
Katowice, Poland.
3a
where the Art Nouveau architecture had a
strong development during the so-called
‘Great Reconstruction’ which followed the
big 1908 earthquake (9). In Portugal: an outstanding example of arte nova architecture,
Casa Major Pessoa (Major Pessoa House) in
Aveiro (Figure 3) by Francisco Silva Rocha and
Ernesto Korrodi (10) (1907-1909). In Poland:
several Art Nouveau buildings in the cities of
Gliwice and Katowice, Upper Silesia, were
investigated (residential buildings in Maja
St. (Figure 4), Andrzeja St., Francuska St.,
Plebiscytowa St., Pocztowa St., Sokolska St.,
Gliwicka St. in Katowice and in Gorzolki St.
and Mlynska St. in Gliwice).
The samples withdrawn from the buildings
were characterized in terms of composition
by powder X-ray diffraction (XRD, Philips
Diffractometer PW 1840, 40kV/20mA), carbonate content by Dietrich-Frühling method
and thermo-gravimetric analysis (TGA Q50,
TA Instruments, nitrogen atmosphere), scanning electron microscopy (SEM, Philips XL20)
with energy dispersive X-ray spectroscopy
(EDX, EDX 9800 microanalysis). In addition,
4
final use (possibly influencing the materials
choice) and (iii) as the local authorities and/
or owners were interested in a sampling and
characterization campaign in view of the
buildings restoration. The diagnostic survey
on further Art Nouveau buildings in the
selected and in other European countries is
presently in progress.
7
5. a) Precast concrete columns
on a weak sandstone base in the
Sacro Cuore Church in Bologna,
Italy (Edoardo Collamarini, 1912);
b) a detail of a column where the
external cement-based mortar layer
detached and the concrete core can
be observed (right).
6. a) Scratched cement-based plaster
imitating sagramatura in the Girasoli
House; b) sagramatura finishing in
the parrish church at Baggiovara,
Italy; c) scratched lime-based plaster in the XV cent. Isolani Palace
in Bologna, Italy; d) the external
brick joints containing potsherd,
resembling traditional “sagramatura”
in the Chalet Restaurant of Giardini
Margherita in Bologna.
3. DISCUSSION
3.1. Materials and technologies
In the investigated case-studies, the Art
Nouveau movement was interpreted in very
different ways in terms of architectural style as
well as building materials and technologies.
In Italy the ornaments were mainly made of
modern materials, i. e. cement-based mortar
and concrete (Figure 1-2), purposely designed
to resemble natural stone. Cement binder was
used to manufacture ‘artificial stones’, which
could be reproduced by means of moulds
in many exemplars, with great time and
money saving. The so obtained agglomerated
cement-bound stones could be produced in a
large variety of colours and textures, depending on the formulation and manufacturing
and laying technology: e. g. the use of coloured aggregates and/or pigments for a final
granite effect, the employ of coarse common
salt spread on the frameworks to reproduce
(after hardening and washing) the travertine
surface effect.
It’s noteworthy that modern materials were
employed side by side with traditional ones,
such as natural stones, lime mortars with
ground brick, etc. E.g., in the Girasoli House
in Bologna, the common brick walls were
coated with a cement-based plaster which
was carefully scratched at the fresh state to
imitate the brick-to-brick joints and finally
red painted (Figure 6a), to hide the possibly
irregular bricks texture and to reproduce
sagramatura (11). Sagramatura was an Italian traditional surface finishing technique,
in which the newly built masonry wall was
continuously rubbed by a masonry brick
fragment, to produce a very thin protective
layer made of a fine mixture of scraped brick
powder and joints lime mortar (due to the
pozzolanic activity of potsherd with lime
(12)); an example of traditional sagramatura
is shown in Figure 6b. This “scratched” plaster technology was actually very ancient: an
identical red-painted plaster imitating brick
wall was found out by the present authors in
the XV cent. Isolani Palace in Bologna (Figure
6c), with the only difference that such plaster
a
However, the series-production of façade
decorative elements (columns, ledges, mouldings, flowery style details) was performed with
a good dose of craftsmanship. The moulds
were often filled in two times, pouring a first
layer of fine mortar giving the desired surface
effect and then, after a proper compaction
and some hardening, filling the internal free
space with rough concrete, even reinforced
(Figure 5). The external layer usually exhibited fine aggregate (maximum diameter ~0.5
mm) and quite low open porosity (~8-10%),
evidencing a careful compaction technology: this was aimed at achieving the desired
aesthetic outcome, but also led to a high
durability in polluted urban environments.
On the contrary, the manufacturing of graniteimitating mortars implied the use of coarser
aggregate (maximum diameter up to 4 mm),
with a larger final porosity (20-25%).
The moulds technology was very elaborate
too, especially when decorations required
strong undercut (typically flowers): in such
cases, dismantleble moulds or even jelly
moulds were used.
8
b
5
a
b
c
d
6
was, of course, lime-based. This shows how
ancient placing techniques sometimes coexisted with new materials during the Art
Nouveau age. The link with tradition was
also evident in the use of lime-based mortars
added with potsherd for the external finishing of the joints among the bricks: while the
masonry was built with cement based bedding
mortar, the external surface was finished with
rose-coloured mortar, again to imitate traditional sagramatura (Figure 6d).
As a further example, the graffito (scratchwork) technique, likewise taken from a very
ancient Italian tradition, was used in some
examined buildings to decorate plasters with
typically Art Nouveau female figures.
Sometimes the mixed use of traditional and
new materials reveals a poor knowledge of the
latter ones and/or a scarce confidence in them:
e. g. in the Sacro Cuore church in Bologna a
local weak and porous sandstone was used as
basis for precast concrete columns.
In the examined Italian buildings the façade
decorations were obtained also by means of
ceramic tiles or steel elements (especially
banisters), but these elements were provided
by external artisans or firms belonging to the
field of the applied arts and industrial design
(such as William Morris “Arts and Crafts” or
Italian “Aemilia Ars” (13)) and they will be
passed over in this paper.
In Portugal the scenario was quite different, as
the Art Nouveau decorations were mainly realized with traditional materials: hand-carved
stone (Figure 3), lime plaster mortars (sometimes reinforced with vegetable fibres, as in
the example in Figure 7) and gypsum plaster.
Even the ceramic tiles, characterized by typical Art Nouveau figures, were manufactured
with the ancient technology of azulejos (14),
simply adapting the decoration motifs to the
new fashion. All the loads-bearing structural
walls were built mainly with adobe bricks,
but in same particular locations with fired
clay bricks or wood (traditional tabique, a
wood structural wall coated by thick plaster
layers). In fact, as the majority of the constructions of that period in Aveiro region, the main
structural system of the Art Nouveaux constructions used local building materials and
traditional construction techniques, namely
adobe structural walls and timber systems for
floors and roofs. In Aveiro, adobes were made
as a mixture of a sandy earth and lime (4:1),
dried in the sun.
The structure of Casa Major Pessoa was
basically defined as described in the
following (8): i) adobe bearing-load walls
(perpendicular to the façades); ii) heavy
limestone blocks in the façade, laboriously
hand-carved, supported in some particular
points by slender stone columns (Figure 3); iii)
timber trusses in the roof; iv) timber beams in
the floor, bearing directly on the adobe walls.
The lime-based plasters were characterised
by large thickness (up to about 5 cm) and
high porosity (ascribed also to the low
binder content, about 15 wt%), both of
them probably to give the wall good thermoacoustic perfor-mances (especially in the slim
tabique walls).
Steel was used for stairs/window rails and for
gates, according to the current arte nova taste.
In Poland the façade decorations were made
mainly of cement-based mortars/concrete
(Figure 4), while natural stone was only
occasionally used, essentially for statues
embellishing the external walls. The mortar/
concrete decorations were mostly manufactured and cured outside the building site
(by small in-series productions) and simply
placed during the construction, but in some
cases cast-in-place ornamental particulars
were detected too.
7. Thick lime-based plaster with vegetable fibres in the interior of Casa
Major Pessoa in Aveiro.
The cement-based decorations were inserted
either in plastered façades or in unplastered
brick walls, usually trying to achieve a colour
and/or texture contrast between the decorations and the background (Figure 4). The
decorations were often colour-painted, hence
their purpose was not a simple imitation of
stone, as frequently detected in Italy.
Decorative ceramic tiles were used especially
for interiors, while steel was used also for
façades, especially in rails, but less than in
Portugal.
7
The differences that were detected above
among the examined Art Nouveau buildings
in terms of materials and technologies seem
ascribable to different factors, as highlighted
in the following sections.
3.1.1. The materials and workmanship
availability factor
The local availability of building materials
was a basic factor: buying materials from afar
was possible, but it led to problems with the
local workmanship, not confident about such
materials. This was particularly remarkable in
a period when the role of workmanship was
still very important, as shown above.
9
In particular, the presence of cement manufacturing plants near the building site strongly
influenced the materials selection. In Italy the
cement industry was already well developed
in early XX cent.: the overall cement production reached 1,380,000 tons/year in 1913 (15)
(in Europe 20,000,000 tons in the same year
(16)) and the cement manufacturing plants
were about 70 in 1916 (17), which explain
the wide use of cement in façade decorations
during the Art Nouveau period.
In Poland the former cement plant (the
“Grodziec” plant, near Będzin) was built in
1857 just in the Silesia region, where the investigated Art Nouveau buildings are located:
in 1913 the total production of cement in Poland was quite high, near 665,000 tons/year,
and the quoted plant had a great relevance
(18), surely influencing the introduction of
cement as a major building material in the
Silesia area.
In Portugal, on the contrary, the cement production in 1913 was only 3,600 tons and,
when Casa Major Pessoa was built, the main
cement plant was in Alhandra, quite far from
Aveiro (about 200 km) (19).The mean compressive strength of adobe samples collected
at Casa Major Pessoa was 600 kPa (8). This
value is within the current strength limits of
the adobe traditionally used in the region at
that period (22).
The aspects discussed above may be the reasons why natural stone continued to be used
in the Art Nouveau period.
3.1.2. The economic factor
The economic factor is obviously linked to
the former one, i. e. to the local availability
of building materials, but also to the construction time and, hence, costs. In fact the
diffusion of cement-based façade decorations
(mainly manufactured in-series) allowed to
strongly reduce the construction time and
offered to the new urban middle-class the
access to fashionable mono-familiar housing
at a reasonable price, as detected in many of
the investigated buildings in Italy and Poland.
Entire new quarters, the so called “garden
cities” (as in Bologna), were built in that age
following such model.
10
3.1.3. The social factor
Far from being a simple matter of money, the
materials selection was done also on the basis
of the social position of the commissioner of
the building. Traditional materials such as
natural stone were considered more suitable
for noble, upper-class or clerical commissioners, who wanted to show the firmitas
(firmness) of their social position or religious
message (e. g. Casa Major Pessoa and Sacro
Cuore church). Yet, new materials were used
for broad-minded, pragmatic commissioners,
such as the new urban middle-class, who
wasn’t biased against new materials, provided
that they imply a money saving.
4. CONCLUSIONS
During the Art Nouveau age, the passage from
traditional to innovative building materials
was shown to give rise to very interesting and
distinctive technological solutions not only
in terms of structural materials (4-5) but also
of decorative materials, which are thus fully
worth of preservation. In particular, materials
and technologies exhibited local peculiarities,
depending on local factors, such as the industry development, the technological know-how
and specific cultural implications too, as, to
tell the truth, in ancient architecture, where
the architectural vision was not separated by
the nature of materials.
Hence, any restoration work on Art Nouveau
decorations, even though recent, should be
consistent with the original materials and
technologies and re-propose solutions similar
and thus compatible with the original ones (as
it’s currently done for ancient architecture (2021)), which requires preliminary diagnostic
investigations on materials, the sole ones that
can properly address the restoration works.
This is compulsory not only to preserve the
true image of Art Nouveau architecture, but
also to safeguard an important cultural and
technological legacy.
ACKNOWLEDGEMENTS
Thanks to prof. Elzbieta Niezabitowska
(Silesian University of Technology, Gliwice,
Poland) for contribution.
BIBLIOGRAPHY
(1) Hitchcock, H.-R.: L’architettura dell’ottocento e del novecento. Einaudi, Torino, 1989.
(2) Benevolo, L.: Storia dell’architettura moderna. Laterza, Bari, 2002.
(3) Tafuri, M.; Dal Co, P.: Architettura contemporanea. Electa, Milano, 1976.
(4) Giedion,. S.: Spazio, tempo ed architettura. Hoepli, Milano, 1965.
(5) Frampton, K.: Storia dell’architettura moderna. Zanichelli, Bologna, 1986.
(6) Sandrolini, F.; Franzoni, E.; Cuppini, G.; Caggiati, L.: “Materials decay and environmental
attack in the Pio Palace at Carpi: a holistic approach for historical architectural surfaces”.
Build Environ, vol. 42 (2007), pp. 1966-1974.
(7) Sandrolini, F.; Franzoni, E.: “Recovery of Art Nouveau European architecture: materials,
technologies, degradation and conservation strategies”. In: Proc. Int. Conference “Heritage protection: construction aspects”, J. Radic et al. Eds, Dubrovnik, Croatia, 14-17th
Oct. 2006, pp. 379-384.
(8) Dell’Acqua, A. C.; Franzoni, E.; Sandrolini, F.; Varum, H.: “Materials and Techniques of Art
Nouveau Architecture in Italy and Portugal: a First Insight for a European Route to Consistent Restoration”. Restoration of Buildings and Monuments, vol. 15 (2009), pp. 129–144.
(9) Sandrolini, F.; Franzoni, E.; Manzi, S.: “I materiali e le tecniche all’epoca della ‘Grande
Ricostruzione’. Diagnostica e tecnologie per la qualità edilizia ed il restauro degli apparati
decorativi urbani in rapporto all’Europa”. In: 28 dicembre 1908 - La Grande Ricostruzione
dopo il terremoto del 1908 nell’area dello Stretto, S. Valtieri Ed.; CLEAR-Dat Donat Dicat
srl Editore, Roma, 2008, pp. 1099-1107.
(10) M. Sarabando Dias.: O mistério da Casa Major Pessoa. Câmara Municipal de Aveiro,
Aveiro, 2006.
(11) Marinelli, L.; Scarpellini, P.: “La sagramatura. Una tradizionale tecnica di finitura delle
cortine laterizie bolognesi”. In: Scienza e Beni Culturali. Le superfici dell’architettura:
il cotto. Caratterizzazione e trattamenti. Atti del Convegno di Studi Bressanone 30/63/7/1992, Libreria Progetto Editore, Padova (1992), pp. 37-47.
(12) Marci Vitruvii Pollionis: De Architectura libri decem, cum Commentariis Danielis Barbaris Venetiis. Apud F. Franciscium Senense & Ioan. Crugher Germanum (liber II, caput
V: 56-60) (1565).
(13) I. Cremona.: Il tempo dell’art nouveau: modern style, sezession, jugendstil, arts and crafts,
floreale, liberty. Allemandi, Torino, 1984.
(14) Veiga de Oliveira, E.; Galhano, F.: Portugal de Porto. Arquitectura tradicional portuguesa.
Publiçõe Dom Quixote, Lisboa, 2003.
(15) Comune di Casale Moferrato (ed.).: Brevi cenni storico-statistici sui mezzi per costruire e
sull’industria della calce e del cemento in Italia, con particolare riguardo alla produzione
del Casalese. Tip. Di Miglietta & C.; Milano, 1937.
(16) Tafunell, X.: “On the Origins of ISI: The Latin American Cement Industry, 1900–30”. J Lat
Amer Stud, vol. 39 (2007), pp. 299–328.
(17) De-Mattei, V.: “I cementi italiani. Sviluppo-produzione-esportazione”. Atti della Società
degli Ingegneri e degli Architetti in Torino, vol. 4 (1916), pp. 96-106.
(18) Warsaw Institute for Fuels and Renewable Energy, Workshop Alternative Fuels & Alternative Raw Materials in the Cement Industry - Findings and Results, December 13th 2007,
Athens, Greece.
(19) Ferreira Rodrigues, M.; Amado Mendes, J.: História da indústria portuguesa, da Idade
Média aos nossos dias, Publicações Europa-América, Lisboa, 1999.
(20) Brandi, C.: Teoria del restauro, Edizioni di Storia e Letteratura, Roma, 1963.
(21) Feilden, B. M.: Conservation of historic buildings, Butterworths, London, 1982.
***
11
Vol. 63, 524, 13-19,
ISSN: 0020-0883
eISSN: 1988-3234
doi: 10.3989/ic.09.015
Reconstrucción de una armadura de cubierta
de lazo, en la iglesia parroquial de Almenara de
Tormes (Salamanca)
Reconstruction of a interlacing pattern of a wood ceiling in the
church of Almenara de Tormes (Salamanca)
RESUMEN
SUMMARY
El artículo describe el proceso de restauración
de la armadura de cubierta de la nave principal
de la iglesia románica de Almenara de Tormes,
Salamanca (España). El techo de la armadura de
par y nudillo del siglo XVI estaba oculto por un
entablado, que al ser retirado permitió apreciar
unas entalladuras que evidenciaban la existencia
de una lacería que se había perdido. En base a
la regularidad geométrica de esos cortes o trazas
aparecidos en los nudillos, fue posible realizar
una reconstrucción completa de la lacería. Se
investigó sobre los trazados de lazo que pudieran encajar en esos cortes, rebajes o entalladuras, analizando otros trazados de lazo de la
época y lugar histórico. Después de comprobar
las medidas y ángulos precisos de las trazas de
los nudillos se formularon algunas hipótesis de
trazado de lazo y se consiguió desarrollar un trazado que encajaba a la perfección con los restos
existentes. Como resultado de esta investigación
se pudo proceder a la elaboración de un proyecto de restauración procediendo a continuación a
la reconstrucción completa del artesonado hasta
en sus más pequeños detalles.
The paper describes the restoration process
of a Romanesque church in Almenara de
Tormes, Salamanca (Spain). The collar roof
type timber frame, from XVI´s, was hidden
and showed cuts at the bottom face from a
lost wooden ceiling. On basis of these cut
collar beams, that original ceiling was able
to be rebuilt, because these constructions
have a regular geometrical design. A precise
geometrical reconstruction of the existing
timber structure was the first step. The geometry of the cuts allowed, without any doubt, to know the original design. This is possible because these timber structures, from
the XIV´s and specific from Spain, are based
on strict geometrical design. A restoration
architectural project was developed based
on that previous research work. This work
explains the research work and describes
both the architectural project and the construction works.
128-85
Palabras clave: estructuras de madera, artesonados, armaduras de cubierta, trazados de lazo,
geometría decorativa.
Keywords: timber frame, wooden ceiling, roof
ceiling, interlacing pattern, decorative geometry.
ETS de Arquitectura de Madrid, Departamento de Construcción y Tecnología Arquitectónica,
Universidad Politécnica de Madrid, (España)
Persona de contacto/Corresponding author: [email protected] (M. C. Fernández-Cabo)
(*)
1. Vista general del estado original
de la armadura con el almizate
oculto por un entablado.
1. INTRODUCCIÓN: MEMORIA
HISTÓRICA Y DESCRIPTIVA
2. Sección general de la armadura
de par y nudillo con un glosario de
términos para denominar sus distintas partes o piezas.
La armadura de cubierta –estructura de cubierta construida en madera– se sitúa sobre
una iglesia salmantina de fundación románica sobre la que a lo largo de la historia
se han practicado distintas intervenciones,
1
2
siendo la más importante la que se ejecutó
entre los siglos XVI y XVII. A partir del análisis
de los pergaminos originales existentes en el
archivo diocesano y del análisis estilístico
de sus portadas, los fundamentos de ésta
iglesia se pueden fechar hacia el año 1164.
Sin embargo la armadura de cubierta que
nos ocupa, a juzgar por su tipología, trazas
y decoración, debemos situarla entorno a
finales del siglo XVI o principios del XVII,
cuando posiblemente se procedió a sustituir
la cubierta románica por la actual cubierta
que ha llegado hasta nosotros.
Se trata de una armadura de par y nudillo con
tirantes simples sobre canes moldurados; el
par es cada una de las barras inclinadas y el
nudillo es la pieza horizontal usada como
contrarresto de los pares. Las gualderas o fal14
dones se realizan al modo llano. Esta solución
también conocida como de cinta y saetino ha
sido la manera más básica de resolver la cubierta de estas armaduras históricas. Los pares
llevan decoración tallada en su eje central
con una calle de pequeñas cuñas realizadas a
golpe de gubia, además del clásico ranurado
o agramilado practicado en los papos –cara
de intradós–; los tirantes, se decoran con
una tocadura en su cara superior al modo
de una pequeña cornisa y llevan decoración
policroma en los laterales y en la cara inferior
consistente en un lazo desarrollado entre círculos alineados de distinto diámetro. El arrocabe o friso de arranque de la armadura, es
de doble alicer –tablas de forro del friso– con
decoración de talla de columnillas adosadas,
dándole un carácter claramente renacentista
en contraste con la decoración de lacería del
almizate, cuyas trazas dejadas en los nudillos
anunciaban claramente la pervivencia de
tendencias estilísticas de influencia mudéjar,
que curiosamente coexisten con las nuevas
tendencias renacientes de la época (1).
El almizate o harneruelo de la armadura
–techo o plano horizontal de una armadura
de par y nudillo– se hallaba oculto bajo un
simple entablado de madera (Figura 1), para
evitar visualizar la ausencia de los alfardones
entre los nudillos. Estos alfardones o tablas colocadas como forro de la armadura, estarían
alojados entre unas ranuras o acanalados que
se observan en sendos laterales de los nudillos
(Figura 2). Supuestamente, los alfardones desaparecidos, así como los taujeles o tablillas
de poco grueso que constituían el trazado de
lazo, tuvieron que tener así mismo algún tipo
de policromía, sobre todo en los zafates, similar a la decoración de punteaduras pintadas
que se observaron como remate de cintas y
saetinos en los faldones.
No se conocen las causas de la desaparición
de éstas piezas pero en principio existen dos
posibilidades. La primera es que el elevado
grado de deterioro de estas piezas de pequeña
sección haya motivado el retirarlas de la vista;
conviene recordar en este sentido, que los
ataques habituales a que se ve expuesta la
madera –hongos y xilófagos– afecta en mayor
medida a las escuadrías de pequeña sección,
como es el caso de la tabla y los taujeles.
La segunda posibilidad es que pudo existir
un expolio de la decoración de lazo, cuyos
taujeles y alfardones, al tratarse de pequeñas
piezas de madera fáciles de extraer sin menoscabar de manera importante la resistencia
de la estructura de cubierta, pudieran terminar
en algún museo o servir para reconstruir otra
lacería en otro edificio, caso que ocurría con
cierta frecuencia (2) al tratarse de objetos que
se mueven entre el mundo de lo inmobiliario
y de lo mobiliario. Este es el caso de algunas
lacerías procedentes de Valencia de Don
Reconstrucción de una armadura de cubierta de lazo, en la iglesia parroquial de Almenara de Tormes (Salamanca)
Reconstruction of a interlacing pattern of a wood ceiling in the church of Almenara de Tormes (Salamanca)
Juan, León, y que se encuentran en el Museo
Nacional de Artes Decorativas de Madrid,
que curiosamente también es un trazado
inspirado en ruedas de lazo de 8 y de 4 con
algunos zafates harpados similares a los que
nos encontramos en el trazado que estamos
analizando.
ir insertados al modo de guillotina entre las
acanaladuras (Figura 3). Era obvio pues que
los taujeles o cintas del lazo desaparecidas,
tendrías de grueso la misma profundidad de
rebaje practicado en las entalladuras de los
nudillos, a los cuales atravesaban enrasados
por el intradós.
3. Vista del detalle de los cortes practicados en los nudillos para alojar la
lacería desaparecida.
A partir de estos restos pasaremos a explicar
el procedimiento seguido para conseguir una
restitución virtual del trazado de lazo ejecutado hacia el siglo XVI. El elevado grado de
certidumbre de la hipótesis propuesta en la
investigación del trazado, fue la justificación
requerida para realizar una reconstrucción
completa de la armadura de lazo, tal como
se supone que fue ejecutada originalmente.
Este tipo de trabajos de restauración ya habían
sido iniciados en España por Enrique Nuere,
quién publica uno de sus primeros trabajos
como apéndice a unos de su primeros libros
(3). Se trataba de la recuperación de los
restos de un almizate existente en el Museo
Nacional de Arte Hispanomusulmán de la
Alhambra, Granada, y después de este caso
han seguido otros, realizados en algunas de
sus numerosas intervenciones en armaduras
de cubierta con lazo del patrimonio histórico
español.
2. EL ESTADO INICIAL
Cuando se redactó el proyecto inicial de
restauración de las obras –del que mostramos
los planos de sección de la armadura (Figura 2)–, sólo se contaba con una apreciación
visual externa del intradós de la armadura de
cubierta, ya que por circunstancias de orden
administrativo que no vienen a cuento en
este artículo, hubo que redactar un primer
proyecto sin contar con la información que
posteriormente se obtuvo cuando dieron
comienzo las obras. Se ha aprovechado esta
sección para ilustrar gráficamente el léxico
particular del mundo de las armaduras de
cubierta tradicionales españolas.
Una vez iniciadas las obras de restauración
se ordenó practicar una cata en la tarima
que ocultaba el almizate. Esta cata puso al
descubierto la presencia de nudillos con
entalladuras por su cara de intradós, con
lo que de inmediato se ordenó desmontar
todo el entablado del almizate poniendo
al descubierto todo el conjunto de nudillos
tallados que evidenciaban los restos de lo que
en su día constituyó una completa lacería en
el almizate.
Además de las entalladuras o cortes practicados sobre el papo de los nudillos, se pudo
apreciar una acanaladura longitudinal a ambos lados, donde habitualmente se alojaban
los alfardones que supuestamente debieron
Esta lacería es un caso particular de mezcla
entre los dos tipos constructivos básicos utilizados para la ejecución de lacerías en madera
(4): lacería apeinazada –realizada a base de
peinazos de igual sección que las piezas
estructurales– y lacería ataujerada –realizada
a base de taujeles–. Las cintas del lazo situadas sobre los nudillos, se tallan sobre estas
piezas estructurales, mientras que el resto de
cintas del trazado se ejecuta con pequeñas
tablillas o taujeles, que se acoplan sobre las
entalladuras de los nudillos y se clavan sobre
la tabla de los alfardones.
3
3. HIPÓTESIS DE RECONSTRUCCIÓN
DEL TRAZADO DE LAZO
Una vez puestos al descubierto los nudillos
tallados y después de realizar las primeras
actuaciones de limpieza y saneamiento, se
pudo dar comienzo a los trabajos de toma
de datos realizando una medición exacta de
los cortes practicados en los nudillos, tanto
en lo relativo a los ángulos de corte y distancias entre los mismos. Así mismo se tomaron
medidas relativas a la relación de calle y cuerda –anchura del nudillo y separación entre
ellos– ya que es fundamental en el análisis
de cualquier trazado de lazo, así como las
pauta o secuencia de repetición de las trazas.
Como resultado de este primer análisis de las
trazas de corte, se pudieron reducir a dos los
tipos de trazas diferenciadas que iban a permitir el desarrollo total de la lacería; también
se comprobó que las trazas eran simétricas
con respecto al eje longitudinal del almizate,
y con relación al transversal del conjunto
15
4. Secuencia de cortes o trazas
existentes entre los restos de los nudillos de la armadura que pudieron
medirse y dibujarse con una cierta
precisión y luego han servido para la
recuperación de la lacería.
de las dos piezas. A continuación se pasó a
confeccionar un primer plano de la secuencia
completa de las trazas o entalladas existentes
en el conjunto de todos los nudillos (Figura 4).
5. Primera hipótesis de cartabones a partir de la geometría de un
octagrama. La confirmación de
los cartabones, A, B, y C, ha sido
plenamente congruente con las entalladuras practicadas en los nudillos
existentes.
Este primer plano de trazas (Figura 4)
constituyó el dato objetivo sobre el cuál se
podrían establecer las primeras hipótesis de
reconstrucción virtual del trazado completo
del lazo, implementando los taujeles necesarios para ello. Los primeros pasos en este
método de trabajo consistieron en analizar los
ángulos de corte para saber a qué familia o
familias de lazo podían corresponder, y que
cartabones se había utilizado (5), siguiendo
para ello el método de los cartabones descrito por López de Arenas (6), interpretado
y sacado a la luz por Enrique Nuere (2) (3).
6. Generación de un lazo basado en
una estrella de 8 puntas.
7. Estrella de 8 y desarrollo de una
primera hipótesis de lazo que encajara entre los cortes de los nudillos.
Algunos cortes contenían ángulos como los de
45º o su mitad 22,5º, fácilmente identificables
como pertenecientes a la familia de lazos de
4 y 8, con lo que inmediatamente esta fue la
4
primera línea de trabajo a seguir. En base a esta
primera hipótesis de lazo de 4-8, se dibujó una
estrella de ocho puntas girando un cuadrado
45º sobre su centro, dando como resultado
una figura conocida como octograma. De
este octagrama se sacaron los cartabones primarios, secundarios y terciarios, dando como
resultado los siguientes cartabones (Figura 5):
• Cartabón A: cola = cabeza = p¼ = 45º
(también conocido como cuadrado)
• Cartabón B: cola = p 1/8 = 22,5º
cabeza = p 3/8 = 67,5º
(también conocido como cartabón de ocho)
• Cartabón C: cola = p 3/16 = 33,75º
cabeza = p 5/16 = 56,25º
(también conocido como blanquillo).
La cola del cartabón es el ángulo más agudo
y la cabeza del cartabón es el ángulo complementario de la cola. En todos los cartabones
uno de los ángulos es recto, ya que se construyen alojados en una cambija o medio círculo,
y por el teorema del arco capaz, el ángulo que
forman los catetos ha de ser recto –90º–. Se
construyen de esta manera para minimizar el
número de éstas herramientas (7).
Estos cartabones se comprobaron sobre las
trazas que se habían medido en los nudillos y
se comprobó que no se precisaban más cartabones que éstos para realizar todos los cortes
existentes. Con ello quedaba confirmado
que la primera hipótesis de la familia de lazo
buscada era correcta: se trataba de un trazado
basado en los cartabones de la rueda de lazo
de 8, a la que le corresponde los citados cartabones de cuadrado, de ocho y el blanquillo.
Con esta confirmación ya se estaba en condiciones de buscar analogías visuales con
otros trazados de lazo 4-8, conocidos en esa
época y en esa región, para después pasar a
formular unas primeras hipótesis de trazado
que encajaran en las trazas existentes.
5
6
16
Los primeros dibujos se hicieron utilizando
la relación calle/cuerda existente, y rotando
esta crujía 8 veces en torno a un eje, formando una estrella similar a la que forman dos
cuadrados girados 45º (Figura 6). A partir de
esta estrella de 8 situada en el eje longitudinal
del almizate (Figura 7) que divide a la mitad a
los nudillos, se comprobó que encajaba muy
7
bien en los cortes existentes si se planteaba la
hipótesis de que esta estrella se repitiera con
alternancia de una calle si y otra no. De esta
manera se fue colocando una estrella de ocho
alternadamente (Figura 8) y a partir de ahí se
intenta resolver el trazado en las calles que
iban quedando entre las estrellas (Figura 9).
En seguida se pudo comprobar que encajaba
el clásico lazo castellano de 4, tan usual en
las armaduras de esta época, entre los siglos
XIV y XVII, y del cual podemos citar como
referencia histórica al utilizado en el almizate
de la armadura del Sancti Spiriti, de Toro en
Zamora, fechada hacia finales del s. XIV.
Una vez establecida la relación entre los
lazos de 8 y el lazo de 4, el paso siguiente
consistió en desarrollar o desculatar –conectar otra rueda de lazo a través de las aspillas
de la rueda inicial– las estrellas originales
(Figura 10), inspirándose para ello en trazados de la época y de la zona geográfica
del reino de León al que territorialmente
pertenecía esta villa. Así fue fácil comprobar
que se había utilizado en el desarrollo del
argumento central una red de lazo conocida como lazo leonés (8) parecida a la que
se encuentra en la armadura del Hostal de
San Marcos de León, y en otras armaduras
leonesas de la época (9). Este mismo diseño
de trazado también ha sido utilizado con
frecuencia para decorar el espacio entre tirantes pareados en varias armaduras situadas
en Andalucía (10), dónde es más habitual el
pareado de los tirantes.
Una vez comprobada esta hipótesis de trazado de lazo sobre los cortes de los nudillos
existentes (Figura 11), sólo restaba solucionar
el remate del lazo contra las gualderas o intradós de los faldones. En esta zona, las trazas
próximas al quiebro del plano mostraron la
solución de aspillas en cruz, con lo que el trazado ya quedaba resuelto en todas sus pautas.
8. En base a las pautas de corte de
los nudillos se partió de estrellas de
8 alternadas.
9. El espacio entre las estrellas de 8
se resuelve con un lazo de 4, y el resto se desculata con un lazo leonés.
10. Con este procedimiento quedaba definida la geometría del trazado
y solo restaba confirmarla comprobando los cortes de los nudillos.
11. Se comprueban las secuencias
de cortes de los nudillos y se simplifica en un módulo base generador
del trazado de lazo para montarlo
en el ordenador.
12. El trazado total se ajusta a las
medidas reales de la estancia y ya
se puede proceder a elaborar todos
los planos necesarios para la restauración completa de la armadura.
8
9
10
11
12
17
13
14
13. Vista general de la obra en fase
de restauración de la armadura. Se
pueden observar la ejecución de
prótesis encoladas con resorcinas.
El comienzo de las obras y el desmantelamiento
de la cobertura puso de manifiesto el
verdadero estado de conservación del
artesonado, muy atacado por insectos
xilófagos y por hongos de pudrición, debido
a las filtraciones de agua sobre todo los
estribos y apoyos de alfardas que estaban
ocultos por los aliceres del arrocabe. Con
las piezas que pudieron recuperarse de
todo el conjunto de la armadura original
(Figura 13), se pudo montar un pequeño tramo
hacia la cabecera de la iglesia. El resto de la
armadura se construyó ex novo, siguiendo
el patrón o modelo del existente, cuando en
proyecto lo que se preveía era básicamente
una restauración y no una reconstrucción. El
trabajo se completó con labores decorativas
de pigmentación de la madera siguiendo los
métodos muy similares a los utilizados en la
época de su construcción original (Figura 14).
14. Detalle de la reconstrucción
de la lacería sobre nudillos nuevos.
15. Vista general de la armadura de
lazo reconstruída.
La policromía del artesonado fue restaurada
en aquellas partes originales conservadas,
mientras que la madera nueva fue policromada
siguiendo técnicas similares a las de la
armadura original, si bien un tratamiento en
profundidad de este tema se sale fuera del
ámbito de este artículo.
15
A partir de ahí ya era cuestión de completar
todo el paño del almizate o harneruelo,
siguiendo las pautas confirmadas y completando todo el conjunto de la lacería del techo
que se planteaba reconstruir (Figura 12).
4. RECONSTRUCCIÓN DE LA ARMADURA
Estos mismos planos fueron los que sirvieron
al carpintero para reconstruir el lazo de la
armadura, que fue prefabricada totalmente en
taller y transportada en paños separados de
faldones y almizate, coincidiendo con la modulación de la taravea (lacería) para facilitar
su montaje en obra, lo que permitió abaratar
enormemente los costes de ejecución.
18
5. CONCLUSIONES
La posibilidad de recuperar lagunas cuando
procedemos a la restauración de edificios
históricos puede ser puesta en tela de juicio
cuando la certidumbre entre la hipótesis
de reconstrucción propuesta y la realidad
histórica posible no es suficientemente
grande. A medida que aumentan las dudas,
aumenta el riesgo de reconstruir algo que
nunca existió, con lo que su viabilidad queda
en entredicho. Sin embargo en el caso de
los trazados de lazo y debido a sus pautas
de regularidad geométrica intrínsecas, nos
permite utilizar distintos métodos gráficos
de génesis y desarrollo para conseguir una
restitución no solo virtual sino constructiva,
de estos trazados de lazo. En estos casos, la
reconstrucción de grandes lagunas queda
justificada por la certidumbre científica en la
recuperación del trazado (Figura 15).
6. DATOS DE LA OBRA
Restauración de la iglesia de Almenara de
Tormes (Salamanca)
• Arquitecto de proyecto y director de obra:
Miguel Carlos Fernández Cabo
• Contratista: REARASA, Restauración de
Retablos y Artesonados, S.A.
• Fecha ProyectoAño 1999
• Fecha Obra Año 2000
7. AGRADECIMIENTOS
Monumento Declarado: D. 182/93 de 29 de
julio. B.O.E. 27 de agosto de 1993
• Promotor: Junta de Castilla y León. Direcc.
Gral de Patrimonio y Promoción Cultural
Agradecemos a la empresa REARASA, Restauración de Retablos y Artesonados, S.A.,
la aportación desinteresada de las fotografías
que se han utilizado en este artículo.
BIBLIOGRAFÍA
(1) Fernández Cabo, M. C.: Armaduras de cubierta. Ámbito Ediciones, Valladolid, 1997.
(2) Angulo Iñiguez, D.: “Estructuras de cubierta islámicas llegadas a América a través de
España: las armaduras con lacería morisca”; Actas XXIII, C.I.H.A., Separata, Granada,
3-8 sept, 1973.
(3) Nuere, E.: La carpintería de lo blanco; Lectura dibujada del primer manuscrito de Diego
López de Arenas. Ministerio de Cultura, Madrid, 1985.
(4) Fernández Cabo, M. C.: Armaduras de cubierta en la región leonesa: Bases documentales
y criterios para el análisis, clasificación y evolución de las tipologías estructurales de las
armaduras de cubierta en la región leonesa. Ph.D. Madrid, 1991.
(5) Nuere, E.: Los cartabones como instrumento exclusivo para el trazado de lacerías”, Madrider Mttelilulngen 23, Deutsches Archaelologisches Institut, Mainz, 1982.
(6) López de Arenas, D.: Breve compendio de la carpintería de lo blanco y Tratado de alarifes.
Luis Estupiñan, Sevilla, 1633.
(7) Nuere, E.: La carpintería de lazo: lectura dibujada del manuscrito de Fray Andrés de San
Miguel. Colegio Oficial de Arquitectos de Málaga, Málaga, 1990.
(8) Álvarez de la Braña, R.: “San Marcos de León”, B.S.C.E., II, Valladolid, 1905.
(9) Benavides Moro, N.: “El artesonado de La Bañeza”, Archivos Leoneses, Año VII, nº 13,
ene-jul., 1953.
(10) Candelas, A. L.: Análisis constructivo de la carpintería de armar en la provincia de Huelva;
su relación con los tratados de carpintería. Ph.D, Sevilla, 1999.
***
19
Vol. 63, 524, 21-32,
ISSN: 0020-0883
eISSN: 1988-3234
doi: 10.3989/ic.10.045
Análisis del comportamiento sísmico de los
edificios de obra de fábrica, típicos del distrito
Eixample de Barcelona
Seismic performance analysis of the masonry buildings, typical
of the Eixample district of Barcelona
R. Moreno-González(*), J. M. Bairán(*)
RESUMEN
SUMMARY
En este trabajo se realiza un estudio para evaluar la
vulnerabilidad y el riesgo sísmico de los edificios
de obra de fábrica de ladrillo ampliamente existentes en el distrito Eixample de Barcelona, España.
Los edificios analizados son reales y se dispone de
planos e informes específicos. El análisis del riesgo sísmico se lleva a cabo mediante un método
mecánico basado en el Método del Espectro de
Capacidad. La demanda sísmica se define a partir
del espectro elástico de respuesta definido por el
Eurocódigo-8. Las curvas de fragilidad se obtienen
a partir de un análisis no lineal, teniendo en cuenta
los espectros de capacidad. El daño sísmico esperado se consigue con las matrices de probabilidad
de daño. La modelización de los edificios se realiza
con el programa TreMuri mediante un modelo de
macroelementos. Los resultados obtenidos muestran una vulnerabilidad importante, teniendo en
cuenta el escenario sísmico considerado, el riesgo
sísmico esperado es alto.
In this work a study about the vulnerability and
seismic risk of the unreinforced masonry buildings,
widely, existent in the Eixample district of Barcelona,
Spain, is carried out. The buildings, here, analyzed
are real and detailed structural drawings and reports
have been used to model them. The seismic risk is
evaluated by means of a mechanical model, based
in the Capacity Spectrum Method. The seismic demand is described by elastic response spectrum defined by the Eurocode-8. Fragility curves are obtained
from a nonlinear analysis, considering the capacity
spectra. Expected seismic damage is gotten with
the damage probability matrices. The analysis of the
buildings has been performed by TreMuri program
by means of a macro-element model. The results
shown a considerable vulnerability in this type of
buildings, therefore, in spite of the seismic hazard,
the expected seismic risk is significant.
409-13
Palabras clave: mampostería, vulnerabilidad, fragilidad, capacidad, daño sísmico.
(*)
Keywords: masonry, vulnerability, fragility, capacity,
seismic damage.
Universidad Politécnica de Cataluña, Barcelona, (España)
Persona de contacto/Corresponding author: : [email protected] (R. Moreno)
R. Moreno-González, J. M. Bairán
1. INTRODUCCIÓN
El comportamiento sísmico inadecuado de
las estructuras es la causa principal de pérdidas humanas y económicas, básicamente,
los avances que se realizan en el diseño de
estructuras se aplican a las estructuras nuevas
y, en menor medida, a la rehabilitación de estructuras existentes, a pesar de que el número
de edificios existentes es mucho mayor que
las estructuras nuevas. En zonas de sismicidad
moderada o baja es frecuente encontrar que
las construcciones no incluyan ningún tipo de
análisis o diseño antisísmico, debido a que las
normativas no suelen obligar a ello o que no
existían en el momento de su construcción o,
sencillamente, que la población no reconoce
el evento sísmico como un factor de riesgo
para su comunidad.
Para poder reducir el número de pérdidas humanas y económicas hay que comenzar por
realizar estudios de vulnerabilidad sísmica
y alertar a las autoridades gubernamentales
para que tomen medidas de precaución y
seguridad sobre la amenaza sísmica existente.
No existe una metodología estándar para
estimar la vulnerabilidad sísmica de los edificios, ni de las estructuras en general. La base
fundamental para estudiar la vulnerabilidad
o el riesgo sísmico, a nivel estructural, es
disponer de una amplia información sobre los
elementos con los que se pretende trabajar
para evaluar la vulnerabilidad sísmica y, a
partir de aquí, calcular el daño probable que
se pueda sufrir a causa de un sismo.
Tabla 1
Distribución de las tipologías existentes en Barcelona
Tipologías
% Edificios
existentes
S1
Edificio de obra de fábrica con forjado de
viguetas de madera.
bóveda de revoltón cerámico.
viguetas metálicas y bóveda de revoltón cerámico.
viguetas de hormigón y bóveda de revoltón
cerámico.
Edificio de hormigón armado con forjado reticular, sistema estructural irregular y paredes de
relleno dispuestas de forma irregular.
Edificio metálico porticado.
S2
Edificio metálico arriostrado.
1
S3
Edificio metálico de pórticos con paredes de
obra de fábrica.
1
S5
Edificio metálico porticado con sistemas formados de hormigón (forjado de hormigón).
2
M31
M32
M33
M34
RC32
22
Descripción
32
18
26
1
18
1
En este trabajo se presenta un estudio corespondiente a la vulnerabilidad y el riesgo
sísmico de los edificios de obra de fábrica
de ladrillo existentes en el distrito Ensanche
(“Eixample” en catalán) de Barcelona, España.
Para llevar a cabo este estudio se emplea una
metodología que contempla la modelización
de edificios para evaluar el daño sísmico
mediante técnicas basadas en el desempeño
sísmico.
La Municipalidad de Barcelona tiene una base
catastral, la cual está muy bien documentada
en el informe Infocca (1), referente a la edad
y características constructivas de los edificios;
permite determinar las características geométricas, en planta y en altura de los edificios
de cada parcela. Se dispone de información
de 63.000 edificios que representan, aproximadamente, el 91% del total de edificios, los
cuales corresponden a edificios residenciales.
De estos edificios se conoce su configuración
en planta y en altura, su situación dentro de
la manzana, si forman parte de un sistema
de agregado o no de edificios; la tipología
constructiva, el año de construcción y el
estado de conservación; además, se han
conseguido algunos planos arquitectónicos
y estructurales de varios edificios existentes,
así como también, informes de patologías.
Casi la mitad de los edificios residenciales
existentes en Barcelona han sido construidos
antes del año 1940, siendo 1931 el año medio
de construcción de los edificios del Eixample.
A finales del siglo XIX y principios del siglo
XX, el sistema constructivo más frecuente, en
Barcelona, utilizaba muros de carga de obra
de fábrica de ladrillo y forjados de bovedilla
con vigas de madera o viguetas metálicas.
En el distrito Eixample, aproximadamente,
el 75% de los edificios pertenecen a esta
tipología.
En general, la tipología que representa un
mayor número de edificios son los edificios
de obra de fábrica de ladrillo, seguido por, los
edificios de hormigón armado con forjados
reticulares y, finalmente, los edificios metálicos, estos últimos representan un 5% de
los edificios existentes. La Tabla 1 muestra la
distribución de los edificios existentes, en la
ciudad de Barcelona, según su tipología (2).
El objetivo principal de este trabajo es obtener las matrices de probabilidad de daño
para evaluar el daño sísmico esperado de los
edificios de obra de fábrica existentes en el
Eixample de Barcelona. El análisis se ha llevado a cabo mediante una metodología basada
en el método del espectro de capacidad, la
cual ha sido desarrollada dentro del marco
del proyecto europeo Risk-UE (2, 3). Para
estudiar el daño sísmico esperado en este
tipo de edificaciones se ha considerado un
Análisis del comportamiento sísmico de los edificios de obra de fábrica, típicos del distrito Eixample de Barcelona
escenario sísmico definido por la norma sísmica española NCSE-02 (4) y el Eurocódigo 8
(5), donde la aceleración sísmica básica para
Barcelona es de 0,04 g. Después de definir
las propiedades mecánicas y geométricas y
los materiales, se evalúa la capacidad de los
edificios mediante el programa TreMuri (6),
este permite realizar análisis estático y dinámico no lineal de edificios de mampostería,
en 3D, obteniendo las curvas de capacidad
y los espectros de capacidad bilineales para
cada edificio, seguidamente, se definen las
correspondientes curvas de fragilidad. A
partir de aquí se obtienen las matrices de
probabilidad de daño.
2. LA CIUDAD DE BARCELONA
En Barcelona, durante la primera mitad del
siglo XIX se intensifica la urbanización del
interior de la ciudad que, progresivamente,
se dota del aspecto e infraestructuras de
una ciudad moderna. Entre 1858 y 1868
se derriban las murallas de la ciudad y se
inicia el gran proyecto urbanístico para la
construcción de la Barcelona moderna, una
nueva ciudad abierta e industrial. Lo que da
paso al nacimiento de la Barcelona actual es
el distrito l’Eixample, el cual fue proyectado
por el ingeniero Ildefonso Cerdá (7). Este
proyecto de expansión de la ciudad permitió
unir el núcleo de la ciudad con los pueblos
que darán nombre a los distritos y barrios de
la ciudad actual. La aprobación del “Plan del
Eixample” de Barcelona, de Ildefonso Cerdá,
en el año 1859 va a cambiar y a convertir a
la ciudad catalana en un referente del urbanismo moderno. Este plan urbanístico tiene
ya 150 años y ha permitido a la ciudad crecer
ordenadamente y resolver con eficiencia los
problemas de una ciudad atrapada dentro de
murallas; también ha significado la unión
armónica entre historia y progreso.
El censo de 1900 establece en 553.000 el número de habitantes de esta ciudad ampliada.
Entre 1909 y 1929 Barcelona experimenta
una colosal expansión, de los 587.411 habitantes de 1910 se pasa a 1.005.565 en
1930. Entre 1940 y 1960 se produce un
considerable crecimiento sostenido y la
ciudad gana medio millón de habitantes.
Este incremento de la población es debido,
principalmente, al aumento de la natalidad
y al gran número de inmigrantes procedentes
del Sur de España. A pesar de que la Carta
Municipal de 1961 otorga mayor autonomía
a la ciudad, durante la alcaldía de Porcioles
(1957-1973) se produjo un crecimiento
especulativo y desordenado con grandes
deficiencias estructurales. A partir de 1978
se inicia un mayor control de la sociedad
sobre las instituciones y el gobierno de la
ciudad. En la actualidad, Barcelona está
delimitada entre las montañas de Montjuïc
1. Manzanas típicas que conforman
el distrito Eixample.
1
y Collserola y el río Llobregat y el río Besós,
que limitan claramente su crecimiento en superficie, dejando, como única alternativa de
crecimiento, la reconstrucción de zonas en
desuso o industriales. Los últimos ejemplos
de transformación urbanística de la ciudad
son la Villa Olímpica en 1992 y la apertura
al mar de la Avinguda Diagonal con el Forum
Universal de les Cultures en el 2004. El distrito del Eixample destaca como la principal
área de Barcelona donde se acumula una
importante población, una notable actividad económica y un importante patrimonio
cultural (8, 9). Actualmente, el municipio de
Barcelona se extiende en una superficie de
9.907 Ha con una población de 1,5 millones
de habitantes según el censo de 2001.
2.1. El sistema constructivo
El Ensanche de Barcelona está formado por
bloques o manzanas simétricas de 113x113
m, perfectamente alineadas, y con chaflanes
de una longitud de 20 m. En cada manzana
o bloque hay un promedio de 25 edificios,
en su mayoría son edificios de obra de fábrica de ladrillo (edificios de mampostería),
aunque es frecuente encontrar que entre dos
edificios viejos se haya construido uno nuevo
de hormigón armado con forjados reticulares
u ocasionalmente, metálico. En la Figura 1
se muestra una vista típica de las manzanas
que forman el distrito.
Los edificios son de paredes de carga, los
cuales muestran esquemas muy repetitivos,
tales como: cimentación superficial sobre
zapatas corridas bajo muros, o aisladas bajo
pilares, los elementos resistentes son muros
de carga y elementos de sustentación en
planta baja, sobre un sistema de jácenas
metálicas o de pórticos de hormigón se apoyan las paredes de carga o bien secundarias,
normalmente las jácenas metálicas se apoyan
sobre paredes de mampostería.
Los forjados son unidireccionales y presentan
luces cortas, es previsible que se trate de
forjados, unidireccionales, de viguetas de
madera, metálicas, o de hormigón sin capa
superior de compresión.
Informes de la Construcción, Vol. 63, 524,21-32, octubre-diciembre 2011. ISSN: 0020-0883. eISSN: 1988-3234. doi: 10.3989/ic.10.045
23
Principalmente, estos edificios presentan una
geometría rectangular y en la parte central de
los edificios suele existir uno o más núcleos
parcialmente cerrados mediante paredes de
fábrica de ladrillo de 10 cm de espesor, formados alrededor de las cajas de escaleras o
de los patios de luces. La distribución de las
paredes de carga responde a tres esquemas
estructurales fundamentales (10):
– Los muros de fachada (calle y patio de manzana) son de 30 cm de espesor y actúan
como paredes de carga (muros portantes)
junto a un conjunto de paredes interiores
de carga, paralelas a aquéllas, de 15 cm
de espesor.
– En el caso de edificios estrechos, el forjado
se forma en sentido transversal actuando las
paredes de medianería (secundarias) como
muros de carga.
– En el caso de edificios de esquina, la distribución es en forma trapecial, las fachadas
de calle y patio actúan como paredes de
carga, se dispone de una segunda pared de
carga interior paralela a la fachada de calle
y se utilizan otras paredes interiores como
elementos de carga. De esta forma, existen
paredes de carga en, al menos, tres direcciones, separadas angularmente a 45º (una
dirección transversal, paralela al chaflán, y
dos direcciones diagonales al eje y paralelas
a los lados de la manzana).
Normalmente, las paredes alcanzan longitudes
importantes, 15 m. En las paredes existen aberturas para puertas y ventanas que dan lugar a
dinteles o antepechos de anchura y altura variables. Según el año de construcción, los forjados
pueden estar formados de viguetas de madera,
metálicas o de hormigón. Los forjados de vigueta
metálica y revoltón cerámico son comunes en los
techos de planta baja, apoyándose en jácenas y
pilares metálicos o bien en paredes y los forjados de vigueta de madera y revoltón cerámico
son comunes en el resto de las plantas, están
formados por dos hojas de rasilla y sobre éstas
existen cascotes en relleno de senos, mortero de
cal y pavimento. El revoltón constituye el sistema
tradicional y las bovedillas de cerámica o de
mortero son rellenas de cascotes de cemento o
mortero de baja resistencia.
Los edificios del Eixample se pueden describir
en cuatro épocas o períodos:
– Pre-modernismo: 1860-1900
– Modernismo: 1890-1910
– Post-modernismo: 1910-1936, siendo el
sistema constructivo predominante la mampostería
– El último período se da a partir de la década
de los 60, cuando el hormigón armado como
sistema constructivo en edificaciones empieza a ser importante, dando lugar al comienzo
de la arquitectura contemporánea (4).
24
La mayoría de los edificios de obra de fábrica
o mampostería tienen de 6 a 8 pisos y presentan alturas diferentes en las primeras plantas
respecto al resto de los pisos. Hoy en día, estas
primeras plantas son dedicadas al comercio.
3. DESCRIPCIÓN Y MODELIZACIÓN
DE LOS EDIFICIOS
En el sistema constructivo del Eixample se
pueden distinguir dos tipos de edificios, los
edificios de línea o banda y los edificios de
esquina o chaflán. Estos edificios, con las
mismas proporciones dan como resultado
unas técnicas constructivas que se sistematizan debido a que se repiten constantemente,
dando origen a un sistema constructivo que
varía básicamente en la fachada. En este
apartado se definen los tres edificios seleccionados para representar los edificios de obra de
fábrica de ladrillo ampliamente existentes en
Barcelona y, además, se utilizan para evaluar
la vulnerabilidad de los edificios.
Los edificios llamados Casti y Pelai son representativos de los edificios situados dentro de
las hileras de edificios, cuya fachada principal
da a una misma calle. Estos edificios, de planta rectangular, son los llamados edificios de
banda, es decir, no forman esquina. El edificio
llamado Angolo tiene una planta más irregular
y, muestra tres secciones de fachada, dos que
dan a calles distintas (calles perpendiculares)
y una en chaflán que las une. Este edificio
Angolo es típico de las esquinas correspondientes a los cruces entre calles.
La Figura 2 muestra las plantas de estos
edificios con la numeración de las paredes.
Los tres edificios son reales y típicos en
l‘Eixample, las plantas han sido tomadas directamente de planos originales. En la Tabla 2
se especifican las características en planta y
altura de los edificios estudiados.
En cuanto al edificio Casti, las paredes de la
fachada principal y trasera tienen espesores de
50 cm y 45 cm, respectivamente, reduciéndose
a partir del primer piso unos 10 cm y 15 cm,
respectivamente. Las paredes laterales o medianeras tienen un espesor de 30 cm en la planta
baja y de 15 cm en el resto de los pisos, existen
otras paredes interiores de 15 cm de espesor.
En el edificio Pelai, las paredes son de 15
cm de espesor y las paredes de fachadas de
30 cm. En las dos primeras plantas existen pilares y jácenas metálicas, los cuales soportan
el peso de las paredes superiores.
En cuanto al edificio Angolo, presenta una
mayor diversidad de formas geométricas, las
paredes están dispuestas de forma paralela
las unas con las otras para crear un sistema
resistente. El muro de fachada de calle tiene
un espesor de 40 cm y el de la fachada
trasera de 30 cm, las paredes interiores de
carga son de 15 cm de espesor. El sistema
resistente interior en las dos primeras plantas
está formado de pilares y jácenas metálicas.
Para todos los edificios se ha considerado el
mismo tipo de forjado, es un forjado de losas
de viguetas de madera, cubiertas de revoltón
y con una base de baldosa doblada encajada
en el interior para sostenerlo y, finalmente,
cubierto de mortero de cal, Figura 3, este tipo
de forjado junto a los de viguetas metálicas
son los más utilizados.
Para el estudio aquí realizado, se analizó
cada edificio con el programa TreMuri (6). El
programa TreMuri es un programa tridimensional de análisis no lineal para estructuras
de mampostería y ha sido desarrollado en la
Universitat degli Studi di Genova, Italia (6).
3
2
3.1. Programa TreMuri
El programa TreMuri es un programa tridimensional de análisis no lineal para estructuras de
fábrica de ladrillo. El programa representa los
paneles de mampostería mediante un modelo
no lineal de macroelementos propuesto por
Gambarotta y Lagomarsino (11). El TreMuri es
un programa de macroelementos, proyectado
para un análisis incremental no lineal con
control de fuerza o desplazamiento, análisis
estático, análisis modal y análisis dinámico con
excitación sísmica en la base de la estructura,
bidimensional o tridimensional.
El modelo de daño del macromodelo utilizado
en el programa para ensamblar el modelo de la
pared, tiene en cuenta el efecto de la resistencia
a compresión limitada de la mampostería, especialmente en el mecanismo del vuelco (12).
El modelo incluye los efectos de agrietamiento
por medio de una ley constitutiva no lineal con
deterioro de la rigidez en compresión (13).
Aparte de sus características geométricas, el
macroelemento es definido por seis parámetros: el módulo de cortante, la rigidez axial,
la resistencia a cortante de la mampostería,
un coeficiente adimensional que controla la
deformación inelástica, un coeficiente global
de fricción y un factor que controla la fase del
ablandamiento (13).
Tabla 2
Características de los edificios analizados
Edificios
Año de construcción
H (m)
Dimensiones (m)
Nº pisos
h. planta baja (m)
h. 1er piso (m)
h. resto pisos (m)
CASTI
PELAI
ANGOLO
1930-1931
22,0
12,65 x 27,00
A = 341,55m2
7
4,0
3,0
3,0
1882-1886
24,4
18,40 x 23,70
A = 436,08 m2
6
4,8
4,0
3,9
1936
22,4
A = 557m2
P = 94,30 m
8
3,1
2,5
2,8
Los modelos numéricos que incorpora
el programa han sido calibrados cuidadosamente, de forma que el programa es
capaz de reproducir los mecanismos de
disipación observados en casos reales. En
consecuencia, TreMuri es capaz de describir y simular el comportamiento no lineal
en el plano, de los paneles de mampostería
y permite estimar el daño que este tipo de
edificios sufren, cuando se ven sometidos
a sismos.
Las Figuras 4, 5 y 6 muestran los 3 edificios
modelados con el programa TreMuri, en
ellas se muestra el modelo 3D y una de
sus paredes. Antes de llevar a cabo el análisis es necesario definir las propiedades
mecánicas de los materiales.
2. Plantas de los edificios Casti (arriba izquierda), Pelai (arriba derecha)
y Angolo (abajo).
3.Forjado de madera típico del
Eixample, (tomado de los planos).
25
y muros de mampostería. La misma Tabla 3
muestra los parámetros para las configuraciones constructivas aquí definidas, las características de los forjados, las propiedades
de los pilares y jácenas metálicas.
4. Vista 3D del edificio Casti, modelado con el programa TreMuri.
5. Vista 3D del edificio Pelai, modelado con el programa TreMuri.
6. Vista 3D del edificio Angolo,
modelado con el programa TreMuri.
4. METODOLOGÍA
4
Lo más reciente en el campo de la evaluación de la vulnerabilidad y el riesgo
sísmico se basa en modelos mecánicos.
En este trabajo se sigue un procedimiento
simplificado propuesto en el proyecto RiskUE (2) y basado en el método del espectro
de capacidad.
La vulnerabilidad de un edificio existente
se puede entender como la capacidad que
tiene la estructura para soportar acciones
sísmicas y la fragilidad está relacionada con
su vulnerabilidad sísmica y se cuantifica
mediante curvas de fragilidad.
5
6
3.2. Características mecánicas
Para evaluar el comportamiento de los edificios es necesario conocer sus propiedades
mecánicas. Se desconoce la existencia de
estudios rigurosos que permitan definir con
exactitud las propiedades mecánicas de
estos materiales. En base a las especificaciones técnicas al uso, a las características
constructivas, a los materiales utilizados, a
estudios patológicos realizados en algunos
edificios, a estudios realizados por otros investigadores (14) y, junto con la ayuda de la
opinión de ingenieros con experiencia en el
conocimiento del comportamiento mecánico
de la obra de fábrica de ladrillo sin armar,
se ha realizado un volumen importante de
ensayos numéricos con el programa TreMuri,
lo que ha permitido definir los parámetros
mecánicos que requiere la definición de los
macroelementos.
La Tabla 3 contiene los parámetros característicos de los macroelementos tipo pilar y
tipo dintel, utilizados para modelar paredes
26
La acción sísmica se define por medio
del espectro elástico de respuesta con 5%
de amortiguamiento y está representado
en coordenadas espectrales (aceleración
espectral, en el eje de las ordenadas, y
desplazamiento espectral, en las abscisas).
Teniendo en cuenta los modelos de los edificios existentes y las técnicas constructivas
es posible construir las curvas de capacidad
a partir de un análisis estático no lineal. Las
curvas de capacidad definen la resistencia
estructural del edificio y, gráficamente, se
representan con el cortante en la base,
eje de las ordenadas, y el desplazamiento
lateral del último piso, eje de las abscisas.
Las curvas de capacidad se pueden representar en coordenadas espectrales a partir
de las propiedades modales, de esta manera,
se tiene, en un mismo sistema de coordenadas, la capacidad estructural y la demanda
sísmica. Esta nueva representación recibe el
nombre de espectro de capacidad.
Con la finalidad de tener parámetros objetivos y cuantificables para evaluar la
capacidad y fragilidad de una estructura,
el espectro de capacidad se representa por
medio de una curva de capacidad bilineal
simplificada, definida por dos puntos de
control: capacidad de cedencia (Dy, Ay)
y capacidad última (Du, Au), Figura 7. El
punto de capacidad de cedencia representa
el desplazamiento en el que la respuesta del
edificio empieza a ser no lineal y el punto
de capacidad última representa el desplazamiento en el que el sistema estructural
ha alcanzado el mecanismo de colapso o
su máxima capacidad (15). Los umbrales
de los estados de daño representados en la
Figura 7 se definen en la Tabla 4.
La curva de capacidad bilineal se determina
mediante un criterio de balance de energía, de esta manera se busca que la curva
bilineal pueda absorber la misma energía
que la curva de capacidad real y que tenga
el mismo punto de desplazamiento último.
El espectro de demanda es la representación
de la acción sísmica y se basa en el espectro
de respuesta de diseño de la zona de estudio,
con 5% de amortiguamiento, reducido para
niveles mayores de amortiguamiento efectivo.
Tabla 3
Propiedades mecánicas de los elementos
Paredes de Mampostería
Módulo elástico, E
1.800 MPa
Módulo a cortante, G
300 MPa
4,0 MPa
Peso específico, g
Parámetro de ablandamiento para pilares, bp
1.800 kg/m3
0,20
Parámetro de ablandamiento para vigas, bd
0,05
Forjado de Madera
Módulo elástico, E1
El punto clave para la estimación del daño
esperado de un edificio sometido a una
acción sísmica es la determinación del
máximo desplazamiento espectral que este
va a experimentar. Esta respuesta máxima se
conoce como punto de desempeño o punto
de capacidad por demanda.
El espectro de demanda y el punto de desempeño son obtenidos a partir del espectro
de respuesta y del espectro de capacidad
mediante un proceso iterativo definido en
el ATC-40, procedimiento A (16). El punto
de desempeño se obtiene en el punto de
intersección del espectro de capacidad y el
espectro de demanda, Figura 8.
Las curvas de fragilidad definen la probabilidad de alcanzar o exceder un estado de
daño límite específico, dada una respuesta
estructural, ante una acción sísmica dada. Las
curvas de fragilidad siguen una distribución
de probabilidad lognormal y se construyen
con respecto a una variable que caracteriza
la acción sísmica, en este caso, el desplazamiento espectral. Así pues, las curvas de
fragilidad se definen como: [1]
 1
 Sd  
P [ ED ≥ EDi ] =
Φ
⋅ ln 

β
 Sd ED  
 ED
[1]
Donde Sd ed es el desplazamiento espectral
medio para el cual la probabilidad de excedencia es del 50%, bED es la desviación
estándar del logaritmo natural del desplazamiento espectral para el estado límite de
daño, en otras palabras, bED es la variabilidad
asociada al estado de daño, F es la función de
distribución normal estándar acumulada, Sd
es el desplazamiento espectral; ED indica el
estado de daño y viene definido como: 1-para
el estado de daño leve, 2-para moderado,
3-para severo y 4-el estado de daño completo
(justo antes de que se produzca el colapso).
Gráficamente se representa, en las ordenadas, con la P(ED>EDi ) y el desplazamiento
espectral (Sd), en las abscisas.
0,12 MPa
Resistencia a cortante, tk
Resistencia a compresión, fmk
4.000 MPa
Módulo elástico, E2
40 MPa
Módulo a cortante, G
Carga, q
100 MPa
500 kg/m2
Perfiles Metálicos
Pilares
HEB-200
Vigas
IPN-360
Módulo elástico, Es
2,1E5 MPa
2,1E5 MPa
Área, A
0,00781 m2
0,0097 m2
Momento de inercia, Iy
56,97E-6 m4
19,61E-5 m4
Peso específico, g
7.850 kg/m
7.850 kg/m3
Tipo de perfiles
Tabla 4
Definición de los umbrales
de los estados de daño
Umbrales
de daño
Definición
Leve
Sd1= 0,7 · Dy
Moderado
Sd2= Dy
Severo
Sd3= Dy + 0,25 · (Du–Dy)
Completo
Sd4= Du
3
7
7. Definición del espectro de capacidad bilineal y de los umbrales de
los estados de daño.
8. Definición del espectro de demanda y punto de desempeño.
Las curvas de fragilidad pueden ser obtenidas de forma simplificada a partir de la curva
de capacidad bilineal.
8
27
La Figura 7 y la Tabla 4 muestran la definición de los umbrales de los estados de daño
en función de los puntos de capacidad de
cedencia y capacidad última (13).
La estimación de la desviación estándar no
es un problema trivial, en la metodología
HAZUS (17) se definen para distintos tipos
de tipologías, basándose en ensayos numéricos y en la opinión de expertos. Dentro del
proyecto Risk-UE (2) se asume que el daño
sísmico esperado sigue una distribución de
probabilidad binomial y que la probabilidad
de cada estado de daño, en su desplazamiento espectral medio, es del 50% (18).
Finalmente, para cada escenario sísmico y
para cada edificio se obtienen las matrices
de probabilidad de daño, las cuales se obtienen a partir de las curvas de fragilidad y
del punto de capacidad por demanda. Para
esto, es necesario entrar en las curvas de
fragilidad con el punto de desempeño y obtener las probabilidades correspondientes
a cada estado de daño.
Para analizar el daño sísmico se han considerado 5 estados de daño: no daño, daño
leve, daño moderado, severo y completo. El
parámetro ponderado de daño medio que
se suele usar para cuantificar los resultados
se define como: [2]
=
dM
i =4
∑ ED ⋅ P( ED )
i
i
[2]
Donde i corresponde a cada estado de daño
considerado y P(EDi) es la probabilidad de
ocurrencia del estado de daño i dado un desplazamiento espectral. El índice i toma valores de 0,
1, 2, 3 y 4 para el estado de daño: no daño, leve,
moderado, severo y completo, respectivamente.
i =0
Este parámetro de daño medio (dM) tiene intervalos de variación para cada estado de daño y,
además, se puede utilizar para representar escenarios de riesgo sísmico en un área determinada.
Para los cinco estados de daño considerados
(no daño, leve, moderado, severo y completo)
los intervalos de variación de dM son mostrados
en la Tabla 5.
9. Vista en planta del modo de vibración en dirección y. Edificios Casti,
Pelai y Angolo.
P6
P8
P8
P11
P7
P5
P7
P12
P4
P6
P7 P8
P11P12
P9
P10
P3
P2
P14
P10
P5
P9
P10
P4
P9
P3
P22
P20
P13
P15
P16
P19
P18
P11
P4
P23
P5
P13
P12
P14
P6
P21
P3
P17
P2
P2
P1
P1
Casti
P1
Pelai
Angolo
9
28
Tabla 5
Intervalos de variación
del parámetro de daño medio
Umbrales de daño
Variación
No daño
0 ≤ dM < 0,5
Leve
0,5 ≤ dM < 1,5
Moderado
1,5 ≤ dM < 2,5
Severo
2,5 ≤ dM < 3,5
Completo
3,5 ≤ dM ≤ 4,0
5. ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD Y
FRAGILIDAD ESTRUCTURAL DE
LOS EDIFICIOS DE OBRA DE FÁBRICA
En este apartado se evalúa la capacidad
y fragilidad de los edificios de obra de
fábrica de ladrillo, ampliamente, existentes en la ciudad de Barcelona. Después
de describir las características de los
edificios tipo aquí presentados y, definir,
brevemente, la metodología a utilizar se
ha realizado un análisis modal para obtener las propiedades dinámicas de cada
edificio, así como también se ha realizado
un análisis estático no lineal mediante el
programa TreMuri.
Para cada modelo estructural se han obtenido sus propiedades modales. La Tabla
6 muestra las características modales
correspondientes a los 3 primeros modos
de vibración de los edificios Casti, Pelai
y Angolo. A partir de un análisis modal
se obtienen las propiedades dinámicas
de cada estructura. En la Tabla 6, T es el
período natural de vibración en segundos.
Para la evaluación de cada edificio se ha
elegido el modo de vibración que produce un desplazamiento longitudinal en
dirección “y”, perpendicular a la calle,
es decir, se han utilizado las propiedades
modales correspondientes al modo 3 para
los edificios Casti y Pelai y al modo 1 para
el edificio Angolo. La Figura 9 muestra el
modo de vibración, en planta, para los
3 edificios, en la dirección principal del
análisis.
A partir del análisis estático no lineal se
obtienen las curvas de capacidad para
cada uno de los edificios analizados,
donde el patrón de fuerzas horizontales
corresponde con el modo de vibración
elegido. Seguidamente, cada curva de
capacidad es transformada a espectro de
capacidad para su posterior comparación
con el espectro de demanda. La Figura 10
muestra las curvas de capacidad obtenidas
para los edificios Casti, Pelai y Angolo.
La Tabla 7 muestra los valores que definen la curva bilineal de los espectros de
capacidad.
Tabla 6
Valores modales para los edificios Casti, Pelai y Angolo
Casti
T (s)
% masa x
% masa y
% masa z
Pelai
T (s)
% masa x
% masa y
% masa z
Angolo
T (s)
% masa x
% masa y
% masa z
Modo 1 (Despl. x)
0,85
85
0
0
Modo 1 (Despl. x)
1,24
91
0
0
Modo 1 (Despl. y)
0,83
26
38
0
Modo 2 (Rot. q)
0,66
4
0
0
Modo 2 (Rot. q)
0,84
2
0
0
Modo 2 (Despl. x)
0,81
44
30
0
Tabla 7
Parámetros que definen
la curva de capacidad bilineal
Capacidad
última
Du (m) Au (g)
0,071 0,20
0,17
0,10
0,051 0,12
A partir de los espectros de capacidad
bilineales, para cada edificio, se definen
los desplazamientos espectrales medios
para cada umbral del estado de daño para,
a partir de aquí, desarrollar las curvas de
fragilidad para cada edificio. La Tabla 8
muestra los parámetros que definen las
curvas de fragilidad correspondientes a
los edificios analizados. Las Figuras 11,
12 y 13 muestran las, respectivas, curvas
de fragilidad para los edificios Casti, Pelai
y Angolo.
6. EVALUACIÓN DEL RIESGO SÍSMICO
En este apartado se definen los escenarios
sísmicos para estimar las matrices de probabilidad de daño (MPD) de cada uno de los
edificios estudiados.
6.1. Demanda sísmica
La acción sísmica se considera en términos
espectrales. Se considera un nivel de aceleración pico máxima (PGA) de 0,04g. Este valor
ha sido tomado de acuerdo a la norma sísmica
española vigente NCSE-02 (4) y corresponde
a un período de retorno de 500 años. Para las
formas de los espectros elásticos de respuesta
con 5% de amortiguamiento se han tomado
los definidos en el Eurocódigo 8 (5), donde se
consideran hasta 5 tipos de suelo: A, B, C, D y
E, que van desde suelos duros (tipo A) a suelos
10. Curvas de capacidad bilineal
para los edificios Casti, Pelai y
Angolo.
0.22
0.20
Casti
0.18
Aceleración espectral, Sa (g)
Capacidad
de cedencia
Tipo
Dy (m) Ay (g)
Casti 0,015
0,19
Pelai
0,025
0,12
Angolo 0,011
0,12
Modo 3 (Despl. y)
0,56
0
76
0
Modo 3 (Despl. y)
0,80
0
83
0
Modo 3 (Rot. q)
0,49
7
9
0
Pelai
0.16
Angolo
0.14
0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
Desplazamiento espectral , Sd (cm)
18.0
10
Tabla 8
Parámetros que definen las curvas de fragilidad,
desplazamiento espectral medio y su variabilidad
Casti
Pelai
Angolo
Sd1 (cm)
b1
Sd2 (cm)
b2
Sd3 (cm)
b3
Sd4 (cm)
b4
1,07
1,77
0,77
0,99
0,99
0,99
1,53
2,53
1,11
0,97
0,97
0,97
2,93
6,09
2,10
0,90
0,90
0,90
7,12
16,76
5,09
0,88
0,88
0,88
blandos (tipo D); los suelos tipo E corresponden
a una configuración de suelos con un nivel aluvial de tipo C ó D sobre un material más duro
(tipo A). De esta forma las características de los
suelos tipo A, B, C y D del Eurocódigo 8 son
comparables con los de tipo I, II, III y IV de la
NCSE-02, si bien no hay una coincidencia total.
La Tabla 9 muestra los parámetros que definen los espectros de respuesta aquí utilizados. La Figura 14 muestra los espectros elásticos de respuesta para un amortiguamiento
del 5%. En la Tabla 9, S es un parámetro del
suelo, k1 y k2 son los exponentes que definen
la forma del espectro para un período de
29
vibración mayor que TC y TD, respectivamente. TB y TC son los límites del tramo de
aceleración espectral constante y TD define
el comienzo del tramo de desplazamiento
constante del espectro (5).
1.00
0.90
NO
0.80
DAÑ O
LEV E
P (DS >= DSi / Sd)
0.70
MODE RAD O
0.60
6.2. Respuesta sísmica
0.50
SEV ER O
0.40
Leve
Moderado
0.30
CO M P L ET O
0.20
Severo
Completo
Casti
0.10
0.00
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Desplazamiento espectral, Sd (cm)
11
1.00
Pelai
0.90
0.80
NO
P (DS >= DSi / Sd)
0.70
La Tabla 10 muestra los puntos de desempeño
(puntos de capacidad por demanda) obtenidos para el escenario sísmico considerado.
Se han tenido en cuenta los 5 tipos de suelos
previstos en el EC-8.
DAÑ O
LEV E
Leve
0.60
Moderado
0.50
MODE RAD O
0.40
Severo
Tabla 10
Puntos de capacidad por demanda.
Completo
0.30
SEVER O
0.20
A partir de los espectros de respuesta y de
los espectros de capacidad, existen diversos
procedimientos para estimar la respuesta
sísmica, en este caso, representada por el
desplazamiento espectral solicitado por un
terremoto. En este trabajo se ha seguido el
procedimiento indicado en el EC-8 (5), este
procedimiento se halla perfectamente detallado en el Anexo B de dicho código. Se ha
comprobado que los resultados obtenidos
apenas difieren de los que se obtienen usando
el procedimiento sugerido en el ATC-40 (16).
Puntos de desempeño, SdPD ( cm)
0.10
Suelo Suelo A Suelo B Suelo C Suelo D Suelo E
CO M P L ET O
0.00
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
12
1.00
Casti 0,56
Pelai 0,93
Angolo 0,61
0,84
1,39
0,91
1,03
1,60
1,05
2,15
2,50
2,15
0,98
1,62
1,07
6.3. Matrices de probabilidad de daño
0.90
NO
DAÑO
Entrando en las curvas de fragilidad con el
punto de capacidad por demanda se han obtenido las matrices de probabilidad de daño.
La Tabla 11 muestra las MPD para el escenario
sísmico considerado para los edificios típicos
de Barcelona.
0.80
LEV E
P (DS >= DSi / Sd)
0.70
MODE RAD O
0.60
SEV ER O
0.50
Leve
0.40
CO M P L ET O
7. DAÑO ESPERADO
Moderado
0.30
Severo
0.20
Completo
Angolo
0.10
0.00
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
13
Tabla 9
Parámetros que definen
los espectros de respuesta
11. Curvas de fragilidad para el
edificio Casti.
edificio Pelai.
edificio Angolo.
30
Tipo de
suelo
A
B
C
D
E
S
k1
k2
TB (s) TC (s)
1,00
1,20
1,15
1,35
1,40
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
0,15
0,15
0,20
0,20
0,15
0,40
0,50
0,60
0,80
0,50
El grado de daño medio indica el estado o grado
de daño que tiene una mayor probabilidad de
ocurrencia. La Tabla 12 proporciona los factores
de daño medio obtenidos a partir de las matrices de probabilidad de daño para el escenario
sísmico considerado y para cada edificio.
8. DISCUSIÓN Y CONCLUSIÓN
TD
(s)
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
El tipo de suelo E es un suelo formado por un
sustrato duro (tipo A o B) sobre el que se halla
un terreno blando (tipo D) de considerable
espesor. Se observa cómo los valores del factor
de daño medio para este tipo de suelo, Tabla 12,
son similares a los valores obtenidos para suelos
tipo B o tipo C; por lo tanto, la discusión se va
a centrar en los suelos tipos A, B, C y D que
van de mejor (tipo A) a peor calidad (tipo D).
Tabla 11
Matrices de probabilidad de daño, valores en %
0 No
1
2 Mode-
daño
Leve
rado
Casti
Pelai
Angolo
74
75
60
11
10
13
Casti
Pelai
Angolo
60
60
43
13
14
15
Casti
Pelai
Angolo
52
54
38
14
16
15
Casti
Pelai
Angolo
24
36
15
13
14
10
Casti
Pelai
Angolo
54
54
37
14
14
14
Suelo A
12
13
19
Suelo B
19
21
24
Suelo C
22
23
25
Suelo D
27
34
24
Suelo E
21
25
26
3
4
Severo Completo
3
2
7
0
0
1
7
5
16
1
0
2
11
7
18
1
0
4
28
14
35
8
2
16
10
6
19
1
1
4
Tabla 12
Grado de daño medio esperado
dM
Suelo A Suelo B Suelo C Suelo D Suelo E
Casti 0,44
Pelai 0,42
Angolo 0,76
0,76
0,71
1,19
0,95
0,83
1,30
1,83
1,32
2,27
0,90
0,86
1,39
La Tabla 11 muestra, para cada edificio y
para cada emplazamiento, la probabilidad
que se dé un estado de daño. En ella se
observa como para los 3 edificios analizados la probabilidad del estado de no daño
disminuye considerablemente de un suelo
tipo A hasta un suelo tipo D; para el estado
de daño leve, prácticamente, los valores se
mantienen iguales; a partir del estado de
daño moderado las probabilidades aumentan cuando se va de un suelo tipo A a un
suelo tipo D, siendo considerable y gradual
el aumento en el estado de daño severo;
mientras que para el estado de daño completo el aumento es importante al situarse
las estructuras en un suelo tipo D.
Observando la Tabla 12, para el escenario
sísmico considerado, el menor daño esperado se obtiene para el edificio Pelai situado
en un suelo tipo A. El mayor daño esperado
corresponde al edificio Angolo situado en
un suelo tipo D. Este comportamiento se
mantiene para todos los tipos de suelo.
Este buen y mal comportamiento sísmico
se debe a la mayor regularidad del edificio
Pelai y a la mayor irregularidad del edificio
Angolo. También contribuyen a la mayor
fragilidad del edificio Angolo la disposición
de muros y paredes que configuran su sistema resistente.
En general, para los 3 edificios el daño aumenta al disminuir la calidad del suelo. El
aumento del daño esperado es espectacular
para el edificio Angolo, que pasa de un
estado de daño leve (0,76) cuando se halla
en suelo duro (tipo A) a un estado de daño
moderado (2,27) cuando se halla en suelos
blandos (tipo D). De los 3 edificios, Angolo
es el que muestra el peor comportamiento
sísmico y Pelai el mejor. Ello confirma los
beneficios de la regularidad geométrica y de
distribución de muros de los edificios que
queda patente también en todos los códigos
sismo-resistentes. La irregularidad geométrica, además, dificulta la disposición adecuada
de los elementos estructurales resistentes, lo
que debilita aún más el edificio. En un suelo
tipo D, los grados de daño esperados para los
3 edificios son, respectivamente, 1,83, 1,32
y 2,27, de forma que la introducción de una
mayor regularidad en planta puede llegar a
disminuir el daño esperado en casi un grado.
Finalmente, en la Tabla 12 se observa que el
daño esperado es alto teniendo en cuenta el
escenario sísmico considerado (PGA=0,04g)
que de acuerdo a la norma sísmica, corresponde a una intensidad básica EMS=VI. Para
el edificio Angolo situado en un suelo tipo
D (suelo blando) el factor de daño medio es
2,27, para este factor se tiene una probabilidad del estado de daño severo del 35% y una
probabilidad del 16% de “colapso”.
Si se considera que la amplificación del suelo
blando incrementa en un grado la intensidad
macrosísmica básica, se concluye que, para
una intensidad VII, muchos edificios tipo
Angolo sufren daños severos y muchos sufren
colapso, por lo que se debería incluir este tipo
de edificios dentro de la clase más vulnerable
(clase de vulnerabilidad A) de las cinco clases
de vulnerabilidad previstas en la escala EMS98 (19). Por otra parte, el edificio Pelai situado
en suelo tipo A, sufre un grado de daño medio
de 0,42 y las probabilidades de los estados
de daño son del 10% para el estado de daño
leve y del 13% para el estado de daño moderado. Es decir, para una intensidad VI, varios
edificios sufren daños moderados. Teniendo
en cuenta que las probabilidades del 10%
y del 13% se hallan en la frontera entre las
cantidades consideradas como pocos y muchos en la escala EMS-98 y con la descripción
del grado de daño VI, se concluye que los
edificios tipo Pelai se encuentran dentro de
la clase de vulnerabilidad B.
Los estudios de vulnerabilidad sísmica son
significativos para la predicción y prevención
del daño sísmico esperado. La metodología
aquí empleada se basa en el análisis estático
no lineal y en el método del espectro de capacidad. De particular interés es la aplicación
de este tipo de técnicas en zonas de sismi-
31
cidad moderada a baja, donde el desarrollo
de las ciudades y de los entornos urbanos ha
significado un aumento del riesgo sísmico. La
metodología aquí utilizada también ha sido
aplicada en edificios de hormigón armado
(15) y en edificios metálicos (20).
muestran una alta vulnerabilidad que puede
clasificarse entre la clase A y la clase B de
las clases de vulnerabilidad tipificadas en la
escala EMS-98 (19).
Los modelos utilizados en el análisis corresponden a edificios reales, existentes
en el distrito Eixample de Barcelona. Las
propiedades mecánicas empleadas para la
mampostería son típicas de Barcelona, por lo
tanto, se puede considerar que las matrices de
probabilidad de daño y los valores de daño
medio obtenidos son razonables de esperar
para el escenario considerado.
Este trabajo estuvo parcialmente financiado
por el proyecto de investigación: Desarrollo
y aplicación de procedimientos avanzados
para la obtención de escenarios de riesgo
sísmico: REN2001-2418-C04-01 RIES, Ministerio de Ciencia y Tecnología. Por una
beca Marie Curie Fellowships Association.
Además queremos agradecer al Ing. Vicente Alegre por su ayuda incondicional, así
como también, la primera autora agradece
a los profesores Sergio Lagomarsino, Ángel
Aparicio y Luis Pujades.
AGRADECIMIENTOS
Finalmente, se concluye que los edificios
de obra de fábrica de ladrillo de Barcelona
BIBLIOGRAFÍA
(1) Infocca: “Funcions d’informació de Barcelona i Cartografia”. Informe interno, Institut Municipal
d’Informàtica (IMI), Ayuntamiento de Barcelona, (1992).
(2) Milutinovic Z. V.; Trendafiloski G. S.: “Vulnerability of current buildings. WP-4 Report”. Work Package
4 of Risk-UE Project, European Commission, EVK4-CT-2000-00014. (2003).
(3) Moreno R.; Lantada N.; Bonett R.; Pujades L. and Barbat A.: “WP4: Vulnerability assessment of current
buildings. Capacity and fragility of the Barcelona’s residential buildings”. Report by CIMNE Working
Group to Risk-UE project, Barcelona, (2003).
(4) NCSE-02: Normativa “Norma de Construcción Sismorresistente: Parte General y Edificación”, Real
Decreto 997/2002, Boletín Oficial del Estado: 244, Madrid, (2002).
(5) EC-8: Eurocode 8: “Design of structures for earthquake resistance – Part 1: General rules, seismic actions
and rules for buildings”. Comité Européen de Normalisation. EN 1998-1:2004, CEN Brussels, December,
(2004), 229 pp.
(6) Galasco, A.; Lagomarsino, S. ; Penna, A.: “TREMURI Program: Seismic Analyzer of 3D Masonry Buildings”. Technical Report, Universitat degli Studi di Genova, Italia, (2002).
(7) Cerdà, I.: Teoría General de la Urbanización. Reforma y Ensanche de Barcelona. Reedición: Instituto de
estudios fiscales, Barcelona, (1968).
(8) García Espuche, A.: El quadrat d’or. Centre de la Barcelona modernista. La formació d’un espai urbà
privilegiat. Olimpiada cultural Barcelona’92. Lunwerg Editores, 315 pp. (1990).
(9) Paricio, A.: Secrects d’un sistema constructiu: l’Eixample. Universidad Politécnica de Cataluña. Ediciones
UPC, Barcelona, (2001).
(10) Marí, A.; Alegre, V.; Gens, A.; Roca, P. et al.: Estudio preliminar sobre los posibles efectos de la construcción de un túnel para el tren de alta velocidad bajo los edificios situados entre las calles Mallorca,
Valencia, Lepanto y Cartagena. Universidad Politécnica de Cataluña, España, (2003).
(11) Gambarotta, L.; Lagomarsino, S.: “Damage model for the seismic response of brick masonry shear walls.
Part II: the continuum model and its applications”. Earthquake Engineering and Structural Dynamics,
26, (1997), pp. 441-462.
(12) Penna, A.: “A macro-element procedure for the non-linear dynamic analysis of masonry buildings”. Tesis
Doctoral, Politecnico di Milano, Italia, (2002).
(13) Galasco, A.; Lagomarsino, S.; Penna, A.; Resemini, S.: “Non-linear seismic analysis of masonry buildings”.
13th World Conference on Earthquake Engineering, paper 843, Vancouver, Canadá, (2004).
(14) Yépez, F.: “Metodología para la evaluación de la vulnerabilidad y riesgo sísmico de estructuras aplicando
técnicas de simulación”. Tesis Doctoral. Universidad Politécnica de Cataluña, España, (1996).
(15) Moreno, R.: “Evaluación del riesgo sísmico en edificios mediante análisis estático no lineal: Aplicación
a diversos escenarios sísmicos de Barcelona”. Tesis Doctoral. Universidad Politécnica de Cataluña,
Barcelona, España, (2006).
(16) ATC-40: “Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings”. Applied Technology Council, Report:
SSC 96-01, volume 1, Seismic Safety Commission, Redwood City, California, (1996).
(17) HAZUS 99-SR2: “HAZUS Technical Manual”. Federal Emergency Management Agency, FEMA & National
Institute of Building Sciences, NIBS, Washington D.C.; vols. 1, 2, 3, (2002).
(18) Barbat, A. H.; Pujades, L.G.; Lantada N.; Moreno R.: “Seismic damage evaluation in urban areas using a
capacity spectrum based method: Application to Barcelona.” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 28,
10–11, (2008), pp. 851–865. Erratum: Volume 30, 8 (2010), pp. 767. doi: 10.1016/j.soildyn.2009.12.014.
(19) Grünthal, G.: “European Macroseismic Scale 1998”. Centre Européen de Géodynamique et Séismologie, Cahiers du Centre Européen de Géodynamique et de Séismologie, Volume 15, Luxemburg, (1998).
(20) Moreno González, R.; Bairán García, J.M. y Rodas Aldana, W.A.: “Vulnerabilidad sísmica en edificios
metálicos”. Hormigón y Acero, 62, 261, 69-80, (2011).
***
32
Vol. 63, 524, 33-41,
ISSN: 0020-0883
eISSN: 1988-3234
doi: 10.3989/ic10.058
Evaluación y monitorización de la durabilidad
de las cubiertas del Hipódromo de la Zarzuela
de Madrid
Assessment and monitoring of durability of shell structures
in “Zarzuela Racecourse” Madrid
A. Castillo(*), C. Andrade(*), I. Martínez(*), N. Rebolledo(*), L. Fernández-Troyano(**), G. Ayuso(**), J. Cuervo(**),
J. Junquera(***), C. Santana(***), J. Delgado(****)
RESUMEN
SUMMARY
En el presente trabajo se describen algunos aspectos que se han tenido en cuenta en la restauración
que se ha llevado a cabo recientemente en la
emblemática obra de Torroja del Hipódromo de
La Zarzuela,. Aunque la estructura presenta un
muy buen comportamiento, se han producido
algunos deterioros locales debido a la corrosión de
la armadura por rotura de la impermeabilización
y la carbonatacion del hormigón. Lo primero que
se realizó fue una evaluación del grado de la corrosión, para posteriormente acometer el proyecto
de reparación, que consistió en la inyección de
grietas y en el parcheo de zonas deterioradas.
Durante la reparación se procedió a la instalación
de un sistema de registro de corrosión con sensores
permanentes. Se presentan los resultados de la
aplicación de técnicas electroquímicas no destructivas utilizadas en la evaluación de estructuras, y se
describen el sistema de sensores instalados y sus
primeros resultados.
Present paper describes some aspects of the restoration project recently undertaken in La Zarzuela
Racecourse, designed by E. Torroja, Despite the
good mechanical work of steel, it has started a
deterioration process which has caused the reinforcement corrosion by carbonation. It has been
detected corrosion attack in some places due the
breaking of the upper waterproofing membrane of
the shell and concrete carbonation. For the repair
first an assessment of the degree of corrosion was
made. The restoration project finally consisted in
the injection of all the cracks in order to assure
the joint work of the shell and the patching of the
deteriorated zones. Profiting these works it was
installed a monitoring system of corrosion sensors.
We present the results of the application of electrochemical techniques, qualitative and quantitative
measures used for assessing the residual service life
of concrete structures and monitoring, where real
Zarzuela Racecourse
689-19
Palabras clave: Hormigón, durabilidad, monitorización, sensores, corrosión.
(*) Keywords: Concrete, durability, monitoring, sensors, corrosion.
CISDEM. (CSIC). Madrid, (España)
Carlos Fernández Casado S.L., Madrid, (España)
(**) (***) J. Junquera, C. Santana Estudio Jerónimo Junquera, S.L., Madrid, (España)
DRAGADOS, S.A., Madrid, (España)
(****) Persona de contacto/Corresponding author: [email protected] (A. Castillo)
A. Castillo, C. Andrade, I. Martínez, N. Rebolledo, L. Fernández-Troyano, G. Ayuso, J. Cuervo, J. Junquera, C. Santana, J. Delgado
1. Fotografía panorámica (fotografía
del archivo del Instituto Eduardo Torroja) y esquema de construcción (3)
1. INTRODUCCION
La construcción del hipódromo de la Zarzuela, declarado patrimonio histórico nacional,
fue iniciada su construcción en Madrid en
el año 1935, y es una obra del Ingeniero
Eduardo Torroja y los arquitectos Arniches y
Domínguez. En la actualidad el Hipódromo
de la Zarzuela son propiedad del Estado y
por tanto son Patrimonio Nacional. El Recinto
de Carreras, el “Depósito de la copa”, las
llamadas “Cuadras de Torroja” y las pistas
de carreras, están declaradas Bien de Interés
Cultural, con categoría de Monumento.Las
tres cubiertas de su estructura son consideradas un arte desde el punto de vista ingenieril
debido a su perfecto y genial equilibrio físico
y mecánico. Se plantearon en su concepción
finas láminas de hormigón armado con forma
de hiperboloide con espesor variable entre
65 cm en la zona de pilares y 6 cm en los
bordes. Su sección ligeramente curva en
forma de V, apoyada en voladizo de hasta
13 m de altura sobre un único pilar (Figura
1), es posible gracias al inteligente diseño
de armados entrelazados y a la instalación
de tirantes pasivos de acero situados en su
parte trasera. Descripciones detalladas del
proyecto y construcción pueden encontrarse
en (1), (2) y (3).
Desde el punto de vista de la durabilidad
el comportamiento se puede considerar
como muy bueno dado que los deterioros
encontrados han sido muy locales y debido
a la perdida de la impermeabilización superior de la cubierta que permitió al agua de
la lluvia permear a través de la sección de
la cubierta. La consideración del grado de
buen comportamiento durable se emite al
comparar con otras estructuras de hormigón
armado menos arriesgadas en su diseño y
aparentemente más robustas que han tenido
que ser muy reparadas o incluso demolidas
con vidas inferiores. El hormigón utilizado,
típico de la época y por ello bastante poroso
al tener bajo contenido en cemento, estaba
parcialmente carbonatado y por ello era
necesario plantearse una reparación integral.
La explotación de la estructura como hipódromo ha sufrido diversos avatares por
lo que estuvo cerrado al final del siglo XX
durante alrededor de una década. Más recientemente se decidió por fin su reapertura
y dada la importancia de la obra desde el
punto de vista artístico, histórico y de seguridad, las autoridades correspondientes
decidieron realizar una obra de restauración
de las cubiertas y otras zonas. Aprovechando
las inspecciones efectuadas con los proyectistas de la restauración para el dictamen
del grado de corrosión de las cubiertas, se
les planteó la instalación de un sistema de
monitorización mediante sensores (4) y (5),
capaces de indicar cualitativamente el riesgo
de corrosión en la armadura embebida de
la estructura. De este modo, es posible controlar el comportamiento del material frente
a la interacción con la acción atmosférica y
preveer la posible necesidad de intervenciones de mantenimiento futuras, evitando el
avance del deterioro con rapidez y garantías.
En el presente trabajo se describe someramente la evaluación del grado de corrosión
efectuada mediante técnicas electroquímicas no-destructivas (6), (7) y (8), que consisten en medidas cuantitativas puntuales
de velocidad de corrosión del acero para
poder evaluar el elemento en su conjunto y
estudiar su evolución después de la reparación. Igualmente se describen los sensores
instalados y los primeros datos registrados.
1
El hipódromo tiene tres tribunas sobre las
cuales están dispuestas las cubiertas que se
denominan de la siguiente forma:



34
Tribuna Norte (C.N.)
Tribuna Central (C.C.)
Tribuna Sur (C.S.)
2. ESTUDIO DEL GRADO
DE DETERIORO
Las cubiertas del Hipódromo de la Zarzuela
son estructuras que durante toda su vida en
servicio no se ha encontrado documentación que indique que hayan tenido unas
actuaciones importantes de mantenimiento. En su parte inferior presentaban zonas
reparadas por parcheo y diversas capas de
pintura aplicadas, desaparecidas en ciertas
Evaluación y monitorización de la durabilidad de las cubiertas del Hipódromo de la Zarzuela de Madrid
zonas bien visibles en fotos de principios del
siglo XXI. Estos parcheos que presentaban, en
algunos casos, desprendimientos y pérdidas
de material procedían probablemente de
reparaciones puntuales anteriores, siendo
algunos de ellos tal vez motivados por la
caída de proyectiles durante la guerra civil
española (Figura 2-c y d).
En la parte superior de las cubiertas se había
colocado un sistema de impermeabilización
formado por una imprimación asfáltica sobre
la que se dispuso una lámina de aluminio gofrado cuyo estado en 2004 se puede apreciar
en Figura 2-a pero que en 2008 esta impermeabilización se encontró muy deteriorada
como lo muestra la Figura 2-b. Esta lámina de
aluminio (Figura 2-b) se presupone que fue
instalada en los años sesenta, posteriormente
a la construcción de las cubiertas. El paso del
tiempo y la posible falta de mantenimiento
han provocado que zonas de esta impermeabilización estuvieran deterioradas y que
la imprimación estuviera meteorizada por
el efecto de la radiación solar (Figura 2-a)).
Además la mayoría de los sumideros de las
cubiertas estaban obstruidos, provocando la
acumulación de agua estancada, que con el
deterioro de la impermeabilización inducía la
penetración del agua a través del hormigón.
Todo ello originó que se iniciaran procesos
de deterioro, entre los cuales se destaca
como principal patología la corrosión de su
armadura embebida dada la carbonatación
del recubrimiento de hormigón.
de la superficie del hormigón ha estado
casi saturada, lo que ralentiza el avance del
agresivo por esa superficie. El problema surge
cuando el frente alcanza las armaduras por la
parte de la superficie inferior de la cubierta,
y se acelera la corrosión existente debido al
alto grado de contenido de agua en el interior
del hormigón.
Otra observación realizada que no ha
provocado corrosión pero que resultó
relevante es la fisuración generalizada que
es visible y cuya causa es probablemente la
retracción. En el proyecto de rehabilitación se
decidió su reparación mediante sellado con el
fin de asegurar el comportamiento solidario
de todo el material.
2. Estado de las cubiertas en la parte
superior e inferior.
3. Medidas de carbonatación.
También es necesario nombrar los tirantes
que soportan las cubiertas desde su parte
La carbonatación del hormigón ha sido
estudiada y cuantificada in-situ mediante la
determinación del frente de carbonatación
a través de ensayos colorimétricos. Dichos
ensayos consisten en aplicar el indicador
fenolftaleína en disolución alcohólica (9)
sobre catas abiertas y sobre fractura fresca de
muestras en zonas de estudio de las diferentes
cubiertas.
Las profundidades del frente de carbonatación
de las diferentes muestras extraídas de la
superficie inferior de las cubiertas reflejan
cómo este ha llegado a la armadura. Conviene
resaltar además que los recubrimientos de las
armaduras son en general escasos. Por ello,
en zonas con penetraciones superiores a 60
mm, el frente llega a alcanzar la segunda
capa de armado generando la corrosión
generalizada de las armaduras, y llegando
a generar pérdidas de sección locales
importantes en algunas armaduras. (Figura 3)
Por el contrario, en la superficie superior
de las cubiertas no se aprecia frente de
carbonatación ya que, aunque la imprimación
de impermeabilización estaba deteriorada, en
estas zonas hubo encharcamientos de agua
durante mucho tiempo, y por ello gran parte
2
3
posterior, en los que se tomaron muestras
de la Cubierta Norte. Estos tirantes estaban
compuestos por tres cordones de acero
lisos recubiertos por mortero y todo ello
a su vez recubierto por una envoltura de
fibrocemento que realizaba la función de
impermeabilización y de encofrado perdido.
(Figura 4)
De los tirantes se tomaron muestras de
mortero para comprobar el posible frente
35
4. Tirantes
5. Campaña de medidas en las cubiertas.
6. Diferentes zonas de estudio.
de carbonatación que resultó inexistente
posiblemente por la protección que ha
supuesto el recubrimiento de fibrocemento.
La ausencia de carbonatación justifica el casi
perfecto estado en el que se encontraron los
cordones de acero.
3. EVALUACIÓN DE LA CORROSIÓN
Después de limpiar la pintura de la superficie
inferior de las cubiertas y la capa de
La velocidad de corrosión (evaluada por
el método de confinamiento modulado (6)
de la corriente con el corrosímetro portátil
Gecor 08) se cuantificó en diferentes áreas
de las tres cubiertas (Figura 6). Como se
puede ver en la Figura 7, la mayoría de los
valores de Icorr registrados en la Cubierta
Norte se encuentran en el rango entre 0,5
y 1 μA/cm2, lo que supone velocidades de
corrosión moderadas (10).
Otros indicadores de corrosión, como el
potencial de corrosión (Ecorr) y la resistividad
eléctrica (r), también fueron evaluados
(Figura 8 y Figura 9). Ecorr se midió con
4
6
5
impermeabilización de la superficie superior
con agua a presión, se realizó una evaluación
del grado de corrosión existente mediante
inspección visual y aplicando métodos
electroquímicos no destructivos basados en
la técnica de la Resistencia a la Polarización
para verificar la velocidad de corrosión.
(Figura 5)
36
un electrodo de referencia Cu/CuSO4. La
mayoría de los valores medidos estuvieron
en el rango entre –250 y –350 mV, lo que
significa un riesgo de corrosión intermedio
(8). Con respecto a la resistividad, los valores
son muy elevados (superiores a 200 KΩ.cm).
Estos altos valores no se corresponden
con la porosidad del hormigón, pero
podrían ser debidos a la carbonatación del
recubrimiento que no siempre permite un
buen contacto electrolítico entre el sensor
y el hormigón.
La corrosión detectada es generalizada
(Figura 10) con pérdida de sección desde
despreciable a alrededor de un 10% Por lo
7. Medidas de velocidad de corrosion.
8. Resultados de Ecorr en la Cubierta
Norte.
9. Resultados de Resistividad en la
Cubierta Norte.
7
8
9
37
10. Corrosión generalizada.
11. Tratamiento de las cubiertas.
12. Tratamiento de los tirantes.
que el grado de corrosión o corrosión acumulada es variable. Esta corrosión es mucho
mayor en las zonas que habían perdido la
impermeabilización superior donde la pérdida de sección se considero elevada (hasta
el 40%) si bien estos casos son puntuales y
no afectan al comportamiento global de las
cubiertas. A pesar de la corrosión detectada
no se apreciaban fisuras longitudinales con la
armadura, el saltado del recubrimiento muy
local indicaba que el proceso es también
solo puntual.
4. INTERVENCIÓN
De las figuras se puede deducir que al menos
un 50% de los puntos medidos presentan
corrosión activa en el momento de la inspección. Los puntos de medida se han elegido
al dividir las diferentes cubiertas en distintos
1. Eliminación de toda la pintura inferior y
la impermeabilización superior mediante
chorro de agua.
2. Saneado de las zonas de desprendimiento de material y huecas, limpiando las
armaduras vistas, cepillándolas y pasivándolas; para después reparar la zona
con un mortero específico.
3. Tratamiento de fisuras mediante su saneo abriéndolas, introduciendo cánulas
por las cuales se inyecta resina después
de sellarlas con masilla y tapándolas
finalmente con mortero de reparación.
Este tratamiento se realizó tanto en la
superficie superior como en la inferior
de las cubiertas.
4. Acabado en la parte inferior con mortero
imitando la terminación original con las
tablillas de encofrado de madera y posterior pintura anticarbonatación.
5. Impermeabilización de la parte superior
con lámina de poliuretano de 3-4 mm.
de espesor, sobre mortero de puente de
unión de baja retracción.
6. R ehabilitación de los tirantes de las
cubiertas. Se retiró el recubrimiento exterior de fibrocemento y el mortero que
rodeaba los tirantes metálicos y se saneó
hasta llegar a limpiar completamente los
mismos (Figura 12).
10
11
En el año 2004, el equipo formado por la
oficina Junquera Arquitectos SLP, Carlos Fernández Casado, S.L. y Úrculo Ingenieros, S.L.
ganó el concurso internacional que se convocó para restaurar y rehabilitar el Recinto de
Carreras. Las obras de rehabilitación realizadas por la empresa DRAGADOS se iniciaron
en 2008, siguiendo su curso. En referencia a
las láminas de las cubiertas se realizaron las
siguientes intervenciones (Figura 11):
Después se pintaron con una imprimación
impermeable y posteriormente se inyectó una
lechada de terminación, estableciendo dos
capas para garantizar la impermeabilización.
Las labores de reparación se realizaron de
manera satisfactoria y no es objeto de este
trabajo su descripción en más detalle.
5. MONITORIZACION DE LA ESTRUCTURA
12
lotes diferenciando la superficie exterior e
interior de las cubiertas (y a su vez las zonas
de los valles y senos de cada una de ellas), y
los tirantes. Aunque se eligieron puntos que
mostraban un cierto deterioro, la corrosión
detectada indica que la corrosión esta activa
y es necesario acometer alguna actuación
para que el proceso no continúe.
38
Como se ha mencionado se aprovechó la
rehabilitación para colocar sensores que informen sobre la posible aparición de deterioros sin necesidad de extracción de muestras.
5.1. Ubicación de los grupos de sensores
Después de la evaluación del estado de corrosión de la estructura se instalaron sensores
de corrosión permanentes capaces de indicar
el riesgo en las cubiertas y en los tirantes. Se
instalaron siete grupos de sensores en las tres
cubiertas (Figura 13).
5.2. Descripción de los grupos de sensores
Cada grupo está compuesto por tres tipos de
sensores (Figura 14):
Aparte de la cata en la que se aloja el grupo
de sensores, es necesario realizar una roza
para poder embeber y llevar el cable para la
conexión con la armadura. La conexión con
la armadura se asegura con una fijación de
soldadura fría para garantizar la continuidad
eléctrica.
13. Instalación de grupos de sensores en las cubiertas.
14. Grupo de sensores.
– Sensor de detección de presencia de agua
líquida (Doble barrita);
– Sensor de medida del potencial de corrosión
(Ecorr) de la armadura embebida, con electrodo de referencia tipo Mn/MnO;
– Sensor de medida de la temperatura (Termopar tipo TMC6-HD).
Los tres tipos de sensores instalados son sensores pasivos, lo que significa que no es necesario aplicar ningún estímulo o aporte energético
para obtener las correspondientes respuestas.
Por ello sólo es necesaria la instalación de un
datalogger (se utiliza un HOBO U12-006) para
el registro continuo de los valores.
13
El sensor de agua líquida es cualitativo ya
que informa sobre la presencia/ausencia de
agua en estado líquido (condensación) pues
desarrolla una diferencia de potencial entre
los dos terminales del sensor, Cuando no
hay agua en estado líquido, la diferencia de
potencial medida entre los dos terminales del
sensor es próxima a 0 mV, pero cuando existe
agua aumenta los valores de diferencias de
potencial hasta unos 700 mV.
Por otro lado, el sensor de medida de potencial
de corrosión lo constituye un electrodo de
referencia de Mn/MnO, que se conecta a la
armadura para evaluar su potencial electroquímico. Este parámetro nos indica la probabilidad de que la armadura sufra corrosión.
En cuanto a la temperatura, los termopares utilizados son TMC6-HD, de rango –40 a 50 ºC)
y con resolución de 0,25ºC a 20 ºC
5.3. Instalación de los grupos de sensores en
lass cubiertas
El procedimiento de instalación de cada
uno de los grupos se lleva a cabo en 3 fases:
preparación previa de la zona de instalación,
la fijación del grupo de sensores y posterior
instalación de la caja-estanca de polietileno
para el emplazamiento del datalogger.
Preparación previa de la zPara la colocación
del grupo de sensores es necesario realizar una
pequeña cata en la superficie del hormigón
que permita embeber la placa de fijación y
distribución de los sensores, para poder conseguir que la capa de impermeabilización que
se coloque después sea lo más lisa y continua
posible. (Figura 15)
14
a) Fijación del grupo de sensores.
Una vez realizada la cata donde alojar el grupo de sensores, se prepara un mortero de baja
resistividad. Primero se aplica una fina capa
de base donde se introducen los diferentes
sensores y después se termina rellenando
con este mortero toda la cata hasta dejar totalmente embebido el dispositivo. (Figura 16)
b) Instalación de caja de polietileno e
impermeabilización.
Una vez instalados los diferentes grupos
de sensores en cada una de las cubiertas,
se protegieron las terminaciones eléctricas
y se aplicó la capa de impermeabilización
con lámina de poliuretano de 3-4 mm de
espesor a toda la cubierta, poniendo especial
39
15. Catas para grupo de sensor.
16. Instalación del grupo de sensores.
17. Zona de sensores. Aplicación de
impermeabilización.
cuidado en la aplicación en estos lugares. El
aspecto de las zonas después de la aplicación
de la impermeabilización se puede ver en la
Figura 17. Después de la aplicación de la capa
de impermeabilización se acopló encima de la
zona de las terminaciones eléctricas una cajaestanca de polietileno donde queda instalado
el datalogger.
Como ya se ha mencionado, se instalaron en
las tres cubiertas un total de 7 grupos de sensores permanentes, de los cuales 6 se instalaron
en la superficie superior de las cubiertas Norte,
Sur y Central y uno en la parte inferior de la
Cubierta Sur. En esta Cubierta Sur se pudieron
colocar en la misma zona un grupo por la
superficie superior y otro por la parte inferior.
En la Figura 18 se representa la localización
de los diferentes grupos en la Cubierta Sur.
5.4. Resultados de los sensores permanentes
En la Figura 19 se presentan los valores de
potencial de corrosión y de presencia de
agua líquida de todos los grupos instalados
en las cubiertas.
Se observa cómo la evolución del potencial
de corrosión (Ecorr) en prácticamente todos los
sensores es hacia valores de potencial más positivos, lo que indica la tendencia a pasivarse
de las armaduras tras la reparación. En todos
los sensores de agua líquida los valores de diferencia de potencial registrados se sitúan en
torno a 20 mV, lo que indica la no presencia
de agua líquida en el interior del hormigón.
6. CONCLUSIONES
15
16
Las cubiertas del Hipódromo, que siguen
asombrando por su ligereza y esbeltez, han
resistido el paso del tiempo y la acción de
los agentes atmosféricos de una forma sobresaliente, al presentar solo deterioros por
corrosión de las armaduras muy locales por
fallos en el sistema de impermeabilización
que se debió aplicar en los años 60. Del
trabajo actual desarrollado para su rehabilitación integral se pueden expresar de manera
resumida y esquemática las siguientes conclusiones más relevantes relativas a los trabajos
para el estudio de su durabilidad y control
permanente de los parámetros de corrosión:
• Antes de la intervención la estructura presentaba un grado de carbonatación alto en
la parte inferior de todas las cubiertas. Aun
no habiendo grandes pérdidas de sección
de manera general, toda la armadura inferior presentaba corrosión generalizada,
cuantificada mediante técnicas electroquímicas no destructivas.
• L a corrosión que se detectó solo en
las zonas donde se había deteriorado
la impermeabilización, es mayor en la
superficie superior de la cubierta por el
acceso del agua de lluvia en las zonas donde
la lámina asfáltica estaba deteriorada. Esta
impermeabilización ha resultado esencial,
17
40
ya que solo satura el hormigón a grados que
induce la corrosión activa la acción directa
del agua de la lluvia. Las zonas inferiores de
las cubiertas, aunque carbonatadas, no han
llegado a un grado de corrosión significativo.
• En cuanto a las tres barras asimétricas que
componen cada uno de los tirantes, esenciales
en el comportamiento estructural, pese al
peculiar mecanismo de impermeabilización
que se encontró compuesto por una camisa
tubular de fibrocemento, su estado tras 75
años de exposición al ambiente era muy
aceptable, presentando escasa carbonatación
en su recubrimiento de mortero y ausencia
de corrosión.
• Después de la intervención los resultados
después de un año procedente de los sensores
permanentes embebidos, muestran que la
reparación de las cubiertas se ha ejecutado de
forma satisfactoria, ya que los potenciales de
la armadura presentan valores de ausencia de
riesgo de corrosión al igual que los sensores
de agua indican la ausencia de condensación.
• Es importante resaltar la importancia de
cuantificar las velocidades de corrosión
para la predicción de la evolución futura del
deterioro, así como la ayuda que suponen
los sensores instalados de forma permanente
para el control no destructivo de la eficacia
de la reparación.
18
AGRADECIMIENTOS
Los autores expresan su agradecimiento a la empresa propietaria del Hipódromo de la Zarzuela
y a DRAGADOS que efectúo la rehabilitación
por su colaboración y apoyo. Además se quería
agradecer la participación tanto económica
como personal del proyecto de investigación del
Ministerio de Ciencia e Innovación, SEDURECCONSOLIDER-INGENIO 2010.
19
BIBLIOGRAFÍA
(1) Torroja, E.: “Estructura de la Tribuna del nuevo Hipódromo de Madrid”. Revista de Obras Públicas,
junio 1941
(2) Torroja, E.: “Madrid Racehouse”. Architectural Record, VI, 1958
(3) “Hipódromo de la Zarzuela”. Informes de la Construcción, 154-6, 1962.
(4) Andrade, C.; Martínez, I.; Castellote, M.; Zuloaga, P.: “Some principles of service life calculation of
reinforcements and in situ corrosion monitoring by sensors in the radioactive waste containers of El
Cabril disposal (Spain)”. Journal of Nuclear Materials 358 (2006) 82–95.
(5) Martínez, I.; Castillo, A.; Andrade, C.: “Non destructive electrochemical techniques applied to the
corrosion evaluation of the liner structures in nuclear power plants”. Journal of Nuclear Materials.
ELSEVIER. Volumen 373 (2008) 226-236.
(6) Feliú, S.; González, J. A.; Feliú, S. Jr.; Andrade, C.: “Confinement of the electrical signal or in-situ
measurement of Polarization Resistance in Reinforced concrete”, ACI Mater. J., 87, pp. 457 (1990).
(7) Andrade, C.; Alonso, M. C.; Gonzalez, J. A.: “Corrosion Rates of Steel in Concrete”, ASTM STP,
vol. 1065, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1990, p. 29.
(8) ASTM C-876-91, ASTM, vol. 04.02, 1995.
(9) UNE 112-0111-94: “Corrosión de armaduras. Determinación de la profundidad de carbonatación
en hormigones endurecidos y puestos en servicio”.
(10) Andrade, C.; Alonso, C.; Gulikers, J.; Polder, R.; Cigna, R.; Vennesland, O. and Salta, M.: “Test methods
for on-site reinforcement corrosion rate measurement of steel reinforcement in concrete by means of
the Polarization Resistance method”. RILEM Recommendation of TC-154 “Electrochemical Techniques
for measuring metallic corrosion”. Materials and Structures, vol. 37, nov. 2004, pp. 623.643.
18. Grupos de sensores en la Cubierta Sur.
19. Medidas de los sensores instalados.
***
41
Vol. 63, 524, 43-48,
ISSN: 0020-0883
eISSN: 1988-3234
doi: 10.3989/ic.10.048
Ensayos de resistencia a la compresión de
bloques de suelo cemento
J. M. Mas(*,**), C. Kirschbaum(*,**)
RESUMEN
SUMMARY
El objetivo de este trabajo es determinar la dosificación más adecuada para un determinado tipo
de suelo, que se utilizará para fabricar bloques
de suelo-cemento, para construir una vivienda
en El Puestito, Burruyacu, Tucumán, Argentina.
The purpose of this study is to determine the
proper dosage for a particular type of soil, which
will be used to make soil-cement blocks to build
a home in El Puestito, Burruyacu, Tucumán, Argentina.
Se extrajeron dos muestras de suelo del área
estudiada y se fabricaron probetas de suelo-cemento, utilizando la mezcla de dos muestras a la
vez y con cada una por separado. Otra variable
introducida fue la presión de fabricación. A los
28 días, fueron ensayadas de dos maneras: la
primera, sometiéndolas a la compresión hasta la
rotura y la segunda, sumergiéndolas en agua, pesándolas en intervalos de tiempos determinados.
Two soil samples were extracted from studied
area and samples of soil-cement specimens, using
a mixture of two samples simultaneously and with
each one separately. Another variable introduced
was the pressure of production. At 28 days, were
tested in two ways: first, subjecting them to compression at break and the second tests was made
by submerging them in water and weighing them
at certain time intervals.
Los resultados mostraron que: aumentando la
presión de fabricación, se aumenta la resistencia
a la compresión, mientras que la absorción disminuye. Las dosificaciones con mayor cantidad
de suelo 1 con respecto a la de suelo 2, producen un aumento de la resistencia a la rotura.
The results showed that: increasing the pressure
of production, increases resistance to compression, while the absorption decreases. The results
also showed that greater amounts of soil 1, enhances the resistance to breakage.
650-07
Palabras clave: suelo-cemento, vivienda rural,
bloques, dosificación, absorción.
Keywords: Soil-cement, rural housing, blocks,
dosage, absorption.
CONICET. San Miguel de Tucumán, (Argentina)
Universidad Nacional de Tucumán. San Miguel de Tucumán, (Argentina)
(*)
(**)
Persona de contacto/Corresponding Author :[email protected] (J. M. Mas)
1. Plano de ubicación del área en
estudio.
2. Prototipo de vivienda diseñado
para la localidad rural “El Puestito”.
1. INTRODUCCION
En el marco de un proyecto de investigación
sobre desarrollo de poblaciones rurales, PICTO 2004 Nº 870 “Tecnologías para el hábitat,
el aprovechamiento energético y el desarrollo
productivo en áreas rurales de Tucumán”, se
diseñó un prototipo de vivienda para familias
minifundistas. El área de estudio y análisis es
la comuna rural El Puestito (26° 24› 0» Sud,
64° 47› 0» Oeste), ubicada en el departamento
de Burruyacu, a 75 Km al noreste de la ciudad
de San Miguel de Tucumán, capital de la provincia de Tucumán, Argentina. Ver Figura 1.
La comuna ocupa, en su mayor parte, el piedemonte de las Sierras de Medina zona de la
selva húmeda denominada Las Yungas. Hacia
el este se vincula con la llanura chaqueña. El
clima es cálido con lluvias principalmente en
el verano. Las precipitaciones varían entre
400 – 600 mm por año.
La zona es apta para una variada actividad
agropecuaria compuesta por cultivos tanto
tradicionales como caña de azúcar, maíz,
trigo, citrus, palta y los introducidos en los
últimos años con importante crecimiento de
la soja y la cría de vacunos, cerdos y caballos.
1
Es zona propicia para las actividades de granja
como el cultivo de hortalizas y la cría de aves
de corral, tales como gallinas y pavos, que en
gran proporción están orientadas a atender la
subsistencia familiar.
El lugar posee un importante patrimonio
en flora y fauna natural en cerros, valles y
bosques. La existencia de terrenos quebrados
y la presencia de pequeños propietarios en
la mayor parte del territorio, distribuidos en
pequeños y medianos predios de entre 0,5 a
50 hectáreas, actúan también como barrera
para la explotación extensiva de los suelos
y recursos naturales.
2
44
El trabajo constó de varias etapas. En la primera se realizó un diagnóstico general del
área, considerando la relación de los habitantes con el medio ambiente y el paisaje,
efectos de las condiciones de las viviendas
en la salud y bienestar de los ocupantes,
las características de ellas, necesidades,
demandas y deseos de los habitantes del
lugar, analizando las características socioculturales que hacen a la apropiación del
espacio y de la vivienda por parte de los
moradores, es decir a su modo de vivir (1, 2).
Ensayos de resistencia a la compresión de bloques de suelo cemento
Una vez realizado el diagnóstico, se enunciaron las pautas a seguir para satisfacer las
demandas de los pobladores. Considerando
las características climáticas del lugar y los
materiales disponibles en la zona, se procedió
a diseñar un prototipo de vivienda. El mismo
consta de dos módulos rectangulares unidos
por un espacio semicubierto que los vincula
(3). Ver Figura 2.
3. Construcción del prototipo en el
área estudiada.
Actualmente se encuentra en construcción en
el área estudiada, un modelo experimental
del prototipo de vivienda diseñado. El trabajo
se realiza con la colaboración de pobladores
y de personal que trabaja en la comuna. Ver
Figura 3.
El presente artículo trata específicamente la
manera en que se determinó la dosificación
más adecuada para la fabricación de bloques
comprimidos de suelo-cemento, que serán
utilizados para la materialización de la envolvente vertical.
2. LA ENVOLVENTE
La envolvente de un edificio tiene, entre
otras, las funciones de actuar como elemento moderador de las condiciones ambientales externas y delimitar los espacios
arquitectónicos en donde se desarrollan las
distintas actividades humanas, con el fin
de lograr un ambiente interior confortable,
eficiente y saludable, en otras palabras, estar
preparada para brindar a sus ocupantes la
protección contra las agresiones externas:
lluvia, ruido, radicación solar, por nombrar
solo algunas.
Está compuesta por cerramientos horizontales
y verticales. Entre los horizontales encontramos al techo y al piso. Los verticales se
refieren a los muros y aberturas. Los primeros
pueden ser realizados con diferentes materiales y métodos constructivos, como por
ejemplo, mampuestos de ladrillos cerámicos
comunes, bloques de hormigón, piedra, etc.
Se conocen como mampuestos, a aquellos
que son colocados en forma manual y superpuestos. Así se tiene que:
Las mamposterías en general constituyen
sistemas constructivos realizados mediante
técnicas de ejecución simples. Estas se basan
en la superposición ordenada de mampuestos
unidos con mezclas de asiento, formando
juntas horizontales y verticales, con el objeto
de obtener un comportamiento monolítico
frente a la acción de cargas exteriores (4).
Cada uno de los elementos de la envolvente debe estar diseñado para soportar los
esfuerzos o solicitaciones a las que están
sometidos. Mientras que, por ejemplo, una
losa está sometida a esfuerzos de flexión y
3
corte, un muro generalmente trabaja a la
compresión. Por ello es de suma importancia
que los mampuestos con los que se pretende
materializar la envolvente vertical, en nuestro
caso en particular, bloques de suelo-cemento,
deban tener una adecuada resistencia a esta
solicitación, de tal manera que les permita
soportar convenientemente los esfuerzos a
los que se vean sometidos.
Los bloques de suelo-cemento comprimidos,
tienen la ventaja frente a otros conformados
por materiales industrializados como son
los ladrillos cerámicos comunes o huecos,
de poder ser diseñados para responder a
las necesidades de cada caso en particular
(5, 6). Por ello el diseño de un bloque de
suelo-cemento comprende la cuantificación
o dosificación de la cantidad necesaria de
cada uno de los componentes que forman
la mezcla a emplear en la fabricación. Las
variaciones en las cantidades a utilizar de
cemento, tierra y agua, modifican las propiedades del elemento.
Estos bloques, además de ser de bajo costo,
tienen otra ventaja interesante de destacar
que es el uso de la tierra que, al mismo tiempo
de ser una material fácil de obtener, tiene un
impacto ecológico muy importante ya que,
por ejemplo, para la cocción de ladrillos
cerámicos comunes se quema leña, lo que
provoca daños al medioambiente. Además es
importante destacar que en la construcción,
el costo del flete es alto. Usando la tierra del
lugar donde se planea construir se ahorra
dinero.
3. METODOLOGÍA
Como primera instancia se obtuvo, según
indicaciones de la administración de la comuna, de los lugares de donde era posible
extraer tierra, dos muestras de suelo de sectores diferentes del área de estudio. Las mismas
fueron sometidas a ensayos, llevados a cado
en el Laboratorio de suelos de la Facultad de
Ciencias Exactas y Tecnología de la Univer-
45
Tabla 1
Límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad
de las muestras de suelo extraídas
la prueba de absorción. La misma se llevó a
cabo sumergiéndolas completamente en agua
a temperatura ambiente, tomando la lectura
de su peso en el tiempo establecido por norma IRAM Nº 12588 (7). La Tabla 2 resume lo
anteriormente expuesto.
SUELO
Muestra N° 1
Muestra N° 2
Límite líquido
38,8
No plástico
Límite plástico
21,0
No plástico
Índice de plasticidad
17,8
No plástico
4. RESULTADOS
4.1. Resistencia a la compresión
sidad Nacional de Tucumán, con el fin de
determinar su límite plástico, límite líquido
y su índice de plasticidad. En Tabla 1 pueden
verse los resultados obtenidos.
Una vez conocidas las características de los
suelos, se fabricó probetas de suelo-cemento,
haciendo dosificaciones con la mezcla de
las dos muestras a la vez y con cada una por
separado, mezclando los materiales en volúmenes aparentes en estado seco, adicionando
la cantidad de agua necesaria para obtener
una mezcla de bajo tenor de humedad y de
aspecto casi seco.
Luego de elaboradas las mezclas, se llenaron
probetas cilíndricas de 6 cm de diámetro y
se las sometió a dos presiones distintas de
fabricación: 5 Kg/cm2 y 10 Kg/cm2. Para cada
una de las variables utilizadas se realizaron
6 probetas.
A los 28 días, y luego del proceso de secado, 5 de cada grupo, fueron sometidas a la
compresión con una prensa manual, reservando la restante de cada serie para realizar
Los datos obtenidos muestran que el aumento de la resistencia a la compresión
responde a dos variables, por un lado al
aumento de la presión de fabricación y
por otro al aumento de la proporción de
tierra de la muestra 1 con respecto a la
de la muestra 2. Así se tiene que con una
dosificación igual a 1:8:2 y a 5 Kg/cm 2
como presión de fabricación, se obtiene
una resistencia a la rotura de 41,9 Kg/
cm 2. Al mantener la misma dosificación y
aumentar la presión de fabricación hasta
los 10 Kg/cm 2 existe un incremento de
resistencia a la rotura de alrededor del
15,9% con respecto al valor anterior, es
decir que se eleva hasta los 48,6 Kg/cm 2.
Al variar la dosificación y utilizar una
igual a 1:7:3, se mantuvo la misma tendencia, es decir hubo un incremento de la
resistencia a la rotura conforme aumenta
la presión de fabricación. Para 5 Kg/cm 2
de presión de fabricación, el valor de la
resistencia a la rotura fue de 32,6 Kg/cm 2,
mientras que para 10 Kg/cm 2, 34,8 Kg/
cm 2, lo que muestra un incremento del
6,7% la resistencia de la segunda contra
la primera.
Tabla 2
Cantidad de probetas realizadas según distintas dosificaciones y presiones de fabricación
Presión de
fabricación
Dosificación
1
8
2
5
6
P/ensayo de
Compresión
5
1
7
3
5
6
5
1
1
6
4
5
6
5
1
1
10
/
5
6
5
1
1
8
/
5
6
5
1
1
/
10
5
6
5
1
1
/
8
5
6
5
1
Cemento
46
Cantidad de probetas
Muestra 1
Muestra 2
(Kg/cm2)
Fabricadas
P/ensayo de
Absorción
1
1
8
2
10
6
5
1
1
7
3
10
6
5
1
1
6
4
10
6
5
1
1
10
/
10
6
5
1
1
8
/
10
6
5
1
1
1
/
/
10
8
10
10
6
6
5
5
1
1
Al utilizar una mezcla de dosificación igual
a 1:6:4, manteniendo constantes las mismas
presiones de fabricación, se obtuvieron resistencias a la rotura con valores de 28,3 Kg/cm2 y
32,7 Kg/cm2, lo que representa un incremento
de 15,5%.
Los mejores resultados se obtuvieron con
la muestras de suelo número 1, ya que la
resistencia a la compresión siempre es mayor
en las probetas fabricadas con ella. Así se
tiene que para una dosificación 1:10 de la
muestra 1, se obtienen, a 5 Kg/cm2 de presión
de fabricación, 59,5 Kg/cm2, mientras que la
misma dosificación y presión de fabricación
pero con muestra del suelo tipo 2, nos da
32,8 Kg/cm2 de resistencia. En el caso de
utilizar una dosificación de 1:8, se obtiene
75,4 Kg/cm2 para el suelo 1 y 39,8 Kg/cm2
para el suelo 2.
Cabe aclarar que, si se mantienen las dosificaciones y se aumenta la presión de fabricación,
aumenta también la resistencia a la rotura. Es
así que una dosificación de 1:10 a 10 Kg/cm2,
nos da una resistencia de 64,9 Kg/cm2 para el
suelo 1 y de 32,4 Kg/cm2 para el 2. Por último,
con una mezcla de 1:8 a 10 Kg/cm2, se obtuvo,
para el suelo 1, un valor de 85,1 Kg/cm2 y para
el suelo 2, de 42,5 Kg/cm2.
Como era de esperar y como puede entenderse por los resultados obtenidos, a medida
que aumenta la proporción de cemento con
respecto a la tierra, aumenta también la
resistencia a la compresión, sin importar la
muestra utilizada ni la presión de fabricación.
Las Tablas 3 y 4 resumen lo antedicho.
4.2. Absorción
Debido a la absorción de agua, todas las
probetas, sin importar la mezcla con las que
fueron realizadas ni la presión a la que fueron
sometidas durante la fabricación, registraron
un aumento de su peso, dependiendo la cantidad de agua absorbida del tipo de mezcla
y la presión de fabricación. Es así que se
obtuvo como valor máximo, a las 24 horas
de sumergida la probeta, un incremento del
21,9% del peso de la probeta en estado seco,
mientras que el valor mínimo, registrado al
minuto fue de 1,0%.
La tendencia general indica que a mayor
presión de fabricación se obtiene un menor
porcentaje de absorción de humedad, sin
importar la dosificación que se utilice. Esto
puede explicarse por el hecho de que al someter a una mezcla durante la fabricación a
una presión mayor, se obtiene una probeta
con mayor grado de compacidad, es decir
con menor porcentaje de vacíos, por lo tanto
con menor capacidad de absorber agua.
Así se tiene que las probetas fabricadas con
la mezcla A disminuyen su absorción en un
9% aproximadamente, cuando su presión de
fabricación varía de 5 Kg/cm2 a 10 Kg/cm2.
Para el caso de la mezcla B, los resultados
muestran la misma tendencia ya que la absorTabla 3
Resistencia promedio a la rotura, según dosificación y presión de fabricación
para mezclas realizadas con combinación de las dos muestras a la vez.
Dosificación
Probetas
Cto
M1
M2
A
1
8
2
Presión de
fabricación
(Kg)
5,0
41,9
41,2
38,5
42,5
43,0
44,5
B
1
7
3
5,0
32,6
30,7
32,0
33,0
33,2
34,0
C
1
6
4
5,0
28,3
27,5
27,2
28,0
28,7
30,2
D
1
8
2
10,0
48,6
47,5
48,0
49,0
48,2
50,2
E
1
7
3
10,0
34,8
34,7
35,5
35,0
34,2
34,7
F
1
6
4
10,0
32,7
32,5
31,7
31,2
33,5
34,5
ID
 (Kg/cm2)
Promedio
1
2
3
4
5
Tabla 4
Resistencia promedio a la rotura, según dosificación y presión de
fabricación para mezclas de una sola muestra por vez.
Cto
M1
M2
Presión de
fabricación
(Kg)
1
2
3
4
5
G
1
10
/
5,0
59,5
60,0
61,2
57,5
57,5
61,2
H
1
/
10
5,0
32,8
28,7
30,5
32,0
38,5
34,5
I
1
8
/
5,0
75,4
71,2
78,7
74,9
77,9
74,4
J
1
/
8
5,0
39,8
36,2
39,0
40,0
41,2
42,5
K
1
10
/
10,0
64,9
65,0
63,7
62,0
65,0
68,7
L
1
/
10
10,0
32,4
31,2
32,7
33,7
30,5
34,0
M
1
8
/
10,0
85,1
86,4
91,2
81,2
74,4
92,4
N
1
/
8
10,0
42,5
43,7
41,2
46,7
39,0
41,7
ID
Dosificación
(Kg/cm2)
Promedio
Probetas
ción también disminuye, en este caso en un
16% aproximadamente. Para la mezcla C se
observó una disminución del orden del 17%.
Si analizamos la tendencia para pobretas
fabricadas con suelos de una sola muestra
por vez, se tienen una disminuciones aproximadas del 25% para la mezcla G, 20% para
la H, 23% para la I y 19% para la J. Las letras
que identifican a cada mezcla, corresponden
al ID utilizado en Tabla 4.
Ver Figuras 4 y 5.
CONCLUSIONES
Los resultados obtenidos demuestran que:
• A medida que aumenta la presión a la que
son sometidas las probetas de suelo-cemento
durante el proceso de fabricación, aumenta
también su resistencia a la compresión mientras que la absorción disminuye.
47
4. Variación de la absorción en función del tiempo de inmersión para
dosificaciones que utilizan mezclas
de las dos muestras a la vez.
5. Variación de la absorción en
función del tiempo de inmersión
para mezclas que utilizan una sola
muestra por vez.
• Las dosificaciones en las cuales se aumenta la relación entre la cantidad de suelo 1 y
la de suelo 2 se produce un aumento de la
resistencia a la rotura, sin importar la presión
de fabricación.
necesidades de resistencia y economía es la
mezcla K (ver Tabla 4), por lo que será utilizada para la fabricación de los bloques de suelo
cemento que se utilizarán en la construcción
del prototipo propuesto.
Los mejores rendimientos se obtuvieron utilizando para la fabricación de las probetas,
morteros realizados con la muestra de suelo 1. Se recomienda no utilizar para este caso
particular mezclas de los dos suelos, ya que
las resistencias obtenidas son menores que
se si utiliza el suelo 1 solamente.
RECONOCIMIENTOS
4
Este trabajo se realiza en el marco del proyecto
PICTO 2004 Nº 870 financiado por la Universidad Nacional de Tucumán y la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica,
Argentina.
5
El suelo 2 utilizado por separado no da buenos
resultados en cuanto a las resistencias a la
compresión logradas. Otra desventaja es que
en general absorben una mayor cantidad de
agua, lo que disminuiría aun más su resistencia.
Si comparan los valores obtenidos en las
diferentes mezclas realizadas, puede determinarse que, la que mejor se adapta a las
Las tareas de laboratorio se realizaron en las
instalaciones del Centro Regional de Investigaciones de Arquitectura de Tierra Cruda
(CRIATiC), de la Facultad de Arquitectura y
Urbanismo de la Universidad Nacional de
Tucumán. Un agradecimiento especial al Arq.
Rafael Mellace (Director del CRIATiC) y al Ing.
Carlos Alderete (Integrante del CRIATiC), por
permitirnos usar sus instalaciones.
BIBLIOGRAFÍA
(1) Mas, J.: Análisis de Viviendas en un Área Rural de la Provincia de Tucumán. En: Terceras Jornadas
de la Asociación Argentino Uruguaya de Economía Ecológica ASAUEE. Tucumán, Argentina.
2007, 10 p.S
(2) Tonello, G.; Mas, J.; Raitelli, M.; Kirschbaum, C.: Factores Ambientales en Viviendas de una
Zona Rural y su Efecto en las Personas. En: V Congreso de Medio Ambiente. La Plata, Buenos
Aires, Argentina, 2007, 15 p.
(3) Mas, J.: Prototipo de Vivienda para un Área Rural de la Provincia de Tucumán. En: Segundas
Jornadas de Jóvenes Investigadores. Tucumán, Argentina. 2008, 15 p.
(4) Arias, L.; Alderete, C.; Mellace, R.: Variación de la Resistencia del BTC según distintos Estados
Hídricos. En: 3er Seminario Iberoamericano de Construcción con Tierra. 2004. Vol. I, pp. 235: 244.
(5) Arias, L.; Alderete, C.; Gonzalo, G.: Comportamiento T-H de bloques comprimidos de suelo
cemento. En: 1er Seminario Exposición: La tierra cruda en la construcción del hábitat. Tucumán.
2002. 10 p.
(6) CECOVI: Tierra, Tecnología y Casa Propia. Revista de la Facultad Regional Santa Fe-UTN, n.º 14.
Proyecto Aldeas Rurales Escolares (FUNDARE-UTN). [En-línea]. 2004. [Fecha de consulta: 15
de octubre de 2009]. Disponible en: http://cilad.com/guiasolidaria.pccp.net.ar/documentos/
vivienda-tierra.htm.
(7) IRAM 12588: Capacidad de absorción de agua por inmersión en agua fría. 1982, 10 p.
***
48
Vol. 63, 524, 49-57,
ISSN: 0020-0883
eISSN: 1988-3234
doi: 10.3989/ic.10.044
Problemas asociados al equilibrio en estructuras
de membrana con bordes rígidos y cables
Equilibrium problems in membrane structures with rigid and
cable boundaries
G. Viglialoro(*), J. Murcia(**)
RESUMEN
SUMMARY
Este trabajo aborda el análisis del equilibrio de
una membrana con bordes rígidos y cables de
borde para la fase de pretensado. La idea de utilizar las membranas en aplicaciones como las
pasarelas, una nueva tecnología que está siendo
desarrollada en España, implica niveles más altos
de responsabilidad y de esfuerzos, requiriendo
así un análisis estructural ajustado. La membrana
y sus bordes se identifican, respectivamente, a
una superficie con curvatura de Gauss negativa y
a curvas cuya curvatura depende de las características estructurales de los bordes. El equilibrio
se expresa mediante problemas de contorno con
ecuaciones en derivadas parciales, en términos
de la forma de la membrana y de su tensor de esfuerzos, así como de la forma y las cargas de los
bordes. En particular, el equilibrio asociado a un
cable de borde lleva a una condición de frontera
muy singular que dificulta un tanto el análisis. A
partir de ello, caben dos enfoques complementarios, llamados problema directo y problema
dual. Se definen y analizan ambos problemas de
contorno, estudiando sus principales aspectos
cualitativos. Asimismo, con el objetivo de obtener resultados prácticos, se propone un procedimiento general de resolución numérica para el
problema directo.
This paper presents the equilibrium analysis of a
membrane with rigid and cable boundaries for
the so called prestressing phase. The idea of using
membranes in Civil Engineering applications such
as footbridges, a new technology being developed in Spain, implies higher structural responsibility and more accurate analysis procedure. The
membrane and its boundary are respectively
identified to a regular and negative gaussian curvature surface and a set of regular curves whose
curvature depends on the structural elements,
rigid or cable. Equilibrium is directly expressed
by means of boundary differential problems, in
terms of the membrane shape and its stress tensor. We must outline that membrane-cable interface equilibrium leads to take into account a
singular condition that makes the problem more
difficult. Therefore, starting from the equilibrium
equations, two dual problems can be considered
namely direct problem and dual problem. Both
problems will be defined and analyzed, studying
their principal qualitative aspects. Particularly, for
the direct problem a numerical resolution procedure is proposed, in order to obtain practical
results.
445-24
Palabras clave: Membrana; Pasarela; Borde rígido; Cable de borde; Problema directo; Problema
dual.
Key-words: Membrane; Footbridge; Rigid boundary; Boundary cable; Direct problem; Dual problem.
Universidad de Cádiz (UCA), (España)
Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (CSIC), España
(*)
(**) Persona de contacto/Corresponding author: [email protected] (G. Viglialoro)
1. Esquema de pasarela de membrana con cables de borde.
1. INTRODUCCIÓN
Este trabajo estudia el equilibrio bidimensional y continuo (superficie) de una membrana,
en la fase de pretensado (esto es, cuando la
misma se encuentra preparada para la fase
de servicio), con bordes rígidos y cables de
borde. Así, se considera el equilibrio de la
membrana directamente para la forma que
resulta al ser pretensada.
La idea de utilizar membranas en nuevas
aplicaciones de ingeniería civil como las
pasarelas implica, con relación a otros usos,
una gran responsabilidad estructural y mayores esfuerzos, debidos a las cargas de uso,
a la forma muy rebajada de la membrana y
al fuerte pretensado preciso para alcanzar
la rigidez requerida. En consecuencia, hace
falta un adecuado análisis bidimensional. En
este contexto, se está desarrollando en España una nueva tecnología de pasarelas (1).
El problema del pretensado está relacionado
con los bordes de la membrana, elementos
unidimensionales definidos por líneas en el
espacio. Los cables de borde son curvos,
definidos por curvas que pertenecen a la
superficie de la membrana y, para mantener
todo a tracción, su curvatura ha de estar
orientada hacia el exterior de la misma, tal
como muestra la Figura 1. Los bordes rígidos,
capaces de trabajar a flexión, admiten cualquier forma. Sin embargo, tal como se verá,
el equilibrio en la interfaz cable-membrana
implica que los cables de borde no puedan
adoptar cualquier forma.
1
La consideración de bordes rígidos y cables
de borde implica definir un problema más
general que el analizado en el artículo (2).
Como se verá, esto lleva a complicaciones
importantes, tanto en términos de la formulación del problema como de su resolución.
Siguiendo la línea de dicho trabajo, los
esfuerzos de la membrana se identifican
con un tensor positivo de segundo orden y
la forma con una superficie con curvatura
de Gauss negativa. Así, es posible definir
el equilibrio por medio de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales, una de las
50
cuales incluye los productos de variables
asociadas a la forma de la membrana y al
tensor de esfuerzos. Por tanto, si se fija el
tensor de esfuerzos, puede considerarse el
denominado problema directo y, de modo
complementario, el problema dual si lo que
se fija es la forma de la membrana.
Con relación al equilibrio, si bien es cierto
que las correspondientes ecuaciones en
membranas son las mismas del análisis
de los estados de membrana en láminas,
ecuaciones bien conocidas (véanse, por
ejemplo, la referencia (3)), también lo es
que los problemas que se plantean son absolutamente diferentes, tal como se explica
en el trabajo (2).
Como se ve en este trabajo, directamente
del equilibrio por sí solo se pueden deducir
bastantes cosas y, en particular, la forma de la
membrana (cuando se fijan los esfuerzos), sin
tener que considerar deformación alguna. Lo
mismo sucede en el Método de la Densidad
de Fuerzas, unidimensional (red superficial
de cables en el espacio), basado exclusivamente en ecuaciones de equilibrio (4).
Una vez establecidas las ecuaciones de
equilibrio interno para la membrana, es necesario definir las condiciones de frontera.
Como se comentó antes, este trabajo es la
continuación natural del artículo (2), porque
generaliza el mismo problema considerando
cables de borde además de bordes rígidos.
Además, los cables de borde llevan a una
formulación matemática de los problemas
directo y dual que se complica sensiblemente
con respecto al caso de bordes rígidos (véase,
una vez más, la referencia (2)). Esto tiene
mucho que ver con el hecho de que, precisamente, cable (1D) y membrana (2D) son
estructuras singulares que no tienen rigidez
propia (se la confiere la tracción).
Finalmente, una vez definidos rigurosamente
los dos problemas, se estudian sus respectivos análisis cualitativos. Además, para el problema directo se presenta un procedimiento
numérico capaz de proporcionar una buena
estrategia de resolución. Este método se
aplica a un caso real, la pasarela construida
como prototipo (1), que se toma como referencia para evaluar los resultados. Por otro
lado, se hacen algunas consideraciones sobre
los aspectos matemáticos del problema dual.
2. Ecuaciones de equilibrio
en la membrana
Identifiquemos la membrana con una superficie S con curvatura de Gauss negativa.
En particular, S es la gráfica de una función
z(x,y), definida en un dominio acotado D del
plano x–y, tal que Z,xy Z,yy–Z 2,xy < 0
Informes de la Construcción, Vol. 63, 524, 49-57, octubre-diciembre 2011 ISSN: 0020-0883. eISSN: 1988-3234. doi: 10.3989/ic.10.044
Problemas asociados al equilibrio en estructuras de membrana con bordes rígidos y cables
(la Figura 2 idealiza un elemento diferencial
de membrana dS y su correspondiente
proyección dD en el plano x-y, así como los
relativos esfuerzos de membrana y proyectados, respectivamente Ñαβ y Nαβ, con α,β =1,2)
Como se sabe, el peso de la membrana es
muy bajo y, en general, puede despreciarse
para la fase de pretensado; más en particular
para altos esfuerzos de pretensado como es
el caso. Entonces, en esta fase no se considerará ninguna carga así que las ecuaciones
de equilibrio serán homogéneas. Este aspecto
no modifica la naturaleza del problema y es
muy interesante desde el punto de vista del
diseño (véase (2) para los detalles).
De esta forma, si σ = Nαβ (α,β = 1,2) indica
el tensor de esfuerzos proyectados, definido
en D (esto es, fuerza por unidad de longitud),
las ecuaciones de equilibrio son [1]:
Esfuerzos proyectados
Esfuerzos de membrana
Ñyy
Ñyx
dS
Ñxy
z
Nyx
y
O
Nyy
Ñxx
dD
x
N
xy
Nxx
2
Nxx,x + Nxy,y = 0 equilibrio en la dirección x,
[1]
Nxy,x + Nyy,y = 0 equilibrio en la dirección y,
Nxx z,xx + 2Nxy z,xy + Nyy z,yy = 0 equilibrio en la dirección z,
Finalmente, la utilización de la función de
Airy H, tal que [2]:
H,xx = Nyy H,xy = –Nxy H,yy = Nxx’
[2]
permite reducir el sistema [1] a la ecuación:
H,xx z,yy - 2H,xy zxy + H,yy z,xx = 0
[3]
De esta forma, si se fija un tensor positivo
σ la función z tiene que resolver una ecuación elíptica. Al contrario, una vez que se
dé una superficie con curvatura de Gauss
negativa, la función H ha de resolver una
ecuación hiperbólica (5).
Se pueden así definir dos problemas complementarios, el problema directo (se fijan
los esfuerzos) y el problema dual (se fija la
forma de la membrana).
Identifiquemos el borde de la membrana
con una curva espacial C; si Ñαβ (α = 1,2 y
β = 1,2) indica el tensor de esfuerzos sobre la
membrana S y f = (f 1,f 2,f 3) la fuerza de borde
repartida sobre C (esto es, fuerza por unidad
de longitud), resulta, al imponer el equilibrio,
que f es ortogonal al vector normal N de la
superficie S a lo largo del contorno (para los
detalles, véase la tesis (6)).
Además, siempre en (6), se comprueba que
las ecuaciones de equilibrio para el borde
tridimensional C se reducen en las correspondientes para el borde plano Γ = ∂D,
proyección horizontal de C. En este sentido,
si f = (f 1, f 2) indica la fuerza proyectada a lo
largo de Γ (fuerza por unidad de longitud),
σ = Nαβ el tensor de los esfuerzos proyectados y n = (n1,n2) el vector normal (unitario)
externo a Γ, el equilibrio de borde puede
escribe como
Nαβ nβ = fα (con α = 1 y 2), sobre Γ
[4]
3. Ecuaciones de equilibrio
en el borde
3.1. Ecuaciones de equilibrio para el borde
rígido
Con el objetivo de definir apropiadamente
las condiciones de frontera para el problema directo y el problema dual, analicemos
las correspondientes ecuaciones de equilibrio de borde.
En el caso en que se consideren sólo bordes
rígidos, el equilibrio se reduce simplemente
al sistema [4], tal y como se analiza en (2).
Como ya se dijo, en este trabajo se analizarán ambos tipos de borde, rígido y
cable; más en particular, en esta sección
nos dedicaremos a estudiar las diferencias
estructurales que los definen, concluyendo
que la forma de un cable depende estrictamente de la forma de la membrana,
mientras que el borde rígido puede asumir
cualquier forma.
2. Esfuerzos de membrana y proyectados.
Por ejemplo, si la forma del borde rígido Γ ren
el plano horizontal x-y está definido por rectas
verticales, así como se hará más adelante
para propósitos prácticos (véase la Figura 4),
el sistema [4] se escribe como:
Nxx = f1 sobre Γ r
Nyy = f2 sobre Γ r
[4]
De esta forma, el mismo sistema [4] permite
obtener f una vez que se fije Nαβ y viceversa.
Informes de la Construcción, Vol. 63, 524 49-57, octubre-diciembre 2011 ISSN: 0020-0883. eISSN: 1988-3234. doi: 10.3989/ic.10.044
51
y
Además, es posible comprobar que la última
ecuación se expresa como:
Cable
c
Γ
(Pxh’)’ = P’x z,x + (y’ Px)’z,y P(x+dx)
Por otra parte, por medio de un simple cálculo (véase (6), para los detalles), se podría
argumentar que la ecuación [6], considerando una vez más también el sistema [5], es
equivalente a
N
yx
P(x)
Nxy
N
xx
z,xx + 2y’ z,xy + y’2 z,yy = 0
Nyy
Membrana
O
x
3
3. Interfaz cable-membrana (P representa la proyección de P).
3.2. Ecuaciones de equilibrio para
el cable de borde
Si parte del contorno de la membrana está
compuesto por un cable de borde, en el sistema [4] la fuerza correspondiente f se expresa
tanto en términos de la tensión como de la
forma del mismo cable.
Identifiquemos el cable con una curva
C = (x, y(x), h(x)) siendo h(x) = z (x, y(x))
la forma espacial del mismo cable,obtenida
“levantando” el cable proyectado y(x) por
medio de la membrana z(x,y). La tensión
del cable es el vector tangente expresado por
~
P
P =
2
2
(1, y ', h '),
1+ y ' + h '
donde P representa el valor de la tensión.
De esta forma, la componente x de P es
2
2
[7]
Esta última relación, que representa la ecuación de compatibilidad entre el cable y la
membrana, implica que la fuerza repartida f
no sólo es ortogonal a la normal N a la superficie S sino que pertenece al plano osculador
de la curva C.
Para comprobarlo, si N es el vector unitario
normal a S , y t y n aquellos tangente y normal al cable C, es suficiente imponer que los
vectores t y n son ortogonales a N. Siendo t
proporcional a (1,y’,z,x+z,y y’), n a (0,y’’,z,xx +
2y’z,xy+ y’z,yy + y’’z,y) y N a (z,x, z,y , –1), se debe
de cumplir z,xx+ 2y’z,xy+y’ z,yy = 0
En este trabajo, al tenerse en cuenta los cables
de borde, se utilizará el siguiente sistema para
expresar el equilibrio cable-membrana [8]:
P’x=Nxy-y’Nxx (equilibrio en la dirección x)
[8]
(Pxy’)=Nyy-y’Nxy (equilibrio en la dirección y)
(Pxh’)=P’xz,x+(y’ Px)’zy (equilibrio en la dirección z)
Al revés, la tesis referenciada en [8] analiza el
mismo problema partiendo del sistema anterior en el que se sustituye su última ecuación
por la expresión [7].
4. El problema directo: definición
y propiedades
~
P
Px =
[6]
,
1+ y ' + h '
que utilizaremos a continuación. Con referencia a la Figura 3, es posible comprobar
que el sistema [5]:
En esta sección definiremos y analizaremos
el problema directo, proponiendo, además,
un procedimiento numérico para el cálculo
aproximado de su solución.
Problema directo
P’x = Nxy - y’ Nxx ,
(Pxy’)’ = Nyy - y’ Nxy ,
[5]
representa el equilibrio plano cable-membrana; este último sistema es un caso particular
del sistema [4].
Por lo que se refiere al equilibrio en la
dirección z, al tener en cuenta el sistema
[5], se puede verificar que el equilibrio
vertical cable-membrana se simplifica en
la ecuación
(Pxh’)’ = –z,x y’ Nxx + z,x Nxy –y’ Nxy z,y + z,y Nyy
52
Con referencia al equilibrio expresado por
el sistema [1], sea Nαβ un tensor positivo y
simétrico del segundo orden tal que
2
Nxx , x + Nxy ,y = 0
0
N + N = 0 ↔ ∑ Nαβ ,β =
yy ,y
 xy , x
β =1
a = 1,2 en un domino acotado D del plano x-y.
Hallar la superficie z, definida en D, de manera que
[9]
div(σ · z) = 0 en D
z = g sobre Γ r
z = h sobre Γ c
Por supuesto, si el borde de la membrana es
totalmente rígido (esto es Γ c = φ), el sistema
[9] se reduce a un problema de Dirichlet, ya
profundizado en el trabajo (2).
Antes de desarrollar el método de resolución
del problema directo, es oportuno matizar
algunos aspectos relativos al sistema [8].
En particular, tal y como manifiestan las
ecuaciones de equilibrio que lo definen, es
posible calcular, a partir de los esfuerzos
Nαβ la forma del cable de borde proyectado
y(x) que, juntamente con el borde rígido Γ r
permite fijar el dominio D (véase Figura 4).
De la misma forma, es posible calcular Px,
componente de la tensión del cable en la
dirección x, a partir de un cierto valor P 0x
conocido. No obstante, la forma espacial
del cable (expresada por la función h(x) es
una incógnita del problema, que se obtiene
al conocer la forma de la membrana z(x,y).
4.1. Método de resolución para el problema directo
2
N ,  0, (α=1,2) permiten
Las condiciones 
 1
escribir el sistema [9] en la siguiente forma
divergencial [10]:
(Pxh’)’= P’x zx + (y’Px )’z,y sobre Γ c
t
c
K ATr ATc z 0
ATr 0 0 λr = g
ATc 0 0 λc h
[13]
En la última ecuación matricial, z=(z1,…,zt )
g=(g1,…,gr ) y h=(h1,…,hc ) indican el vector
nodal de z en D, de g sobre Γ c de h sobre Γ c,
k la matriz de rigidez, Aγ y AC las matrices de
los Multiplicadores de Lagrange, y λγ y λc los
vectores de los Multiplicadores de Lagrange.
Sea, ahora, z la solución del sistema [13]:
puede escribirse
z = Hh+Gg
[14]
siendo
H
M n , n (R) y G
t
c
Mn , n (R)
t
c
Además, teniendo en cuenta la ecuación [12],
puede considerarse la ecuación nc – dimensional, definida por
∫ [P '
x
Γ
c
z, x + (y ' Px )' z,y − (Px h ')']Ni d Γ =0
[15]
c
i=1,2,3…, nc
Reemplazando, igual que antes, las aproxin
n
maciones z   j1 z j N j y h   j1 h j N j e integrando por partes, se obtiene la expresión:
c
∆
t
[10]
[12]
Una vez fijada una malla para D, indiquemos
con nt el número total de nodos en D, nr el
número total de nodos sobre Γ r y nc el número total de nodos sobre Γ c. Si con Nj nos
referimos a las funciones de forma lineales,
reemplazando las
correspondientes
aproxin
n
maciones z  ∑j=1 zj Nj y h ∑j=1 hj Nj en el
sistema [11], se obtiene el siguiente sistema
lineal[13].

Debido a la segunda condición de frontera,
el anterior no es un típico problema elíptico
con condición usual de Dirichlet o DirichletNeumann (véanse (7, 8)). En la tesis (6), se
comprueba por medio de rigurosos resultados
matemáticos la unicidad de la solución. En el
siguiente apartado, se propondrá un método
numérico útil para el cálculo aproximado de
la solución; no obstante, hay que matizar que
argumentar la existencia del mismo sistema
[9] no parece ser del todo inmediato.
[11]
y, por otro, la ecuación [12]:

siendo h(x) = z(x,y(x)) la forma espacial del
cable, Γ r la parte del contorno de D compuesto por bordes rígidos, Γ c la correspondiente
a los cables de borde, y g(y) el valor de z a
lo largo del mismo borde rígido Γ r.
div(σ · z) = 0 en D
z = g sobre Γ r
(Pxh’)’= P’x z,x + (y’Px)’z,y sobre Γ c
condición de frontera clásica, de tipo Dirichlet) [11]:
∆
z,xx Nxx + 2z,xy Nxy + z,yy Nyy = 0 en D,
z = g sobre Γ r
(Pxh’)’ = P’x z,x + (y’Px)’z,y sobre Γ c
nt
∑ z ∫ [N
c
nc
A continuación, utilizando el Método de
los Elementos Finitos (véanse, por ejemplo,
(9, 10), se propondrá una técnica capaz de
proporcionar la solución aproximada del
sistema [10].
Mij =
∫ [N j ,xP 'x + N j ,y (y ' Px )']Nid Γ
Reescribamos el problema [10], conside-=
y Wij
rando por un lado el sistema reducido (con
Γ
c
i=1,2,3…, nc
Finalmente, definiendo,
Γ
c
P ' + N (y ' P )']N d Γ + ∑ hj ∫ Px N 'j N 'i d Γ =0,
j
j ,x
x
j ,y
x
i
Este último=
sistema será el punto de partida
c
j 1=
j 1
Γ
para el análisis del problema directo.
c
c
c
∫ P N ' N ' dΓ ,
x
Γ
j
i
c
53
t
[16]
c

Comparando los sistemas [14] y [16],
se obtiene la siguiente expresión para la
solución:
h = (MH + W)-1 MGg
[17]
siendo h el vector nodal de z a lo largo de
Γ c, que nos proporciona una aproximación
tridimensional de la forma del cable.
De la misma manera, es posible obtener la
solución z,
z = Hh + Gg
[18]
siendo, ahora, h el vector nodal de z en D,
que nos proporciona una aproximación
tridimensional de la forma de la membrana.
4.2. Un ejemplo concreto de problema
directo
Apliquemos el procedimiento numérico previamente analizado para resolver el caso de
la pasarela peatonal construida en España. Es
importante comentar que el caso presentado
en el ejemplo que sigue es casi igual, pero no
exactamente, al llevado a cabo en la realidad.
Ello es debido a que, recordando que se trata
de encontrar la forma de la membrana (y de los
cables de borde), el método de cálculo para ello
en el caso real fue aproximado. Así, las formas
por una y otra vía no pueden ser idénticas y, en
consecuencia, ambos casos tampoco pueden
serlo, solamente bastante aproximados.
En efecto, en el caso real, se realizó una
aproximación analítica, ajustando expresiones para los esfuerzos y las formas de
membrana (superficie) y cables de borde a
todas las ecuaciones de equilibrio ya vistas;
cuya solución, aproximada pero bastante
precisa, implicaba valores de los esfuerzos de
membrana en las direcciones de los ejes casi
constantes pero no exactamente véase (1).
y
Γ
Γ
r
Borde rígido (proyección)
Datos para el ejemplo
Todas las longitudes (x, y, z, así como las longitudes en las figuras) se expresan en metros.
El dominio D tiene la forma mostrada en la
Figura 4:
D:={(x,y) R2 tal que -a ≤ x ≤ a y -y(x) ≤ y ≤ y(x)}
siendo a=5 m e y=x obtenida resolviendo el
sistema [5].
Las condiciones sobre el borde rígido y el
tensor de esfuerzos son:
17 2
1

dede
z azloalargo
de de
Γ r
forma
lolargo
y (11  y 2 ) forma
g ( y) 
800
6

 N xx  10 kN / m, N xy  0 kN / m, N yy  4 kN / m.

r
De esta forma, el sistema [5] se resume en
' x 10 y ' ,
 P

( Px y ' )'  4.
 :
8 2
4
13
8 2
4
13
x 
( y  )2  1 y   :
x 
( y  ) 2  1.
605
121
2
605
121
2
Integrando, usando la simetría e imponiendo
y(±5) = 2 y y(0) = 1 y y(±5) = -2 y y(0) = 1 ,se
obtienen las dos elipses, ε+ y εEscogiendo las ramas adecuadas de ε + y
ε- (gráfica (a) de la Figura 5), es natural fijar e
D:={(x,y) R2 tal que –a ≤ x ≤ a y -y(x) ≤ y ≤ y(x)}

c
c
Por su parte, aquí se aplica el citado procedimiento y, como de todos modos no puede
obtenerse un caso idéntico, se simplifica
fijando esfuerzos de membrana constantes,
muy aproximados a los anteriores (valores
diferentes en las direcciones de los ejes).

se conviene al siguiente sistema
Mz + Wh = 0
en el que
M M n , n (R) y W Mn , n (R)

4. Planta de la pasarela analizada.

y ( x)
13
121 2 2

 x
2
4 5
(la gráfica (b) de la Figura 5 representa una
malla compuesta por 477 nodos).
Dirección de paso
c
O
Γ
r
x
Γ
54
c
Cable de borde (proyección)
4
En estas condiciones, hay que resolver el
sistema
Método Iterativo del Punto Fijo (7,8), ajustando
“paso a paso” una cierta forma inicial h0 , de
manera que en el límite se satisfagan todas las
ecuaciones del mismo sistema [9].
Las gráficas (a) de las Figuras 6 y 7 representan
los resultados numéricos obtenidos, tomando
como punto más bajo de la membrana (esto es,
el extremo (-5,0) el origen de las medidas. Estos
resultados han sido calculados ejecutando un
programa en MATLAB, basado en la utilización
de elementos cuadriláteros lineales (es posible
encontrar los detalles del método en la tesis (6).
15
Como ya se ha comentado anteriormente, el
caso ahora analizado no se corresponde a aquél
real estudiado en el trabajo (1). A pesar de ello,
comparando sendas soluciones obtenidas, es
posible confirmar que las mismas son del todo
coherentes. De hecho, por ejemplo, la flecha
del cable calculada en el caso real es de 0,31
m, contra el valor de 0,30 m obtenido por
medio del método numérico aquí propuesto.
0
Aparte ello, también es posible analizar la
componente de la tensión del cable Px.
En fecto, debido a la relación
5. Dominio D escogido para el
ejemplo del problema directo.
Sub-figura (a): Cables de borde (ramas de elipse).
Sub-figura (b): Malla de 477 nodos
para el dominio D.
10
y
5
ε
+
x
ε−
−5
−10
−15
−10
−5
0
5
10
5a
P’x = -10y’
imponiendo por ejemplo
Px0 Px (0) 55 kN, se obtiene la expresión
Px
10
121
4
2 2
x
5
Finalmente, cabe subrayar que el procedimiento utilizado presenta una cierta inestabilidad
numérica. De hecho, la gráfica (a) de la Figura 6
muestra que la solución numérica para el cable
h=h(x) varía en términos del número de nodos
utilizados; en particular, no es posible observar
un comportamiento estrictamente monótono
para la solución. Esto parece estar relacionado
con la formulación del problema y no tanto
con la aproximación de elementos finitos
empleados. En efecto, analizando en detalle
las ecuaciones de equilibrio, podemos notar
que en el sistema [9] se fuerza a la incógnita z
a que verifique en el borde una ecuación del
mismo orden que la que ha de cumplirse en el
interior del dominio, siendo lo usual que en la
frontera la incógnita cumpla condiciones de
órdenes inferiores.
Una posible alternativa para la resolución, sobre la que los autores están trabajando, se basa
en buscar la forma final del cable h mediante el
5b
5. Problema dual: definición
y propiedades
En este apartado se definirá y analizará el
problema dual.
Problema dual
Con referencia al equilibrio expresado por el
sistema [1], sea S = (x,y,z (x,y) ) una superficie
con curvatura de Gauss negativa. Al resolver
la ecuación [7] se obtiene una función y(x)
que define el cable de borde proyectado,
indicado con Γ c.
Si con f = f(y) se denota la fuerza sobre el
borde rígido Γ r, hallar el tensor de esfuerzos
σ = Nαβ en el dominio D, tal que
55
1.5
1.5
z
1.4
Nodos totales: 18
z
1.4
Nodos totales: 45
Nodos totales: 137
1.3
1.3
1.2
1.2
1.1
1.1
1
1
0.9
0.9
0.8
0.8
0.7
0.7
Nodos totales: 206
Nodos totales: 477
0.6
0.6
x
x
0.5
−5
−4
−3
−2
−1
0
1
2
3
4
5
0.5
−5
−4
−3
−2
−1
0
1
2
3
4
5
6a
6b
y ' ( x)
1
0.5
que se reduce a
0
−5
5
2
0
−2
z, yy
z, xx z, yy
,
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
7
6a. Solución numérica calculada
usando 137 nodos; proyección
vertical del cable.
6b. Solución numérica de h = h(x);
proyección vertical del cable en
términos del número de nodos.
N xx, x
N xy, y = 0 en D,
N xx, x
N xy, y = 0 en D,
z, xx N xx 2 z, xy N xy z, yy N yy = 0 en D,
N n = f sobre r (con = 1,2),
( Px h' )' P' x z, x
7. Pasarela real y gráfica de su forma
calculada numéricamente
Sub-figura (a): Solución numérica
z = z(x,y).
Como ya se comentó, esta relación, junta con
las del sistema [5], es equivalente a
(Pxh’)’ = P’x z,x + (y’Px)’ z,y
m
( y ' Px )' z, y
sobre
c
,
siendo
h(x) = z(x,y (x) )
[20]
Recordando la ecuación [3] en términos de
la función de Airy, se puede observar que el
sistema [20] es de tipo hiperbólico. Debido
a ello, el enfoque dual es, en general, un
problema mal planteado (5).
Además, al analizar las curvas características
de la ecuación de equilibrio de membrana
H,xx z,yy - 2H,xyz,xy + H ,yyZ ,xx = 0
se obtiene la ecuación diferencial (ordinaria)
56
z,2xy
z,xx + 2y’z,xy + y’2 z,yy = 0
0
z, xy
Todo ello implica que en el problema dual las
curvas que representan los cables de borde
coinciden con las curvas características de
la ecuación. En este sentido, deberíamos
considerar un problema hiperbólico con
condiciones de frontera definidas a lo largo
de sus curvas características. Tal y como se
detalla en (5), no es siempre posible garantizar
la existencia, unicidad y estabilidad de la
solución para este tipo de problemas.
Por tanto, recordando también los casos
de bordes rígidos (2), en el problema dual
las ecuaciones de equilibrio pueden no ser
suficientes para calcular la distribución de
esfuerzos que equilibra la forma previamente
fijada; al revés de lo que ocurre en el problema directo. En otras palabras, el problema
dual no es siempre isostático. Ahora bien,
desde el punto de vista estructural, está claro
que si se consideraran también las ecuaciones constitutivas y de compatibilidad no nos
enfrentaríamos a este tipo de singularidad,
obteniendo un problema hiperbólico coherente y bien planteado.
En fin, con relación al problema dual, conviene indicar que en (6) se ofrece una casuística
de ejemplos analíticamente resolubles para
borde rígido, a partir de algunos resultados
propios de la ecuación de ondas.
6. Resumen y conclusiones
En este trabajo se ha analizado el equilibrio de
una membrana, para la fase de pretensado, en
el caso general en que sus bordes están compuestos por elementos rígidos y cables. Se han
formulado las ecuaciones de equilibrio sobre
la superficie y los bordes de la membrana
mediante variables asociadas a la forma y a los
esfuerzos de todos ellos. Así, según el tipo de
variables fijadas, se definen dos problemas: el
problema directo y el problema dual.
Este tipo de análisis riguroso, en el continuo
bidimensional, está asociado a los fuertes requisitos estructurales de una nueva tecnología
de pasarelas con estructura de membrana que
está siendo desarrollada en España.
Un aspecto relevante del trabajo es el análisis
bidimensional en los bordes, particularmente
en el caso de cables, cuya forma, al contrario
que los bordes rígidos, no puede fijarse arbitrariamente a priori.
Hay que destacar, en particular, que el equilibrio en la interfaz cable-membrana conduce a
una ecuación singular, que implica considerar
un del todo inusual y complejo problema
diferencial de contorno. Esto se relaciona
con el hecho de que ahí interaccionan precisamente las dos estructuras singulares sin
rigidez propia, cable (1D) y membrana (2D),
que no pueden adoptar cualquier forma para
estar en equilibrio.
Más precisamente, si por un lado es cierto
que el problema directo se basa en una
ecuación diferencial elíptica, por otro la
condición de contorno asociada no es ni de
tipo Dirichlet ni de tipo Dirichlet-Neumann.
En este sentido, aunque es posible argumentar
de forma rigurosa la unicidad de la solución,
no es inmediato demostrar su existencia. Sin
embargo, desde un punto de vista práctico,
puede proponerse un procedimiento numérico, como aquí se ha hecho empleando el
Método de los Elementos Finitos, para la
construcción de la solución.
Además, se ha resuelto un caso particular de
problema directo mediante el método numérico y se han comparado sus resultados con
un caso real de referencia. La comparación
muestra valores similares y coherentes. Por
otro lado, en el método aquí propuesto es posible observar una cierta inestabilidad, debida
a la formulación intrínseca del problema.
Finalmente, el problema dual es de tipo hiperbólico, para el cual no siempre es posible
proporcionar una solución, única y estable;
esto es, en el problema dual no siempre existe
isostatismo. Pero, además, cuando existen
cables de borde, la condición de equilibrio
entre cable y membrana implica que los
cables de borde coinciden con las curvas
características de la ecuación diferencial. Por
tanto, el problema dual con condiciones de
frontera definidas a lo largo de dichos cables
no es en general matemáticamente admisible.
BIBLIOGRAFÍA
(1) Murcia J.: “Tecnología de pasarelas con estructura de membrana”. Informes de la Construcción; vol. 59, n.º 507, 21-31, 2007.
(2) Viglialoro G.; Murcia J.; Martínez F.: “Problemas asociados al equilibrio en estructuras de
membrana con bordes rígidos”. Informes de la Construcción; vol. 61, n.º 516, 57-66, 2009.
(3) Timoshenko S.; Woinowsky-Krieger S.: Theory of Plates and Shells. McGraw-Hill, Inc.,
New York, 1959.
(4) Linkwitz K.: “About formfinding of double-curved structures”. Engineering Structures;
vol. 21, pp. 709-718, 1999.
(5) Hörmander L.: Linear Partial Differential Operators. Springer, Berlín, 1964.
(6) Viglialoro G.: Análisis matemático del equilibrio en estructuras de membrana con bordes
rígidos y cables. Pasarelas: forma y pretensado. Tesis doctoral, Universidad Politécnica
de Cataluña. ISBN: 978-84-690-6482-5, 2006. Depósito legal: B.33064-2007. Enlace:
http://www.tesisenxarxa.net/TDX-0515107-100745/.
(7) Brezis H.: Análisis funcional: teoría y aplicaciones. Madrid, Alianza Editorial, 1983.
(8) Gilbarg L.; Trudinger N. S.: Elliptic Partial Diferential Equations of Second Order. Springer,
1998.
(9) Hughes T. J. R.: The Finite Element Method. Linear Static and Dynamic Finite Element
Analysis. Mineola, New York Dover Publications, 1987.
(10) Zienkiewicz O. C.; Taylor R. L.: The Finite Element Method. Butterworth Heinemann, 2000.
***
57
Vol. 63, 524, 59-64,
ISSN: 0020-0883
eISSN: 1988-3234
doi: 10.3989/ic.10.078
La protección frente al ruido de los forjados
proyectados por Eduardo Torroja en la E.T.S. de
Arquitectura de la Ciudad Universitaria de Madrid
Protection against noise in concrete slabs designed by Eduardo
Torroja in the E.T.S. School of Architecture in the Ciudad
Universitaria in Madrid
C. Díaz(*), D. Caballol(**), A. Díaz(*)
RESUMEN
SUMMARY
En este trabajo se exponen y se analizan los
resultados de las mediciones acústicas del aislamiento acústico a ruido aéreo y a ruido de
impactos de los forjados de hormigón armado
macizo, proyectados por D. Eduardo Torroja Miret y fabricados en la primera mitad de los años
1930 en la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de la UPM, situada en la Ciudad Universitaria de Madrid.
This work presents and analyses the results of
the acoustic measurements of insulation from airborne noise and impact noise in solid reinforced
concrete slabs designed by Eduardo Torroja Miret
and manufactured in the first half of the 1930s in
the School of Architecture of the UPM Polytechnic University in Madrid, located in the Ciudad
Universitaria in Madrid.
Los valores experimentales obtenidos de los parámetros acústicos: índice ponderado de reducción
acústica aparente R´w y nivel de presión acústica
ponderado de impactos normalizado Lń,w están
bien relacionados con los previstos por las estimaciones en los modelos de cálculo de las normas europeas EN 12354 partes 1, 2:2000. Se ha
obtenido una relación experimental de reciprocidad para la suma de los valores del índice de
reducción acústica aparente y el nivel de presión
sonora de impactos normalizado.
The experimental values for the acoustic parameters: weighted apparent sound reduction index
R´w and weighted normalised impact sound pressure level Lń,w are closely related with those predicted by the estimations in the calculation models in the European standards EN 12354 parts 1,
2:2000. An experimental reciprocity relation was
obtained for the sum of the values of the apparent
sound reduction index and the normalised impact
sound pressure level.
343-08
Palabras clave: Forjados de hormigón armado,
aislamiento a ruido aéreo, aislamiento a ruido de
impactos.
(*) Keywords: Reinforced concrete slabs, airborne
sound insulation between rooms, impact sound
insulation of floors.
E.T.S. de Arquitectura Universidad Politécnica de Madrid. Madrid, (España)
E U de Arquitectura Técnica Universidad Politécnica de Madrid. Madrid, (España)
(**) Persona de contacto/Corresponding author: : [email protected] (C. Díaz)
C. Díaz, D. Caballol , A. Díaz
1. INTRODUCCIÓN
De 1930 a 1936 la actividad profesional de
D. Eduardo Torroja Miret se centró casi exclusivamente en las estructuras de edificación en
colaboración con arquitectos que trabajaban
en construcción de la Ciudad Universitaria
de Madrid. Su obra ha sido estudiada y analizada por diferentes autores (1), (2), (3), (4).
En este trabajo se exponen y se analizan por
primera vez los resultados experimentales in
situ del aislamiento acústico a ruido aéreo y a
ruido de impactos de los forjados modulares
proyectados por D. Eduardo Torroja Miret y
fabricados in situ en la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de la UPM.
Tabla 1
Datos geométricos de los recintos estudiados
Ensayo
1
2
3
4
Recintos
Largo,
m
Ancho
m
Alto
m
Volumen
m3
Área superficie
común, m2
Aula 1G1
19
6,58
3,53
442,6
102,3
Aula 0G1
22,5
6,67
3,53
524,2
Aula 1G2
19,2
6,57
3,54
446
Aula 0G2
22,3
6,58
3,54
520
Aula 2G3
19,1
6,58
3,54
445,6
Aula 1G3
23,2
6,58
3,56
544
1 Conserjería
3,3
6,57
3,55
77
0 Conserjería
3,3
6,57
3,55
77
126
128
21,7
Las mediciones acústicas se han realizado
en varios recintos superpuestos mediante
aplicación de las normas UNE EN ISO 140
–Partes 4, 7 (5),(6) y UNE EN ISO 717– Partes
1 y 2.(7),(8).
Como magnitudes relevantes para expresar
el aislamiento a ruido aéreo entre recintos se
ha utilizado el índice de reducción acústica
aparente R´, calculado de las mediciones
acústicas de acuerdo con la fórmula [1].
R ' = L1 − L2 + 10 log
S
dB
A
[1]
Donde:
1. Detalle constructivo del elemento de separación horizontal entre
recintos
L1 y L2 son los niveles de presión sonora
promedios medidos en los recintos emisor
y receptor respectivamente, en dB. S es el
área del elemento separador entre recintos,
en m 2 y A es el área de absorción acústica equivalente en el recinto receptor, en
m2.En la evaluación del nivel de ruido de
impactos entre los recintos se ha utilizado
1
60
el nivel de presión sonora de impactos normalizado L’n , obtenido de la expresión [2].
L'n = Li +10 log
A
10 m 2
dB
[2]
Donde:
Li es el nivel de presión sonora de impactos
en bandas de frecuencia, medido en el recinto receptor, en dB, cuando el suelo objeto
de estudio está excitado por una máquina
de impactos normalizada. A es el área de
absorción acústica equivalente en el recinto
receptor, en m2.
2. LOS RECINTOS OBJETO DE ESTUDIO
El edificio original de la Escuela Técnica
Superior de Arquitectura fue inaugurado en
1936 y en su proyecto colaboraron el arquitecto D. Pascual Bravo y el ingeniero D.
Eduardo Torroja. El edificio es de estructura
de hormigón armado en pórticos de vigas
y soportes organizados sobre una trama
regular que se repite en todos los pabellones. En el edificio el elemento horizontal
de separación entre las aulas está formado
por un forjado de losa de hormigón y vigas
de cuelgue dispuestas transversalmente al
desarrollo del pabellón, con un acabado de
pavimento de terrazo. En la parte inferior el
forjado está guarnecido y enlucido.
Según la documentación del proyecto,
la losa con su acabado de suelo tiene un
espesor de 12 cm y sobre la misma se encuentra ejecutado un pavimento de terrazo
continuo in situ de 2 cm de espesor. Las
medidas de las vigas de cuelgue son 35 cm
de ancho, 40 cm de canto, y la distancia
al eje del entrevigado es de 320 cm. Tanto
la losa como la viga se encuentran acabadas inferiormente con un guarnecido y
enlucido de yeso de 1,5 cm de espesor. La
densidad volumétrica del hormigón armado
utilizado es de 2.500 kg/m3. La masa por
unidad de superficie de la losa es de 300
kg y la de la losa con las vigas de cuelgue
de 410 kg.
En la Tabla 1 se muestran las dimensiones
geométricas de los recintos estudiados que
están situados en diferentes plantas del
edificio. En las aulas donde se han realizado los ensayos acústicos el área de la
superficie horizontal común de separación
es superior a 100 m2 y tienen 6/7 vigas de
cuelgue. También se han realizado ensayos
acústicos entre dos recintos de pequeñas
dimensiones, donde la losa de hormigón
está delimitada entre dos vigas de cuelgue.
En las Figuras 1 y 2 se muestran detalles
constructivos de los elementos horizontales
de separación.
La protección frente al ruido de los forjados proyectados por Eduardo Torroja en la E.T.S. de Arquitectura de la Ciudad Universitaria de Madrid
Protection against noise in concrete slabs designed by Eduardo Torroja in the E.T.S. School of Architecture in the Ciudad Universitaria in Madrid
3. RESULTADOS EXPERIMENTALES
Al ser las dimensiones de los recintos utilizados como aulas mayores que las de los
recintos habituales en los edificios de uso
residencial, en las mediciones acústicas del
aislamiento a ruido aéreo se han utilizado
tres posiciones de fuente sonora, quince
posiciones para las medidas de L1 y L2, 24
posiciones para la medida del tiempo de
reverberación T2. En el caso de la máquina
de impactos se han utilizado 8 posiciones.
El tiempo de promediado de cada medida
ha sido de 30 segundos.
reducción acústica aumenta en más de 7 dB
por cada banda de octava. En la Tabla 2 se
puede comprobar que la desviación típica
de los valores de R´ tiene un valor medio de
2,2 dB y su rango varía entre 1,3 dB y 3,3 dB
en las diferentes bandas de frecuencia central
en tercios de octava.
2. Vista del interior de un aula hace
años, donde se muestran las vigas
de cuelgue.
3. Índice de reducción acústica aparente R´ de los forjados analizados.
4. Nivel de presión sonora de impactos normalizado L’n en los recintos
objeto de ensayo.
A partir de ensayos realizados a lo largo de los
años en diferentes laboratorios europeos, para
elementos de construcción monolíticos la
Norma UNE EN 12354-1(9) proporciona una
ley de masa teórica para calcular el índice
ponderado de reducción acústica ponderado
En las Figuras 3 y 4 se muestran los resultados
experimentales de las mediciones del índice de
reducción acústica aparente R´ y del nivel de
presión sonora de impactos normalizado L’n en
el rango de frecuencias de un tercio de octava
entre 100 Hz y 5000 Hz, así como los valores
globales ponderados de dichas magnitudes
con sus términos de adaptación de espectros.
En la tabla 2, para las aulas se muestran los
valores medios junto con sus desviaciones
típicas, del índice de los parámetros acústicos
R’, L’n y su suma R’ + L’n.
4. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
OBTENIDOS
4.1. Aislamiento a ruido aéreo
Las mediciones acústicas del índice de reducción acústica aparente entre los recintos
muestran que el valor medio del índice
ponderado de reducción acústica aparente
2
3
R ' = L1 − L2 + 10 log
es R´w(C;Ctr) = 53(–1;–5) dB. En la Figura 3
se observa el efecto de coincidencia a bajas
frecuencias, por debajo de la banda de tercio
de octava de frecuencia central 250 Hz y que
el índice de reducción acústica aparente R´
de los diferentes ensayos realizados muestra
valores muy parecidos en todas las bandas
de frecuencia, se comprueba que por encima de la zona de coincidencia el índice de
S
dB
A
[1]
Rw en función de la masa por unidad de área
m´, calculado de los valores en bandas de
A
'
octava Lde
acuerdo con la norma
dB UNE EN ISO
n = Li + 10 log
2
10
717-1, ésta ley es [3]. m
[2]
m'
Rw = 37.5 log(
) − 42 dB , m’ > 150 kg/m2
1 kg / m 2
[3]
[3]
⎛
m' ⎞
⎝ 1 kg / m ⎠
2
⎜⎜
⎟ − K eISSN:
− 2) = 164 − 35
logISSN:
EN 12354
dB , m’
>100 kg/m
[4]
n , w (59-64,
Informes de la Construcción, Vol. 63, L
524,
octubre-diciembre
2011.
0020-0883.
1988-3234.
doi: 10.3989/ic.10.078
2 ⎟
'
4
61
5. Comparación de los índices
de reducción acústica aparentes
promedios y el índice de reducción
acústica teórico, supuesto isótropo el
sistema constructivo losa de hormigón con vigas de cuelgue.
Tabla 2
Valor medio y desviación típica del índice de reducción acústica aparente R´, del nivel de
presión sonora de impactos normalizado L’n y de la suma R´+ L’n
Frecuencia
Hz
R’ , dB
L’n , dB
R’+L’n , dB
Promedio
Desviación
Típica
100
37,6
1,3
62,7
0,6
100,3
4,8
125
38,7
1,4
66,2
1,1
104,9
4,3
160
38,7
1,8
68,7
1
107,4
5,3
200
40,1
2,2
68,4
1,2
108,5
4,2
250
40,8
2,8
67,4
0,1
108,2
3,7
315
44
2,5
68,1
1,3
112
3,2
Promedio
Desviación
Típica
Promedio
Desviación
Típica
400
46,1
2,8
67,8
2,8
113,9
3
500
48,8
3,3
68,1
1,8
116,8
3,1
630
49,8
2,4
69,5
0,1
119,3
2,8
800
53,2
2,6
68,3
0,1
121,5
2,5
1000
57,9
3,3
65,6
0,6
123,5
2,1
1250
60,7
2,6
65,5
0,6
126,1
2,6
1600
63,4
2,1
63
1,1
126,4
3,3
2000
65,6
1,9
61,4
1,5
127
4,2
2500
67,4
1,5
59,9
2,1
127,3
3,9
3150
69,8
1,9
59,3
3,1
129,1
3,3
4000
71,5
1,4
56,8
3
128,3
4,2
5000
69,3
2,4
53,8
2,7
123,1
4,8
Al sustituir en la ecuación anterior se obtienen, para el sistema losa de hormigón con
vigas de cuelgue el valor teórico Rw = 56 dB.
En la Figura 5 se muestran los resultados de
los cálculos teóricos del índice de reducción
acústica (10) para el sistema losa de hormigón
con vigas de cuelgue, estos se han realizado
considerando que la transmisión del sonido
entre los recintos es directa y que el sistema
se puede sustituir por una losa de hormigón
homogénea, considerada delgada, de la
misma masa y espesor 16,4 cm, en este caso
la frecuencia crítica de coincidencia está
alrededor de 114 Hz. La expresión teórica
proporciona un valor Rw = 57 dB. En está
figura se comparan los resultados teóricos con
resultados experimentales promedios del índice de reducción acústica aparente. Se puede
considerar, de manera aproximada, que la
desviación de los valores promedios medidos
respecto a los obtenidos según la teoría está
producida por las transmisiones indirectas del
sonido entre los recintos.
Aunque el sistema losa de hormigón con vigas
de cuelgue es ortotropo, no se ha tenido en
cuenta en los cálculos teóricos, pues las dos
frecuencias críticas de coincidencia aparecen
en las dos primeras bandas de frecuencia, por
lo que no influyen en los resultados globales.
A frecuencias superiores a 3.800 Hz el sistema
constructivo no se puede considerar delgado y
el valor teórico del índice de reducción acústica R, debería ser algo inferior al calculado, al
tener en cuenta las ondas de cizalladura. Por
otra parte, el cálculo del índice ponderado de
reducción acústica Rw de acuerdo con la norma
UNE EN ISO 717-1 se realiza entre 100 Hz y
3.150 Hz.
4.2. Nivel de ruido de impactos
5
62
Las mediciones acústicas del nivel de presión
sonora de impactos normalizado L’n , de cada
uno de los ensayos realizados, representados
en la Figura 3, presentan unas curvas parecidas. El cálculo del nivel de presión acústica
ponderado de impactos normalizado promedio es Lń,w (CI) = 69(–5) dB. En la Tabla 2 se
puede comprobar que la desviación típica de
los valores de L’n tiene un valor medio de 1,4
dB y su rango varía entre 0,1 dB y 3,1 dB en
La protección frente al ruido de los forjados proyectados por Eduardo Torroja en la E.T.S. de Arquitectura de la Ciudad Universitaria de Madrid
S
'
Protection againstRnoise
E.T.S. School of Architecture in the Ciudad Universitaria in Madrid
= Lin−concrete
L + 10slabs
log designed
dB by Eduardo Torroja in the[1]
1
2
A
las diferentes bandas de frecuencia centralA
L'n = Li + 10 log
en tercios de octava.
10 m 2
La norma UNE EN 12354-2 (11) propone un
modelo simplificado para predecir el nivel
normalizado de presión sonora de impactos
m'
normalizado para R
recintos
superpuestos
) − 42
w = 37.5 log(
1 kg / m 2 hoseparados por un elemento horizontal
mogéneo. La ley de masa está dada por [4].
⎛ m'
⎞
⎟−K
L'n , w ( EN 12354 − 2) = 164 − 35 log⎜⎜
2 ⎟
1
/
kg
m
⎝
⎠
de elementos horizontales de separación
dB recintos, la constante
[2]
entre
de reciprocidad es 68. Estos valores son semejantes a
los obtenidos en el caso de forjados con
vigas de hormigón y bovedillas cerámicas
con
un>acabado
dB
, m’
150 kg/m2de terrazo
[3] o parquet (15),
cuya ecuación experimental se muestra en
la ecuación [8].
dB , m’ >100 kg/m2
6. Comparación en bandas de octava,
entre la suma de of Ln + R en laboratorio, Lń +R´ previstos y Lń +R´ medidos.
 f 
L'n + R ' = 66 + 20 log 
 dB
 1 Hz 
[4]
[4]
[8]
Donde K es la corrección, en dB, por la
En la Figura 6 se muestran en bandas de octatransmisión de ruidos de impacto sobre las
va los valores de la suma de Ln + Rn en laboconstrucciones de flancos supuestas homo- f ratorio, ecuación [5], los valores previstos o
R + Ln = 43 + 30 lg
dB
[5]
géneas. En los recintos ensayados, K = 3 dB. (1Hz estimados
según la ecuación [7] y los valores
)
Al sustituir en la ecuación anterior se obtiene
promedios in situ. El ajuste entre los valores
Lń,w = 69 dB . Los valores medidos correlaexperimentales y los previstos es excelente.
cionan muy bien con los R
propuestos
en
el
A partir de la fórmula obtenida
+
L
=
126
±
2
dB
[6] en la ecuación
w
n,w
modelo simplificado de la norma europea.
[7], la Figura 7 muestra, para bandas de octava, la constante de reciprocidad para el índice
S
'
R = LRelación
log eldBíndice
4.3.
de reducción[1]⎛ f de⎞ reducción acústica aparente y el nivel de
1 − L2 + 10entre
⎟ dB acústica de impactos
L'n + R ' = 68 + 20 log⎜⎜ presión
[7] normalizado.
A
acústica aparente y el nivel de presión ⎝ 1 Hz ⎟⎠
sonora de impactos normalizado
'
A
Ln = Lsistemas
dB
i + 10 log constructivos
Para
homogéneos los[2]
10 m 2
aislamientos acústicos a ruido aéreo y a ruido ⎛ f ⎞
⎟ dB
log⎜⎜
L'n +mediante
R ' = 66 + 20
de impactos están relacionados
una
1 Hz ⎟⎠
'
ley de reciprocidad,
de forma que la2 suma ⎝
m
Rw = 37del
.5 log(
) − 42 dB , m’ > 150 kg/m
[3]
índice
de
2 reducción acústica y el nivel
1 kg / m
de presión sonora de impacto normalizado
depende únicamente de la frecuencia, si las
transmisiones
consi⎛ m ' ⎞ forzadas no se tienen en
2
⎟ − K En
log⎜⎜
N 12354 − 2) = 164 − 35deración
dBlaboratorio,
, m’ >100 kg/m
[4]
(12),(13).
la relación
2 ⎟
1
/
kg
m
⎝
⎠ en bandas de frecuencia de
de reciprocidad
tercio de octava sigue la expresión [5].
R + Ln = 43 + 30 lg
f
(1Hz )
dB
[8]
[5][5]
Donde
la frecuencia
central de la banda[6]
R w + Ln , wf es
= 126
± 2 dB
de tercio de octava en Hercios.
Un valor global ponderado
se puede deducir
⎛ f ⎞
'
= 68 + 20 log
L'n +laR ecuación
[7]
de
[5]⎜⎜ (14).⎟⎟ dB
⎝ 1 Hz ⎠
Rw + Ln , w = 126 ± 2 dB
[6]
En la tabla 2 se muestra la suma de los valores
⎛ f ⎞
⎜⎜
⎟⎟ dB
L'n + R ' = 66 + 20 log
experimentales
medidos
in situ del índice[8]
⎝ 1 Hz aparente
⎠
de reducción acústica
y el nivel de
presión sonora de impactos normalizado.
Basados en los datos obtenidos en bandas
de octava de frecuencias centrales entre [125
Hz, 2.000 Hz] la ecuación experimental
obtenida es [7].
 f 
L'n + R ' = 68 + 20 log 
 dB
 1 Hz 
[7]
La suma de R’ y L’ n menos veinte veces
el logaritmo decimal de la frecuencia en
bandas de octava es una constante, llamada
constante de reciprocidad. Para este tipo
5. CONCLUSIONES
6
En este apartado se muestran algunas conclusiones sobre el comportamiento acústico
de los forjados de hormigón armado macizo
fabricado in situ, que fueron de los primeros
que se realizaron en España en la primera mitad
de los años 1930 durante la construcción de la
Ciudad Universitaria de Madrid. En estas fechas
no existía ninguna norma española oficial que
regulara la construcción de los mismos.
Algunas conclusiones sobre el comportamiento acústico de este tipo de forjados son las
siguientes:
Los valores experimentales del índice de
reducción acústica aparente R´ muestran que
63
de coincidencia y que por encima de esta
zona el índice de reducción acústica aparente
aumenta en más de 7 dB por cada banda de
octava. Como es usual, los valores de R’w son
menores que los Rw en aproximadamente 4 dB,
debido a las transmisiones acústicas indirectas.
Las desviaciones típicas de los datos experimentales en las bandas de frecuencia central
en tercios de octava son para R’ de 2,2 dB y
para L’n de 1,4 dB.
7. Constante de reciprocidad versus
el índice de reducción acústica aparente mas el nivel de presión acústica
de impactos normalizado.
7
Los valores experimentales obtenidos de los
parámetros acústicos índice ponderado de reducción acústica aparente R´w y nivel de presión
acústica ponderado de impactos normalizado
Lń,w están bien relacionados con los previstos
por las estimaciones de las características
acústicas de las edificaciones a partir de las características de sus elementos especificadas en
los modelos de cálculo de las normas europeas
UNE EN 12354 partes 1 y 2:2000.
aunque el sistema losa de hormigón con vigas
de cuelgue es ortotropo, su comportamiento
acústico a ruido aéreo se puede explicar de
forma aproximada como el de una losa de
hormigón homogénea equivalente de la misma masa y considerada delgada. En las curvas
del índice de reducción acústica en función de
la frecuencia se observa claramente el efecto
Se ha obtenido una relación experimental
de reciprocidad para la suma de los valores
del índice de reducción acústica aparente y
el nivel de presión sonora de impactos normalizado. Estos valores son semejantes a los
obtenidos en el caso de forjados con vigas
de hormigón y bovedillas cerámicas con un
acabado de terrazo o parquet.
BIBLIOGRAFÍA
(1) Antuña, J.: Las estructuras de edificación de Eduardo Torroja Miret, Madrid, ETSA, UPM 2002
Tesis doctoral.
(2) AA.VV.: Informes de la construcción, nº 137, 1962. CSIC. Madrid. España.
(3) AA.VV.: La obra de Eduardo Torroja, Instituto de España, 1977.
(4) Torroja, J. A.: “La Vigencia de un Legado”, pp. 79-93. Universidad Politécnica de Valencia.
Valencia, 2002.
(5) UNE EN ISO 140-4, Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of building elements - Part 4: Field measurements of airborne sound insulation between rooms (ISO
140-4: 1998).
(6) UNE EN ISO 140-7, Acoustics - Measurement of sound insulation in buildings and of building
elements - Part 7: Field measurements of impact insulation of floors. (ISO 140-7: 1998).
(7) UNE EN ISO 717-1, Acoustics - Rating of sound insulation in buildings and of building elements.
Part 1: Airborne sound insulation (ISO 717-1:1996). EN ISO 717-1. Amended 1: Rounding rules
related to single number ratings and single number quantities. 2006. (ISO 717-1:1996/AM1:2006).
(8) UNE EN ISO 717-2: 1996, Acoustics - Rating of sound insulation in buildings and of building
elements. Part 2: Impact sound insulation (ISO 717-2:1996). EN ISO 717-2: Amended 1:2006
(ISO 717-2:1996/AM 1:2006).
(9) UNE EN 12354-1, Building Acoustics, Estimation of acoustic performance of buildings from the
performance of elements, Part 1: Airborne sound insulation between rooms, CEN, Brussels, 2000.
(10) Ver, I.; Beranek, L.: Noise and Vibration Control Engineering. John Wiley&Sons, Inc, 2006.
(11) UNE EN 12354-2, Building Acoustics, Estimation of acoustic performance of buildings from
the performance of elements, Part 2: Impact sound insulation between rooms, Brussels, 2000.
(12) Heckl, M., Rathe, E. J.: Relationship between the transmission loss and the impact noise insulation of floor structures. JASA 1963, 35: 1825-1830.
(13) Cremer, L., Heckl, M.: Structure Borne Sound, 2nd edition, Berlin, Springer Verlag, 1988.
(14) Gerretsen, E.: Calculation of airborne and sound insulation between dwellings. Applied
Acoustics. 1985, 19: 245-264.
(15) Díaz, C.; Pedrero, A.: Field measurements of Airborne and Impact Sound Insulation Between
Rooms, One on Top of the Other, with Beam and Pot Floor Structures. Acta Acustica United
with Acustica, vol. 90 (2004), 982-986.
***
64
Vol. 63, 524, 65-74,
abril-junio 2011
ISSN: 0020-0883
eISSN: 1988-3234
doi: 10.3989/ic.10.043
Propuesta para la integración de criterios
sostenibles en los proyectos de ingeniería civil:
un caso práctico
Proposal for the integration of sustainability criteria in civil
engineering projects: a case study
G. Fernández-Sánchez(*), F. Rodríguez-López(*)
RESUMEN
SUMMARY
Se propone en este artículo un sistema de indicadores para la evaluación de la sostenibilidad en
los proyectos de infraestructuras lineales desde
etapas iniciales (estudio previo de soluciones)
para permitir la clasificación de las distintas alternativas según su impacto sobre el medio ambiente, la sociedad y la economía, y lograr así la
selección de la solución considerada como más
sostenible. Se realiza un breve estudio del estado del conocimiento relativo a la construcción
sostenible a nivel internacional y, de acuerdo a
las iniciativas existentes, se propone la evaluación de la sostenibilidad de los proyectos de infraestructuras mediante criterios e indicadores.
Se aplica este sistema de indicadores a un caso
de estudio de una autovía española mediante un
análisis multicriterio, de manera que se identifican las limitaciones existentes para la aplicación
de criterios sostenibles desde etapas tempranas
considerando el ciclo de vida del proyecto, se
propone el control y seguimiento de estos indicadores en fases posteriores, así como se sugiere
la posible aplicación en la certificación de proyectos.
In this paper an indicator system is proposed for
assessing sustainability in linear infrastructure
projects from early stages (previous analysis of
alternatives) to allow classification of the different
alternatives according to their impact on the
environment, society and economy, and thus
to select the most sustainable alternative. It is
developed a brief study of the state of knowledge
on sustainable construction worldwide and,
according to existing initiatives, it is proposed
the sustainability assessment of infrastructure
projects using a set of criteria and indicators.
The indicator system is also applied to a case
study, a Spanish highway, through a multi-criteria
analysis, to identify existing constraints to the
implementation of sustainability criteria from
early stages considering the project life cycle,
taking into account the interest of controlling and
monitoring the indicator valuation in later stages
and their possible application in the comparison
between projects.
113-112
Palabras clave: sostenibilidad, ingeniería civil,
construcción sostenible, indicadores, toma de
decisiones
(*) Keywords: sustainability, civil engineering, sustainable construction, indicators, decision-making
Universidad Politécnica de Madrid. Madrid, (España)
Persona de Contacto/Coresponding author: [email protected] (G. Fernández-Sánchez)
1. INTRODUCCIÓN
La aplicación inicial de los criterios sostenibles tuvo lugar a escala municipal en la
Cumbre de la Tierra de 1992 en Río de Janeiro
donde aparece la Agenda 21 y se propone el
uso de indicadores para la evaluación, control y vigilancia de las tres dimensiones del
desarrollo sostenible.
“Indicators of sustainable development need
to be developed to provide solid bases for
decision-making at all levels and to contribute
to a self-regulating sustainability of integrated
environment and development systems” (1).
Posteriormente, el desarrollo sostenible ha ido
inundando todas las actividades humanas,
incluyendo la construcción. En 1994 apareció
por primera vez el concepto de “construcción
sostenible” aplicado fundamentalmente al
sector de la edificación y, mínimamente, a
la ingeniería civil. Comienzan a surgir así
nuevos requisitos relacionados con los pilares
del desarrollo sostenible (medio ambiente,
sociedad y economía) añadidos a los objetivos
específicos de los proyectos de construcción
(coste, plazo y calidad). Aparece, por tanto, la
necesidad de nuevas técnicas y herramientas
de gestión que permitan una correcta toma
de decisiones desde la etapa de diseño del
proyecto hasta su construcción, explotación
y mantenimiento considerando su posible
deconstrucción, rehabilitación o demolición,
pasada su vida útil.
Probablemente no existe un sector con mayor potencial de contribución al desarrollo
sostenible que la construcción; el problema
radica en la amplitud del sector y en que
existen numerosos actores en el ciclo de vida
del proyecto (2). Se estima que, aproximadamente, la construcción emplea la mitad
de los recursos que el hombre consume de
la naturaleza, se considera que el 25% de
los residuos generados en el mundo son
residuos de construcción y demolición (3) y
que más del 70% de la energía mundial se
mueve alrededor de este sector (4). Es necesario por tanto un equilibro a mayor escala
teniendo en cuenta los impactos producidos
por la construcción en su entorno, buscando
principalmente: la aplicación del Análisis del
Ciclo de Vida (ACV) de las infraestructuras y
los proyectos, no considerando únicamente
la fase de construcción o explotación; aplicar
criterios de sostenibilidad desde la fase de planificación y diseño, mediante la colaboración
interdisciplinar de todos los actores presentes
en el proyecto; y dar especial importancia al
entorno social, económico y medioambiental
afectado. El problema que surge ahora es
cómo aplicar un concepto tan abierto y complejo en un sector tan técnico donde prima la
calidad, el coste y el plazo, además de, por
66
supuesto, los requisitos técnicos, del promotor
y de cada contexto particular.
2. ANTECEDENTES
La gran variedad de campos en los que interviene el ingeniero de caminos hace que
se disponga de una gran oportunidad para
aplicar criterios de construcción sostenible
a sus proyectos, y de éste modo reducir los
impactos sobre el medio ambiente a la vez
que se proporciona un estado de igualdad,
confort y calidad de vida tanto social como
económica sin mermar la capacidad de los
ecosistemas.
En el campo de la edificación existen numerosas aproximaciones hacia la sostenibilidad,
mientras que en los proyectos de infraestructuras su aplicación está resultando mucho más
lenta y el uso de criterios sostenibles se basa
casi exclusivamente en manuales de buenas
prácticas con el entorno.
Según la organización CRISP –Construction
and City Related Sustainability Indicators– (5)
estos nuevos objetivos sostenibles pueden ser
aplicados a la edificación mediante un sistema
de indicadores, al igual que ocurría a escala
municipal, por las siguientes razones:
•La toma de decisiones en los proyectos de
edificación han de ser tomadas en las etapas
previas (planificación y diseño) y para ello
se necesitan herramientas que permitan
calificar el edificio en las diferentes dimensiones de la sostenibilidad.
•La complejidad inherente al concepto de
sostenibilidad hace que unos indicadores
sencillos simplifiquen el problema de un
modo lo más objetivo posible de modo que
se pueda estudiar fácilmente el impacto
(positivo y negativo) que tendrá el edificio
sobre el entorno en el ciclo de vida.
•Los indicadores analizan el edificio mediante criterios que evaluarán los objetivos
sostenibles que se quieren alcanzar en las
diferentes fases y permite que desde etapas
iniciales se pueda gestionar correctamente
un proyecto.
De hecho, la aplicación e integración más
común del concepto sostenible en la edificación se ha hecho mediante indicadores. Se ha
realizado una búsqueda de las herramientas
existentes de evaluación de la sostenibilidad de edificios que trabajan por medio de
sistemas de indicadores en todo el mundo,
obteniendo un total de 74 sistemas de indicadores de edificación (6). De éstas, las más
empleadas y conocidas son actualmente LEED
(Leadership in Energy and Environmental Design) certificación sostenible gestionada por
el USGBC (United States of Green Building
Council) basada en una lista de control y que
Informes de la Construcción, Vol. 63, 524, 65-74, abril-junio 2011. ISSN: 0020-0883. eISSN: 1988-3234. doi: 10.3989/ic.10.043
Propuesta para la integración de criterios sostenibles en los proyectos de ingeniería civil: un caso práctico
Proposal for the integration of sustainability criteria in civil engineering projects: a case study
dispone ya de 500 proyectos certificados y
más de 5.400 proyectos registrados con el fin
de certificarse en más de 26 países del mundo
(4); SBTool (Sustainable Building Tool 2007)
con su aplicación a España denominada
VERDE, se basa en criterios-indicadores y es
promovida por iiSBE (International Iniciative
for a Sustainable Built Environment) en un
proyecto que involucró a más de 25 países
desde 1998 y que permite que grupos nacionales particularicen la herramienta a las
condiciones nacionales (7); BREEAM (Building Research Establishment Environmental
Assessment Method) originario del Reino
Unido y gestionado por BRE, es el sistema
de análisis medioambiental más antiguo que
existe y, al igual que LEED, se basa en una
lista de control; o CASBEE (Comprehensive
Assessment System for Building Environmental
Efficiency) originario de Japón que comenzó
en 2001 y basado en la valoración de impactos utilizando el concepto de eco-eficiencia
(relación entre calidad del servicio y cargas
ambientales). Actualmente, dos proyectos
de investigación buscan la homogeneización de tantos sistemas de evaluación de la
sostenibilidad en el sector de la edificación.
Por un lado se encuentra LEnSE (Label for Environmental, Social and Economic Buildings)
del Sexto Programa Marco de Investigación
Europeo finalizado en diciembre de 2007; y
por otro, el sello de evaluación sostenible que
el World Council of Civil Engineers (WCCE)
está llevando a cabo.
Sin embargo, la ingeniería civil no ha experimentado un desarrollo o aplicación notable
de criterios sostenibles en sus proyectos. La
explicación puede encontrarse en la amplia
percepción social que se supone tiene la
edificación, mientras que en las infraestructuras la existencia de herramientas como la
Evaluación de Impacto Ambiental (EIA) y la
reciente Evaluación Ambiental Estratégica
(EAE) hace que aparezcan como alternativas
a las aproximaciones de evaluación de la
sostenibilidad (8-9). Sin embargo, con estos
modelos se están dejando de lado los pilares
sociales y económicos. Como se consensuó
en las conclusiones del V Congreso Nacional
de la Ingeniería Civil “Desarrollo y Sostenibilidad en el Marco de la Ingeniería” (10), era
precisa una concienciación sobre la necesidad de aplicar los criterios sostenibles en
todas las actividades de la sociedad, incluidas
las relativas a los proyectos de infraestructuras.
En esta misma línea se está trabajando en el
actual Grupo de Trabajo “Infraestructuras,
Transporte y Sostenibilidad” del Conama 10.
En los últimos años han comenzado a surgir
modelos de evaluación sostenible basados
en sistemas de indicadores para los proyectos
de ingeniería civil, como el sistema SUSAIP,
SUStainability Appraisal in Infrastructure
Projects (11) aplicable a puentes y viaductos;
el modelo TSI, Technical Sustainability Index,
propuesto por Dasgupta y Tam (12) para su
aplicación en proyectos de infraestructuras
en Canadá, especialmente infraestructuras
eléctricas; sucesivas aplicaciones del sistema
LEED de edificios a los proyectos de carreteras
en EEUU (13, 14) con las complicaciones que
esto conlleva; o el nuevo ICES (Índice de Contribución de las Estructuras a la Sostenibilidad)
de la Instrucción EHE española (15) válido
para la evaluación de estructuras de hormigón
en edificación y obra civil. En esta tipología
de proyectos ha surgido también en el Reino
Unido, fruto de la colaboración entre Institution of Civil Engineers (ICE) y el Departamento
de Medioambiente, Transporte y las Regiones
del Reino Unido un modelo de evaluación
sostenible (CEEQual) basado en una lista de
control de doce dimensiones relacionadas
con los pilares social y ambiental, y aplicado
recientemente a las obras geotécnicas y de
terraplenado del ferrocarril de Londres (16).
Se debe destacar, además, la existencia del
Comité Técnico ISO/TC 59/SC 17 Building
Construction/Sustainability in building construction, dedicado a la construcción en general
y estructurado en cinco grupos de trabajo, el
último de los cuales se dedica a los proyectos
de ingeniería civil de una manera específica.
En el año 2009 se encontraba desarrollando
criterios de sostenibilidad para alguno de los
proyectos de ingeniería civil, concretamente
para la tipología de presas con el borrador
“Sustainability indicators for dams”, todavía en
etapas muy tempranas y presentado en España
el 30 de marzo de 2009. Este grupo de trabajo,
será en un futuro cercano un auténtico referente
en la temática que aquí se expone.
Con las distintas aproximaciones existentes
hacia un modelo de evaluación sostenible,
la construcción sostenible busca fundamentalmente los siguientes objetivos:
•Minimizar los recursos utilizados (materiales,
agua y energía) mediante una correcta gestión
de materias primas, reutilización y reciclaje.
•Minimizar los residuos generados fundamentada en la gestión de residuos: materiales reutilizables, reciclables y/o valorables
energéticamente.
•Minimizar el impacto de las emisiones directas e indirectas al agua, a la atmósfera
y a la tierra, con una especial importancia
de las emisiones de Gases Efecto Invernadero (GEI) y su relación con el cambio
climático.
•Innovar y usar energías renovables y materiales de bajo impacto ambiental.
•Analizar y minimizar los impactos sobre el
entorno social, no solo sobre los usuarios
directos del proyecto sino también los
usuarios indirectos. Accesibilidad.
67
1. Metodología propuesta.
1
•Estudiar la relación coste/beneficio de las
infraestructuras en su ciclo de vida, tratando de que el valor sea el menor posible
(mayor beneficio y menor coste).
•Disminuir el coste en el ciclo de vida del
proyecto (Coste en el Ciclo de Vida).
•Aumentar la funcionalidad y la flexibilidad
del proyecto para futuros cambios o modificaciones.
•Minimizar el impacto sobre la biodiversidad y el entorno medioambiental.
Y en búsqueda de estos objetivos se necesitan
modelos prácticos y sencillos que permitan
su aplicación a los estudios previos de soluciones o anteproyectos para la selección de
las alternativas más sostenibles, así como de
índices que engloben la sostenibilidad de
un proyecto de construcción para su posible
certificación, como se hace actualmente en
la edificación.
Parece claro pues que el modelo de evaluación sostenible a aplicar en los proyectos
de ingeniería civil como ayuda para la toma
de decisiones, aprovechando las lecciones
aprendidas de otros sectores tanto a nivel
local en los municipios como en el sector
de la edificación, es sensato llevarlo a cabo
mediante indicadores de sostenibilidad que
permitan el análisis de los objetivos sostenibles por separado, marcar tendencias y
lograr un control y monitorización sobre
dichos objetivos en el tiempo.
3. OBJETIVOS Y METODOLOGÍA
El objetivo principal de este artículo es la
propuesta de un sistema de indicadores de
sostenibilidad, con un modo de evaluación
de cada criterio (cualitativa y/o cuantitativamente) y su integración en los proyectos de
infraestructuras lineales donde no existen
iniciativas para la evaluación de la sostenibilidad, proponiendo su integración desde las
fases iniciales del proyecto.
Así, la metodología propuesta para la creación de un sistema de indicadores de sostenibilidad y su posterior aplicación a los proyectos de infraestructuras aparece reflejada en el
siguiente esquema (Figura 1). Se comenzará
con una identificación y selección de indi68
cadores concediendo especial importancia a
la participación de todos los agentes involucrados en los proyectos de infraestructuras,
asignando a cada criterio y dimensión un
peso de modo orientativo (modificables según
el promotor o administración), y se proponen sistemas de evaluación de los distintos
indicadores tanto a nivel individual (criterio
a criterio) como conjuntamente. Por último,
se aplica a un caso de estudio en las etapas
iniciales (estudio previo de soluciones) y una
discusión y conclusiones de la propuesta.
4. SISTEMA DE INDICADORES DE
SOSTENIBILIDAD PROPUESTO
Partiendo de la metodología sugerida en el
apartado anterior y tomando como hipótesis
la consideración de la sostenibilidad como
una oportunidad de mejora para el proyecto
(riesgo positivo), se han aplicado los estándares de gestión de riesgos y oportunidades con
objeto de lograr una identificación y selección
de indicadores válidos para la evaluación de la
sostenibilidad en el ámbito de las infraestructuras lineales en España desde las etapas iniciales
(17). Estos indicadores han sido seleccionados
mediante ocho técnicas de identificación de
oportunidades (revisión de la documentación,
legislación nacional, encuestas, entrevistas,
reunión de expertos, técnicas de diagramación, listas de control y comparación con otras
áreas similares), primando la participación
de todos los involucrados en un proyecto de
infraestructuras: la administración-promotor,
los centros de investigación y universidades,
las ingenierías y consultoras, los fabricantes y
distribuidores, las constructoras, los usuarios,
las empresas de mantenimiento y explotación,
los ecologistas, los expertos en evaluaciones
de impacto ambiental y, por último, distintos
organismos dedicados activamente a las aplicaciones prácticas de la sostenibilidad, como
el Observatorio de la Sostenibilidad en España
(OSE) y el Observatorio de la Aviación Sostenible (OBSA). El objetivo principal en la identificación de estos indicadores de sostenibilidad
ha sido el intento de gestión multidisciplinar de
la sostenibilidad para lograr un consenso en la
selección definitiva del sistema de indicadores.
Tras una identificación inicial de, aproximadamente, 400 indicadores potencialmente
aplicables, se procedió a una agrupación de
los mismos siguiendo el estándar ISO 219291 (18) determinando un total de 60 macroindicadores. El conjunto final de indicadores
quedó cerrado reuniendo a un pequeño panel
de expertos multidisciplinar donde se trató de
lograr un consenso mediante la aplicación
del modelo AHP (Analytic Hierarchy Process)
comparando por pares las variables identificadas. La Tabla 1 muestra la propuesta de los
30 indicadores finalmente seleccionados con
la ponderación resultado de la aplicación del
método AHP. Lógicamente, esta ponderación
será siempre variable por el centro decisor
que maneje el proyecto en cada momento
de acuerdo a las preferencias y al contexto
dado, siendo estos pesos una guía útil para su
ponderación. De hecho, es posible que uno
de los indicadores sea seleccionado como de
obligado cumplimiento, mientras que otros se
desestimen o se consideren inoportunos según
el caso que se trate.
Las diferentes alternativas existentes en un
anteproyecto de una infraestructura lineal se
pueden evaluar ahora atendiendo al sistema
de indicadores propuesto para la selección de
la mejor solución desde el punto de vista de la
sostenibilidad integral del proyecto. El modelo
que se propone es un análisis multicriterio
MCDA (Multi Criteria Decision Aid), con las
variables de sostenibilidad mostradas en la
Tabla 1, que permita discernir las soluciones
más sostenibles entre aquellas existentes y
la posible creación de nuevos escenarios o
soluciones que optimicen alguno o varios de
estos indicadores. Igualmente, el sistema de
indicadores puede ser utilizado para optimizar la alternativa finalmente escogida con el
objetivo de certificar el grado de sostenibilidad
alcanzado de un proyecto de construcción
y aportar un valor adicional al proyecto. En
la siguiente figura (Figura 2) se muestran las
dos posibles aplicaciones de este modelo
de gestión sostenible para los proyectos de
infraestructuras.
Según este esquema, se propone la utilización del sistema de indicadores propuesto
desde la fase inicial de un proyecto (estudio
previo) para analizar las distintas alternativas
existentes según sus materiales empleados,
la gestión de residuos propuesta, las posibilidades de trazados, los costes en el ciclo de
vida, los consumos, los diferentes diseños e
incluso la generación de nuevas alternativas
atendiendo a las variables de sostenibilidad
mencionadas. Las posibilidades de evaluación del proyecto son de tipo cualitativo y de
tipo cuantitativo. Lógicamente, parece más
fiable, segura y técnica la segunda opción.
Existe una gran controversia entre la valoración
cualitativa o cuantitativa de los indicadores de
sostenibilidad en general. Autores como Bell
y Morse (19) sostienen y discuten la ventaja
de tomar un enfoque holístico y cualitativo
mejor que el esfuerzo de tomar medidas de
una manera cuantitativa y estricta. Aguado
(20) llega a ejemplificar cómo las opiniones
de expertos mediante un análisis cualitativo
(opinión de expertos usando el modelo AHP)
pueden aportar valores muy próximos a los
valores cuantitativos sin la necesidad de
tomar medidas y valores exactos. En el caso
de un indicador indiscutible como es el de
emisiones de Gases Efecto Invernadero (GEI
ó CO2eq), se está tratando de desarrollar en
Tabla 1
Sistema de indicadores propuesto para la ayuda a la toma de decisiones en
los proyectos de infraestructuras lineales en España desarrollado a partir de
Fernández-Sánchez y Rodríguez-López (17)
Dimensiones
Medioambiente
Sociedad
Economía
Macro-indicadores
Peso
Gestión de residuos
Huella ecológica
Emisiones de CO2eq
Consumo de materiales
Protección del recurso agua
Efecto barrera
Protección de la biodiversidad
Gestión medioambiental
Valor ecológico del suelo
Contaminación sonora – Ruido
Seguridad y Salud
Necesidad social y urgencia del proyecto
Interés general y social del proyecto
Gestión de riesgos ante desastres (inundaciones, terremotos)
Participación pública
Accesibilidad para la biodiversidad
humana
Respeto a las costumbres locales
Uso de materiales regionales
Impacto visual
Funcionalidad y flexibilidad
Consumo energético
Coste en el Ciclo de Vida (LCC)
Uso de energías renovables
Relación coste / beneficio
Adaptación y vulnerabilidad al cambio
climático y ambiental
Diseño para el desmontaje (DfD)
Gestión del proyecto y gestión
estratégica
Elementos innovadores
Gastos ocasionados a los usuarios
Incremento del valor económico
del entorno
4,96%
4,78%
4,72%
4,22%
3,45%
3,00%
2,75%
2,45%
2,43%
2,26%
4,68%
4,58%
3,60%
varias investigaciones modelos para cuantificar la huella de carbono de los proyectos de
construcción con una aproximación de ciclo
de vida. Del mismo modo ocurre con el resto
de indicadores seleccionados en el sistema
propuesto como el consumo energético en el
ciclo de vida, el cálculo de la huella ecológica,
el análisis del coste en el ciclo de vida, etc.
Peso
Dimensiones
35,02%
3,45%
3,15%
31,00%
2,75%
2,60%
2,13%
2,13%
1,93%
5,32%
4,52%
4,19%
3,94%
3,34%
3,26%
33,98%
2,89%
2,49%
2,30%
1,73%
2. Propuesta para la toma de decisiones y la certificación según los objetivos de la construcción sostenible.
2
69
70
0,35
0,31
Sociedad
Peso
Medio Ambiente
Pilares
0,021
0,021
Construcción y
Explotación Ciclo de Vida
Planificación y
Diseño
Diseño y Construcción
Construcción y
Mantenimiento
Construcción y
Explotación - Encuestas y coordinación con planes estratégicos Opinión de Expertos / Proyecto integrado en Plan
y declaración de interés general
- Administración Opinión de expertos / Evaluación de los riesgos
- Nº Propuestas sociales implementadas / nº pro- Opinión de Expertos / Propuestas integradas finalpuestas sugeridas
mente y medidas para informar y hacer partícipe
- Información pública (web)
a la sociedad
Opinión de Expertos / Valoración de accesos
Opinión de Expertos / Valoración del Patrimonio
Afectado
Cálculo del % materiales regionales empleados
según mediciones
- Valoración expertos
- Plan de emergencia
- Accesos a la infraestructura y pérdidas de funcionalidad en entornos urbanos
Cualitativo
Interés general y social del proyecto
- Estudios del entorno y del patrimonio cultural
e histórico
- % del presupuesto PCA total
- Valoración d e expertos
- Capacidad de modificación del proyecto – Valoración
Cualitativo
Cualitativo
Cuantitativo
Cualitativo
Cualitativo
Accesibilidad
Respeto a la cultura, costumbres y
estética del lugar
Impacto visual
Cualitativo / Cuantitativo
Planificación y
Diseño
Opinión de Expertos / Opinión General – encuestas
- Encuestas entorno social
Cualitativo
Necesidad de la obra
Participación pública y control sobre
el proyecto
Planificación y
Diseño Opinión de Expertos / Cálculo del % Presupuesto
de SyS y análisis de riesgos de accidentes en
explotación
-Rango de 1-2 % media presupuesto de SyS-
- % Presupuesto en Seguridad y Salud (Construcción)
- Evaluación de la Autoprotección del proyecto e
índices de peligrosidad
Seguridad y Salud (CV)
Construcción y
Explotación
Opinión de expertos / Mediciones de ruido
inmediaciones
- dB entorno infraestructura
- Medidas
Ruido / Contaminación acústica
Gestión de riesgos ante desastres
Construcción y
Explotación
Opinión de expertos / Valorización superficies
afectadas
- ha o km2 afectados
- Valor fracciones afectadas
Opinión de Expertos / Flexibilidad ante cambios
Opinión de Expertos / Adecuación al entorno Ciclo de Vida
Construcción y
Explotación Ciclo de vida 0,019
0,026
0,027
0,031
0,035
0,036
0,046
0,047
0,023
0,024
0,024
0,027
- Nº de Sistemas de gestión medioambiental
Opinión de expertos / Existencia de Gestión
ambiental de los actores involucrados (EMAS-ISO
14001)
Construcción y
Explotación Opinión de expertos / Especies afectadas y
medidas
Construcción y
explotación Opinión de expertos / Nº pasos
- Medidas preventivas y correctoras
0,030
0,035
Construcción y
explotación Protección de la biodiversidad
Opinión de expertos / Nº medidas protección - Nº. pasos subterráneos o superiores para fauna
- Nº de pasos de fauna pre existentes
- Medidas para la protección del agua
- Valoración de expertos
0,047
0,042
Ciclo de Vida
Construcción y
mantenimiento
Cálculo según mediciones
Cálculo de las emisiones GEI
0,048
Ciclo de Vida Construcción
Cálculo de la Huella Ecológica mediante herramientas existentes
0,050
Pesos de los
criterios
Ciclo de Vida Construcción
Etapas consideradas
De acuerdo a las mediciones del proyecto
Modo de cálculo
Efecto barrera del proyecto
- t CO2eq
- Cantidad de materiales por partidas (t, m3, m2)
Cuantitativo
Cuantitativo
Emisiones de CO2eq
- ha
Cuantitativo
Huella ecológica
- % reciclados; % reutilizados; % vertedero;
- Equilibrio desmonte-terraplén
Micro-Indicadores (Uds.)
Cuantitativo
Medición
Macro-Indicadores
Tabla 2
Macroindicadores y microindicadores a tener en cuenta en la evaluación de sostenibilidad de un proyecto de infraestructuras lineales
Explotación
Opinión de expertos / Valoración del impacto
económico del proyecto en el entorno
- Estimaciones del valor del entorno tras el proyecto
Incremento esperado del valor económico del entorno
0,017
Explotación Coste para el usuario - Estudios de movilidad
- Precio de uso de la infr.
- Ampliación-reducción de tiempos de desplaz.
usuario
Gastos ocasionados a los usuarios
0,023
0,025
Ciclo de Vida - Nº medidas innovadoras
- I+D+i de los actores participantes
Innovación en el proyecto
Opinión de expertos / Investigaciones realizadas
por los participantes y aplicaciones al proyecto 0,029
Planificación y
Diseño Opinión de Expertos / Cumplimiento de los
objetivos del plan
- Inclusión y adecuación a plan estratégico – Valoraciones
Cualitativo
Gobernabilidad, gestión del proyecto y gestión estratégica
Diseño y Construcción Opinión de Expertos / Participación de actores
con experiencia en el desmontaje o mantenimiento
Cualitativo
Diseño para el desmontaje (DfD)
0,34
- Análisis del entorno
- Nº Medidas
Cualitativo
Adaptación y vulnerabilidad al
cambio climático
Economía
- Análisis coste / beneficio
Cuantitativo
Relación Coste / Beneficio
- Nº medidas y actores expertos en desmontaje
0,033
0,033
- % de MJ totales
Cuantitativo
Explotación -€
Cuantitativo
Life Cycle Cost
Opinión de Expertos / Realización de escenarios
según zonas potencialmente afectadas por cambio climático (IPCC) o ambiental (MA)
0,039
Ciclo de Vida - MJ
Cuantitativo
Consumo energético
Realización de análisis coste - beneficio social en
el proyecto
Ciclo de Vida
Cálculo de la energía renovable empleada en
ciclo de vida (%)
0,042
Ciclo de Vida
Cálculo del coste en construcción, explotación y
mantenimiento
0,045
Ciclo de Vida
Cálculo del consumo energético en el ciclo de
vida
0,053
tapas consideradas
Modo de cálculo
Micro-Indicadores (Uds.)
Medición
Macro-Indicadores
Peso
Pilares
Tabla 2 (Cont.)
Macroindicadores y microindicadores a tener en cuenta en la evaluación de sostenibilidad de un proyecto de infraestructuras lineales
esos de los
criterios
Si bien estos estudios son muy positivos para
lograr herramientas precisas y que permiten
cuantificar con diferentes fiabilidades los
valores totales de cada indicador (análisis
cuantitativo), el esfuerzo para su evaluación y
cuantificación parece que resulta muy costoso
en términos económicos y de tiempo. Por ello,
consideramos que en las etapas previas de un
proyecto de infraestructuras, en los casos de
toma de decisiones entre distintas alternativas,
puede resultar mucho más sencillo un análisis
cualitativo o cuantitativo basado en datos estimados (predimensionamiento) que permita
una rápida aproximación a la situación de cada
solución desde el punto de vista de la sostenibilidad. Sin embargo, sí que consideramos
necesaria la cuantificación de cada una de las
variables en la fase final del proyecto donde lo
que se busca es la optimización posible de la
solución escogida y su posible certificación,
aunque de momento es un proceso que debe
tomar su tiempo no sólo para cuantificar cada
variable sino también para lograr establecer
unos parámetros y unos límites entre lo mínimo
aceptable y lo máximo admisible.
Para lograr un mayor desarrollo de los 30
macro-indicadores expuestos, se desglosa a
continuación (Tabla 2) los micro-indicadores
incluidos en cada una de las variables que
deben ser tenidos en cuenta. El análisis multicriterio de estas variables puede desarrollarse
de manera integral para todos los criterios
propuestos o bien, realizarlo por pilares de
sostenibilidad, dimensiones o impactos. Es
aquí donde mayor incertidumbre tiene lugar,
pues se suman las mediciones de todos los
indicadores con unidades distintas (toneladas, m3 o valoración de expertos), y se integran en uno o varios índices de sostenibilidad
que obliga a normalizar cada criterio en un
rango lógico.
5. CASO PRÁCTICO
Este sistema de indicadores se ha aplicado a
un caso de estudio de una autovía mediante
el análisis de un estudio previo de soluciones,
pues es aquí donde se considera que existe
una mayor flexibilidad en el proyecto, los
cambios resultan menos costosos y la capacidad de aportación por parte de los distintos
actores es más alta. De este modo, el caso
escogido es la Autovía Medinaceli-Soria en
las dos fases del estudio informativo. El trazado de la carretera se divide en cuatro tramos.
Los tres primeros disponen de las siguientes
alternativas:
• Alternativa 1, con una longitud de 65.079
metros, como nueva construcción de autovía siguiendo un corredor predefinido.
• Alternativa 2, con una longitud de 65.554
metros también como autovía de nueva
construcción.
71
3. Resultados de aplicación del
Sistema de Indicadores de Sostenibilidad propuesto al caso práctico seleccionado por tramos y alternativas.
• Alternativa 3, con la idea de reutilizar la
actual N-111 y proceder a su duplicación
de calzada. Esta alternativa sigue el mismo
corredor que la alternativa 1.
En el tramo IV, como acceso final a Soria, se
propone tanto el acceso directo al sur de Soria
como la unión con la autovía preexistente
A-800.
La aplicación del sistema de indicadores de
sostenibilidad propuesto se ha realizado de
acuerdo a las mediciones y los datos aportados
en el estudio informativo, en general predimensionados y estimados, así como la valoración
emitida por los autores en el proyecto en la
valoración de los criterios cualitativos. Todas
las valoraciones de cada indicador han sido
normalizadas en un rango de 0 a1 como suele
ser habitual en España (21), de manera que sea
posible la aplicación de un análisis multicriterio
y así obtener un índice de sostenibilidad tanto
global (del conjunto de indicadores) como
parcial (de cada dimensión: medioambiental,
social y económica). El análisis multicriterio se
ha realizado siguiendo el algoritmo Pres (22,
23) basado en la comparación por pares de
alternativas para cada criterio según la dominación de una solución frente al resto de acuerdo
a los valores normalizados y su peso relativo.
Además de alguna complejidad encontrada
a la hora de aplicar el sistema de indicadores
propuesto al proyecto caso de estudio, que se
comentará en el apartado de conclusiones, se
muestran a continuación los resultados obtenidos para cada tramo y alternativa según las
dimensiones del desarrollo sostenible en un
diagrama de araña así como definiendo cada
alternativa con un índice de sostenibilidad
obtenido en cada tramo (Figura 3).
3
De este modo, se pueden obtener aquellas
soluciones más sostenibles desde el punto
de vista de los criterios seleccionados. En el
primer tramo, la alternativa 3 (duplicación de
calzada) es claramente superior tanto en el
índice de sostenibilidad (I3 = 4,425) como en
las dimensiones medioambiental, social y eco72
nómica. Lo mismo sucede en el tramo IV donde
la primera alternativa destaca sobre la segunda
(A-800). Sin embargo, en el resto de tramos las
alternativas varían según a qué criterios se de
mayor importancia. El tramo II resulta un caso
particular donde las diferentes alternativas
tienen una mayor valoración según se atienda
a la dimensión medioambiental, económica
o social. Según la asignación de pesos aquí
propuesta, los índices de sostenibilidad de las
alternativas analizadas resultan muy similares
aunque con diferentes valores que permitirían
la selección de alternativas según estos criterios.
En estos casos, el centro decisor podrá estudiar
en profundidad cuales son aquellos indicadores
o dimensiones que tienen mayor importancia
en el proyecto o aceptar la valoración obtenida
mediante esta propuesta.
Como se muestra en la Tabla 3, no se han podido
evaluar todas las etapas de los indicadores en el
ciclo de vida del proyecto debido en ocasiones a
la falta de información en el estudio centrándose
en los aspectos de la fase de construcción y
ejecución, así como por la falta de datos o herramientas científicas que permitan una estimación
y valoración de los distintos indicadores en el
ciclo de vida de la infraestructura. Aparecen
sombreadas aquellas fases que han podido ser
estimadas de cada indicador.
6. CONCLUSIONES
Actualmente, el reto más importante de la sostenibilidad es la interiorización de la necesidad
de un reequilibrio entre el entorno y la actividad
que realizamos en él. En la ingeniería civil, este
nuevo equilibro puede lograrse mediante la
adopción de un sistema fácilmente aplicable y
flexible desde las primeras fases del proyecto,
de manera que desde la generación y selección
de alternativas se permita la integración de indicadores con el fin de evaluar y controlar las
variables consideradas más importantes dentro
de una construcción sostenible.
El sistema de indicadores propuesto se ha
aplicado ante una autovía española, actualmente en construcción, en la fase de selección de alternativas con la limitación de que
los datos con los que se trabajan en esta etapa
han sido generalmente estimados (predimensionamiento); pero también es donde se tiene
una mayor capacidad de cambio, a menor
coste y con mayor posibilidad de participación. A lo largo del ciclo de vida del proyecto
(construcción, explotación y mantenimiento),
se propone hacer un control de los distintos
indicadores para lograr un acercamiento a las
evaluaciones cuantitativas del proyecto. Se
debe señalar que en estas fases la capacidad
de cambio será ya menor, y la tarea consistirá
en la optimización o monitorización de la solución adoptada pero no generar ya cambios
sustanciales en ella.
Tabla
Tabla33
FasesFases
del ciclo
del
proyecto
que
han
estimadas
del ciclo del proyecto que hanpodido
podido ser
ser calculadas
calculadas ooestimadas
Etapas consideradas en el macro-indicador = (X)
Dimensiones
Medio
Ambiente
Sociedad
Economía
Macro-Indicadores
Huella ecológica
Emisiones de CO2eq
Efecto barrera del proyecto
Protección biodiversidad
Ruido / Cont. acústica
Seguridad y Salud (CV)
Necesidad de la obra
Interés general y social
Gestión de riesgos ante
desastres
Participación pública
Accesibilidad
Respeto a las costumbres
Impacto visual
Consumo energético
Coste en el Ciclo de Vida
Relación Coste / Beneficio
Adaptación y vulnerabilidad al
cambio climático
Diseño para el desmontaje
Gobernabilidad, gestión del
proyecto
Innovación en el proyecto
Gastos ocasionados a los
usuarios
Incremento valor económico
Planificación /
Diseño
X
X
-
Construcción
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
-
Uso y
Explotación
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Mantenimiento
Fin de vida
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
-
X
X
X
X
X
-
X
X
X
-
-
X
X
X
-
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
-
-
X
-
-
X
-
-
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
-
-
X
-
-
-
-
X
-
-
Cabe destacar también que muchas de las variables ambientales empleadas (biodiversidad,
efecto barrera, valor ecológico del suelo, paisaje, etc.) se han podido evaluar más fácilmente
pues los proyectos están ya considerando estos
criterios de algún modo debido a la obligatoriedad de la Evaluación de Impacto Ambiental. Sin
embargo, otros indicadores considerados como
emergentes, como son las emisiones de CO2-eq,
el consumo energético, el diseño pensando en
el ciclo de vida o la aplicación de una gestión
de riesgos como se hace en otros proyectos de
ingeniería, todavía no se han interiorizado lo
suficiente (o no existen herramientas operativas
para su uso) de manera que puedan evaluarse
desde las fases iniciales. Muchos de estos criterios sí que están comenzando a ser aplicados
en etapas posteriores, proyecto de construcción
o la ejecución en sí misma, como demuestra
la actual obligación de un plan y estudio de
gestión de residuos, la gestión de riesgos de
autoprotección en determinadas infraestructuras (en especial los túneles), los estudios de
seguridad y salud en la obra contemplando
también a terceras personas, los costes en la
fase de mantenimiento y explotación, etc. En la
evaluación del caso de estudio expuesto, se ha
tratado de valorar el impacto en el ciclo de vida
de cada solución en cada criterio. Sin embargo,
los proyectos actualmente no suelen disponer
de información sobre la explotación y el mantenimiento de acuerdo a los distintos criterios
aquí evaluados, y mucho menos de una posible
demolición o deconstrucción. Es necesario,
por tanto, un mayor desarrollo técnico de
las alternativas en relación a su vida útil y no
sólo de la etapa de construcción. Como se
mostraba en la Tabla 3, no todas las etapas
han podido ser evaluadas en el caso práctico en ocasiones por falta de información
científica y en otras porque actualmente los
proyectos en etapas tempranas no disponen
de la información necesaria. Hasta entonces,
los resultados y las evaluaciones de sostenibilidad serán posibles pero deberán manejarse
los resultados con sumo cuidado teniendo en
cuenta las limitaciones existentes y siendo
siempre explícitos en las mismas.
En el caso analizado se observa que de aplicarse
el sistema de indicadores propuesto en el primer tramo, la alternativa mejor valorada permitiría reducir los impactos sobre las dimensiones
medioambiental, social y económica frente al
resto de soluciones de una manera importante,
obteniendo un índice cuatro veces superior a la
alternativa 1 y veinte veces superior a la alternativa 2. En el resto de tramos, la importancia
que se conceda a cada dimensión y criterio es
fundamental para la selección de una u otra
73
solución. Cuando las valoraciones de acuerdo a
los distintos indicadores y dimensiones es muy
similar, la sensibilidad de la valoración final de
acuerdo a la asignación de pesos y al método
multicriterio escogido es muy grande, por lo
que la toma de decisiones debe realizarse con
una intensa relación con el centro decisor. En
cualquier caso, queda patente el largo camino
que queda para asentar una evaluación integral
y fiable de los impactos de sostenibilidad en
los proyectos de ingeniería civil contemplando
estos en su ciclo de vida.
BIBLIOGRAFÍA
(1) United Nations: Agenda 21: The United Nations Programme of Action From Rio. United Nations,
New York, 1992.
(2) Bakens, W.: “Realizing the sector’s potential for contributing to sustainable development”. UNEP
Industry and Environment, April-September (2003), pp. 9-12.
(3) Alarcón Núñez, D. B.: “Modelo Integrado de Valor para Estructuras Sostenibles”. Tesis doctoral, Universitat Politècnica de Catalunya, Escola Tècnica Superior D’Enginyers de Camins, Canals i Ports, 2005.
(4) Oteiza, I.; Tenorio, J. A.: “Jornada J7: Evaluación de la sostenibilidad en la Edificación”. XVII Edición
Curso de Estudios Mayores de la Construcción, La innovación en las técnicas, los sistemas y los
materiales de construcción CEMCO. Madrid 7 de Junio, 2007.
(5) CRISP - Construction and City Related Sustainability Indicators: http://crisp.cstb.fr
(6) Fernández Sánchez, G.: “Análisis de los Sistemas de Indicadores de Sostenibilidad. Planificación
urbana y proyectos de construcción”. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales
y Puertos de Madrid, Universidad Politécnica de Madrid. Junio, 2008.
(7) Macías, M.; García Navarro, J.: “Metodología y herramienta VERDE para la evaluación de la sostenibilidad en edificios”. Informes de la Construcción, vol. 62, nº 517 (2010), pp. 87-100. doi: 10.3989/
ic.08.056
(8) Burgueño Muñoz, A.: “La evaluación de la sostenibilidad en obra civil”. Conferencia V Congreso
Nacional de Ingeniería Civil: Desarrollo y Sostenibilidad en el Marco de la Ingeniería. Sevilla, 26-28
de noviembre, 2007.
(9) Rodríguez Moya, J. A.: “Aportación metodológica para la Evaluación de la Sostenibilidad de Planes
y Programas de Infraestructuras de Transportes. Aplicación al marco regional: Comunidad de Madrid”. Tesis doctoral. Universidad Politécnica de Madrid, E.T.S. de Ingenieros de Caminos, Canales
y Puertos. Madrid, 2005.
(10) Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos: Desarrollo y Sostenibilidad en el Marco de la
Ingeniería. V Congreso Nacional de la Ingeniería Civil. Conclusiones. Ed. Colegio de Ingenieros de
Caminos, Canales y Puertos. Madrid, 2009. ISBN: 978-84-380-0403-6.
(11) Ugwu, O. O.; Kumaraswamy, M. M.; Wong, A.; Ng, S. T.: “Sustainability appraisal in infrastructure
projects (SUSAIP) Part 1. Development of indicators and computational methods”. Automation in
Construction, vol. 15 Issue 2 (2006), pp. 239-251. doi:10.1016/j.autcon.2005.05.006.
(12) Dasgupta, S.; Tam, EKL: “Indicators and framework for assessing sustainable infrastructure”. Canadian
Journal of Civil Engineering, vol. 32 Issue 1 (2005), pp. 30-44. doi: 10.1139/L04-101.
(13) Campbell, A. J.: “A multicriteria approach for rating roadway sustainability”. Thesis. Department of Civil
and Environmental Engineering, Florida State University, FAMU/FSU College of Engineering, 2009.
(14) Soderlund, M.: “Sustainable Roadway Design, A model for an environmental rating system”. Thesis.
Civil and Environmental engineering, University of Washington, 2007.
(15) Aguado, A. et al.: (Grupo de Trabajo Anejo ICES de la EHE). El índice de Contribución de las Estructuras a la Sostenibilidad (ICES). V Congreso Nacional de Ingeniería Civil: Desarrollo y Sostenibilidad
en el Marco de la Ingeniería. Sevilla 26-28 de Noviembre, 2007.
(16) Campbell-Lendrum, E.; and Feris, J.: “Trialling Ceequal on a London railway embankment”. Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Engineering Sustainability, March (2008), pp. 71-76. doi:
10.1680/ensu.2008.161.1.71
(17) Fernández-Sánchez, G.; Rodríguez-López, F.: “A methodology to identify sustainability indicators
in construction project management-Application to infrastructure projects in Spain”. Ecological
Indicators 10 (2010), pp. 1193-1201. doi:10.1016/j.ecolind.2010.04.009.
(18) ISO 21929-1. Sustainability in building construction-Sustainability indicators-Part 1 : Framework for
development of indicators for buildings. International Organization for Standardization. March, 2006.
(19) Bell, S.; Morse, S.: Sustainability Indicators. Measuring the Immesurable Second edition. Earthscan.
London, UK, 2008.
(20) Aguado, A.: Evaluación de la sostenibilidad en la EHE. Jornada “Construcción Sostenible: Nuevas
perspectivas y Normalización”. Instituto Español del Cemento y sus Aplicaciones (IECA). Madrid, 2010.
(21) Calderón, E. J.; Pronello, C.; Goger, T. (eds.): Integrated assessment of environmental impact of traffic
and transport infrastructure. COST Action 350. Madrid, 2009.
(22) Gómez-Senent, E.; Chiner, M.; Chiner, M.J.: PRES : Programa de Evaluación de Proyectos Sociales.
VII Congreso Nacional de Ingeniería de Proyectos. Zaragoza 26-28 Junio, 1991, pp. 27-35.
(23) Aragonés, P.: Aproximación a la Toma de Decisiones Multicriterio en Proyectos. Implementación
de una metodología Multicriterio y Multiexperto: PRES II. Tesis doctoral. Universidad Politécnica
de Valencia, 1997.
***
74
Vol. 63, 524, 75-82,
ISSN: 0020-0883
eISSN: 1988-3234
doi: 10.3989/ic.09.028
Ética de la peritación estructural de edificios
existentes
J. Monfort(*)
RESUMEN
SUMMARY
La amplitud y diversidad de situaciones que se
pueden plantear en estos trabajos de peritación,
hacen que cualquier norma para regular su contenido omita casos que deben ser resueltos por
el perito según su “leal saber y entender”. Por la
transcendencia y responsabilidad que se puede
derivar de ellos, vamos a analizar algunos aspectos vinculados a su repercusión desde el punto
de vista legal y profesional.
The breadth and diversity of different situations
that may arise in expert’s surveys make any rules to
regulate its content skip cases that must be solved
by the surveyor/expert as its “best knowledge.”
On the importance and responsibility that can
be derived from them, we will analyse some of
the aspects related to its implications, in terms of
legal and professional point of view.
960-01
Palabras clave: peritación, estructuras de edificación, edificios existentes, seguridad estructural, normas de edificación.
Keywords: survey, structures of buildings, existing
buildings, structural safety, building standards.
1. Planteamiento
carácter subjetivo que tiene cualquier trabajo
de este tipo.
El carácter genérico del título de este artículo
requiere alguna precisión para concretar el
contenido que se va a desarrollar.
No se pretende abordar la descripción de
posibles patologías, analizando sus causas
y soluciones constructivas siguiendo lo que
sería un enfoque tecnológico del problema,
ni plantear las implicaciones jurídicas que
puede tener cualquier informe o dictamen
de este tipo. Estos son criterios a tener en
cuenta por el perito durante el desarrollo
del trabajo, que están suficientemente desarrollados en la bibliografía técnica y en
la normativa correspondiente, dejando sólo
un corto margen de interpretación por el
(*) Aquí se trata de analizar el problema (personal, conceptual o moral) que se plantea
en ocasiones al inicio del trabajo, cuando
nos encontramos con un edificio construido
en su momento con técnicas y criterios de
seguridad que entonces se podían considerar
habituales, pero ahora es difícil (o imposible)
adecuar (constructiva o económicamente) a
la normativa vigente. Esta situación suele
presentar cierta lógica constructiva cuando
los problemas que se detectan al analizar
los distintos elementos estructurales concuerdan con la patología observada (grietas,
flechas excesivas, asientos de cimentación,
etc.) evidenciando una relación causa-efecto
Universitat Politècnica de València. Valencia, (España)
Persona de contactos/Corresponding author: [email protected] (J. Monfort)
J. Monfort
que facilita y justifica la decisión a adoptar,
del tipo que sea. Pero en otras ocasiones,
que no son frecuentes aunque tampoco excesivamente raras, las situaciones anómalas
que sólo se detectan mediante catas, ensayos
o cálculos de comprobación, es decir son
inapreciables a simple vista, no se manifiestan por ningún tipo de patología aparente
en un edificio que puede haber estado en
uso durante muchos años; esto puede llevar
a la contradicción de que una peritación
rutinaria en un edificio sin daños evidentes
(por adecuación, reforma, cambio de uso,
etc.) origina una declaración de ruina o una
intervención muy costosa, mientras que otros
del mismo período, construidos en la misma
zona y previsiblemente con técnicas similares, continúan en uso sin ninguna objeción
porque el perito no ha pasado por allí.
El problema deriva, obviamente, de los distintos niveles de exigencia sobre seguridad
requeridos en la época de construcción del
edificio y en la actualidad, que se enmarca
en el ámbito legal y por tanto colectivo; sin
embargo, la decisión sobre las secuelas de
esta situación es personal del perito y puede
dar lugar a distintas interpretaciones de un
mismo hecho, tanto por su actitud al redactar el informe, como por la opinión extraída
de él por terceras personas tras una lectura
meramente literal, que puede entender como
resultados científicos lo que se deriva sólo de
especulaciones intelectuales.
El análisis de estos aspectos para que la
decisión sea lo más objetiva posible es el
propósito de este trabajo, y como su origen
está en la evolución de las técnicas constructivas y de la normativa vigente, empezaremos
revisando estas dos premisas en relación con
algunos artículos de la legislación que, por
imposibilidad de quedar redactados como
normas (reglas que se deben seguir o a que
se deben ajustar las conductas, tareas, actividades, etc.) se remiten a principios (cada
una de las primeras proposiciones o verdades
fundamentales por donde se empiezan a
estudiar las ciencias o las artes); la falta de
concreción inevitable cuando se pretende
aplicar estos criterios en la práctica, tiene que
ser interpretada por el perito para enfocar el
problema, lo que nos llevará finalmente a hacer algunas consideraciones deontológicas y
éticas sobre la actitud o disposición a adoptar
ante estas situaciones.
2. Mirada por el retrovisor
Se ha hecho referencia en el punto anterior
a las técnicas y criterios habituales en el
momento de la construcción del edificio,
que están aceptados de forma explícita por la
normativa actual como se recoge el apartado
siguiente; muchos de ellos han quedado tan
76
desfasados que parecen de otro siglo (en realidad lo son) a los estudiantes y profesionales
recientes en esta actividad, reglada ahora
por una normativa detallista y minuciosa
con los procedimientos de ensayo y control.
A modo de ejemplo, para entender cómo
eran estos criterios considerados habituales
en su momento, recogemos a continuación
algunos párrafos de publicaciones que eran
bibliografía de referencia en las Escuelas
Técnicas, en un tiempo tan cercano como
para que continúen en activo profesionales
que se formaron con ellos.
• De “el Bassegoda”(1)
En el epígrafe Coeficientes de trabajo del
terreno, indica:
Al emprender un proyecto hay que cerciorarse de la calidad del terreno, por referencias
de obras vecinas o, si hace falta, practicando
calicatas o exploración con tientaguja o
sondeos con barrenas adecuadas. En casos
singulares, pueden realizarse ensayos de
cargas, siendo ineludibles cuando no se
posean datos fidedignos sobre la resistencia
del terreno. Al efecto, se carga con lastre un
dado de fábrica o una pequeña estampa hasta
provocar una presión cosa del doble de la
prevista y se mide el asiento consiguiente,
el cual no debe exceder de una fracción del
tolerable en el edificio, según su destino…
Pero la determinación directa de la relación
de cargas a asientos es engorrosa y cara; para
obviar este inconveniente se aplica la aguja
de Stern, en la cual la estampa se substituye
por la punta cónica de un pilote de 50 cm2
de sección… Clavada la aguja de acero
en el terreno hasta la base del cono, se va
cargando paulatinamente hasta alcanzar el
doble de la presión unitaria correspondiente
a dicha base; el aumento de carga ha de ser
de 0,5 kg cada cinco minutos, en limos y arcillas, y de 1 kg en el mismo tiempo para los
demás terrenos, y por la razón de brazos de
palanca los asientos se amplían cinco veces.
Finalmente, se rodea la aguja con barro formando un hoyo de 31 cm de diámetro y 10
cm de altura y sus caras interiores se mojan
durante 12 horas; la aguja no ha de penetrar
en la tierra humedecida más de 6 mm, si el
asiento tolerable en la construcción es de 30
mm, ni más de 4 mm si la estructura (bóvedas
de puente, altas chimeneas, etc.) no admite
más de 10 mm de asiento. Como coeficiente
de trabajo del terreno se considera la mitad
de la que transmite por unidad de superficie
la base del cono.
Y en el epígrafe Resistencia del hormigón:
La resistencia a compresión puede obtenerse
también por ensayos de flexión hasta la rotura
sobre prismas copiosamente armados en la
Informes de la Construcción, Vol. 63, 524, 75-82,octubre-diciembre 2011. ISSN: 0020-0883. eISSN: 1988-3234. doi: 10.3989/ic.09.028
Ética de la peritación estructural de edificios existentes
zona de tracciones; la robustez del refuerzo
es causa de que la pieza se rompa por aplastamiento. De la carga de fractura se deduce, por
las fórmulas corrientes de flexión simple para
el hormigón armado, el valor de la resistencia
a la compresión por flexión B, que es, en
promedio, vez y media la resistencia cúbica.
Representando por We28 la resistencia cúbica
del hormigón húmedo a los 28 días y por Wb28
la resistencia cúbica del hormigón, tal como
se elabora en la obra, a los 28 días, suelen
fijarse los valores siguientes:
de rotura varía de 40 a 50 Kg/mm2, valores
todos de carácter aproximado.
El valor del límite de fluencia sF es esencial
para la determinación de la capacidad resistente del acero de construcción.
De acuerdo con la Instrucción de Estructuras
Metálicas redactada por el Instituto de la
Construcción “Eduardo Torroja”, se tomará
como valor del límite de fluencia sF=2.400
Kg/cm2 para barras con espesores no superiores a 20 mm.
a) Hormigón de portland ordinario
We28 ≥ 200 kg/cm2
Wb28 ≥ 100 kg/cm2
b) Hormigón de supercemento
We28 ≥ 275 kg/cm2
Wb28 ≥ 130 kg/cm2
Como coeficientes de trabajo se admiten
40 kg/cm2 en el primer caso y 50 kg/cm2 en
el segundo.
• De “el Benavent” (2)
El epígrafe Cimientos. Terreno firme. Determinación elemental de la resistencia de un
terreno a compresión: fatigas admisibles,
dice:
Para conocer aproximadamente la resistencia
práctica de un terreno a la compresión, o sea,
…, el número de kgs por cm2 que aquél es
capaz de soportar…, se aplica directamente
sobre el mismo terreno, recientemente vaciado
y sin apisonar y con intermedio de un soporte
de sección conocida (por ejemplo, un tablón
de punta), una carga determinada A. Dividiendo la carga A expresada en kgs por la sección
B del tablón expresada en cm2 conoceremos
aproximadamente la resistencia unitaria del
terreno en cuestión: A/B = 500 ks/100 c2.
A notar que la carga ensayada deberá ser
siempre por lo menos una vez y media superior a la carga práctica que se haga soportar
al terreno.
En términos generales, puede establecerse
que la fatiga admisible a la compresión en un
buen terreno corriente para la cimentación
no debe apartarse normalmente de 3 ó 4
kgs. por cm2.
• De “el Rodríguez-Avial” (3)
El epígrafe Valores característicos del acero
de construcción, recoge:
En este material, el límite elástico vale, aproximadamente, sE=20 Kg/mm2, el límite de
fluencia, sF=20 kilogramos/mm2, y la carga
Para barras con espesor igual o superior a 30
mm, se tomará sF=2.300 kilogramos/cm2, pudiéndose interpolar linealmente entre ambos
valores para espesores intermedios.
La carga admisible o coeficiente de trabajo
generalmente utilizado para lograr la debida
seguridad en las estructuras metálicas es de
12 Kg a 14 Kg/mm2 para los esfuerzos de
tracción y flexión. En el trabajo de compresión
suele valer 12 Kg/mm2.
• De “el Moral”( 4)
En el epígrafe Coeficientes de seguridad y
tensiones admisibles:
Para fijar los coeficientes de seguridad, deberá
comenzarse por estudiar las características y
circunstancias especiales de la obra. Así, pues,
no deberán adoptarse iguales coeficientes de
seguridad para una obra provisional que para
una definitiva, ni para una pequeña obra cuya
ruina no pueda ocasionar grandes perjuicios,
o para otra cuya destrucción pueda originar
una verdadera catástrofe, como la rotura de
una gran presa, ni tampoco para una obra que
haya de ejecutarse sin la debida inspección y
casi sin la presencia del técnico, o en aquella
en que se ejerza una inspección rigurosa y
hasta se disponga de un pequeño laboratorio que permita ir comprobando en cada
momento las condiciones de los materiales
que se emplean; ni en una obra proyectada
de prisa y corriendo en que sólo se han considerado los esfuerzos más importantes y otra
proyectada con todo detalle y cuidado, en la
cual se hayan tenido en cuenta escrupulosamente todas las causas externas e internas
que pueden influir en ella.
Por estas razones recomendamos que antes
de empezar un proyecto se medite detenidamente sobre esta cuestión, que, por otra parte,
puede tener mayor importancia económica
que la buena disposición del proyecto y
la exactitud de los cálculos, puesto que de
considerar un hormigón trabajando a 40 kg/
cm2 a considerarlo a 65 kg/cm2, y aún más,
pueden existir diferencias en coste del orden
de un 100 por 100.
Informes de la Construcción, Vol. 63, 524, 75-82, ,octubre-diciembre 2011. ISSN: 0020-0883. eISSN: 1988-3234. doi: 10.3989/ic.09.028
77
J. Monfort
Y en el epígrafe Armaduras:
Casi siempre las barras que forman la armadura principal del pilar se disponen a lo largo de
dos caras opuestas del mismo; es decir, sobre
dos ejes perpendiculares al de máxima flexión,
y decimos en dos caras, aun cuando en realidad sólo serían necesarias en la extendida,
porque es difícil encontrar pilares en los que
por efecto de las distintas hipótesis de carga
no pueda admitirse una inversión completa
de los efectos de flexión.
No obstante, en aquellos casos en que las
flexiones se hallen perfectamente determinadas, y correspondan las tracciones en la mitad
superior del pilar a una cara y en la inferior
a la opuesta, no hay inconveniente ninguno
en disponer un solo plano de armadura, que
pase alternativamente de una a otra de las
caras del pilar, buscando las zonas de tracciones máximas.
3. Normativa actual
Aunque estamos hablando de la peritación,
un estudio que se formaliza en un informe
o dictamen, de ella puede derivarse la ejecución de obras de adecuación estructural,
por lo que es lógico tomar como referencia
la normativa que deben cumplir estas obras
en caso de ser necesarias.
El Código Técnico de la Edificación, en el Capítulo 1 Disposiciones generales, Artículo 2
Ámbito de aplicación, establece:
3- ...el CTE se aplicará a las obras de ampliación, modificación, reforma o rehabilitación
que se realicen en edificios existentes, siempre y cuando dichas obras sean compatibles
con la naturaleza de la intervención y, en
su caso, con el grado de protección que
puedan tener los edificios afectados.
…
y en el punto 4 del mismo artículo puntualiza
estos aspectos,
4- A estos efectos, se entenderá por obras
de rehabilitación aquéllas que tengan por
objeto actuaciones tendentes a lograr alguno de los siguientes resultados:
a) La adecuación estructural, considerando como tal las obras que proporcionen
al edificio condiciones de seguridad constructiva, de forma que quede garantizada
su estabilidad y resistencia mecánica
…
por lo que, salvo en edificios con algún
grado de protección, el CTE es aplicable
en la actualidad a los trabajos de peritación
estructural. No obstante, como la mayor
parte de su extenso contenido está dedicado
a las prestaciones exigibles a la obra nueva y
78
cuando se trata de intervenciones en edificios
existentes se producen particularidades que
afectan tanto a estas prestaciones como al tipo
de trabajos que se pueden realizar, en el Documento Básico DB SE Seguridad Estructural
incluye el Anejo D Evaluación estructural de
edificios existentes, donde puntualiza estos
aspectos puesto que, como indica su artículo
D.1.1 Ámbito de aplicación, en la evaluación
estructural de edificios existentes puede existir
un mayor grado de diferenciación de la seguridad que para el dimensionado estructural
de edificios de nueva construcción, debido
a consideraciones de tipo económico, social
o medioambiental. En otro punto del mismo
artículo establece:
2- Los criterios generales establecidos en
este Anejo son aplicables para la evaluación
estructural de cualquier tipo de edificio existente, si se cumple alguna de las siguientes
condiciones:
a) se ha concebido, dimensionado y construido de acuerdo con las reglas en vigor
en el momento de su realización;
b) se ha construido de acuerdo con la
buena práctica, la experiencia histórica y
la práctica profesional aceptada
en edificios con cierta antigüedad no se cumple al apartado a) simplemente porque no
existían reglas en vigor, pero se suele cumplir
el b) por lo que seguiremos esta línea.
Este mismo Anejo D, en el artículo D.1.2
Consideraciones previas, indica:
1- No es necesaria la utilización directa de
las normas y reglas establecidas en este CTE
en la evaluación estructural de edificios existentes, construidos en base a reglas anteriores a las actuales para los edificios de nueva
construcción, por los siguientes motivos:
…
d) las normas actuales suelen estar basadas en exigencias diferentes y generalmente más estrictas que las vigentes en el
momento en que se proyectó el edificio,
por lo cual, muchos edificios existentes se
clasificarían como no fiables si se evaluaran
según las normas actuales;
e) se puede considerar, en muchos casos,
un período de servicio reducido, lo que
se traduce también en una reducción de
las exigencias;
f) se pueden emplear modelos de análisis
más afinados (a través de inspecciones, ensayos, mediciones in situ o consideraciones
teóricas), lo que puede aportar beneficios
adicionales
en consecuencia, a pesar de la indicación
del artículo inicial sobre que el CTE se aplicará a las obras de ampliación, modificación,
reforma o rehabilitación que se realicen en
edificios existentes, aquí matiza que no es
necesaria la utilización directa de las normas
y reglas establecidas en este CTE en la evaluación estructural de edificios existentes, o sea,
que se aplicará pero “interpretándolo” (esta
matización se concreta con la diferenciación
entre criterios de evaluación y de refuerzo,
recogidos al final de este epígrafe al referirse
a las medidas constructivas); no obstante,
deja claro que muchos edificios existentes se
clasificarían como no fiables si se evaluaran
según las normas actuales, y no es ese el
objetivo, por lo que la interpretación anterior
debe buscar una solución razonable a este
problema. La definición de ese criterio queda
pendiente por lo visto hasta ahora.
En el artículo D.2 Criterios básicos para la
evaluación, admite dos procedimientos para
verificar la capacidad portante: cuantitativos
y cualitativos. Especifica con mayor detalle
y da prioridad implícitamente a los cuantitativos, para los que reitera en dos puntos
distintos un aspecto importante:
• en D.2.3 Especificación de los objetivos
1- Antes del inicio de la evaluación deben
establecerse claramente los objetivos de
la misma, en términos de las prestaciones
futuras del edificio, definidas éstas a partir
de las siguientes exigencias:
a) el nivel de seguridad en relación con
la resistencia y la estabilidad estructural.
…
• en D.5.2.2 Evaluación detallada
…
2- Los coeficientes parciales particularizados
se calibrarán para que sean consistentes con
el nivel requerido de seguridad estructural.
Normalmente serán menos conservadores
que los coeficientes correspondientes incluidos en los documentos básicos correspondientes para el dimensionado de edificios
de nueva construcción.
es decir, admite explícitamente coeficientes
de seguridad inferiores a los establecidos
para obra nueva, pero no cuantifica su valor.
Estos procedimientos cuantitativos presentan
un problema importante en un caso muy
frecuente, como es el de los pórticos de
hormigón armado con nudos rígidos: cuando
no se dispone de información fiable sobre la
cuantía y posición de las armaduras, y sus
longitudes de anclaje, la rigidez de los nudos
no está garantizada y este factor tiene gran
influencia en los resultados que se obtienen
del cálculo, por lo que éstos tampoco son
demasiado fiables. Debido a ello, también
se pueden utilizar los procedimientos cualitativos para la evaluación estructural que
recoge este Anejo D; así, en el artículo D.2.1
Procedimiento, indica:
…
2- En edificios en los que no resulte posible o
sea poco fiable una verificación cuantitativa,
o cuando el edificio haya demostrado un
comportamiento satisfactorio en el pasado,
podrá realizarse una evaluación cualitativa
de la capacidad portante y de la aptitud de
servicio de acuerdo con los criterios enumerados de D.6
…
y en este apartado D.6 Evaluación cualitativa,
concreta:
• D.6.1 Capacidad portante
1- Puede suponerse que un edificio que haya
sido dimensionado y construido de acuerdo
con las reglas de normas antiguas, tendrá una
capacidad portante adecuada, si se cumplen
las siguientes condiciones:
a) el edificio se ha utilizado durante un
período de tiempo suficientemente largo sin
que se hayan producido daños o anomalías
(desplazamientos, deformaciones, fisuras,
corrosión, etc.);
b) una inspección detallada no revele ningún
indicio de daños o deterioro;
c) la revisión del sistema constructivo permita asegurar una transmisión adecuada de
las fuerzas, especialmente a través de los
detalles críticos;
d) teniendo en cuenta el deterioro previsible
así como el programa de mantenimiento
previsto se puede anticipar una durabilidad
adecuada;
e) durante un período de tiempo suficientemente largo no se han producido cambios
que pudieran haber incrementado las acciones sobre el edificio o haber afectado su
durabilidad;
f) durante el período de servicio restante no
se prevean cambios que pudieran incrementar las acciones sobre el edificio o afectar su
durabilidad de manera significativa.
2- Una evaluación cualitativa de la capacidad
portante de un edificio existente puede ser
insuficiente para situaciones de dimensionado
extraordinarias.
3- El comportamiento de un edificio cuya
capacidad portante haya sido evaluada cualitativamente se controlará periódicamente
durante el período de servicio restante.
Para ello se emplearán los medios que se
estimen necesarios, dependiendo de las
características de la estructura, así como de
las acciones e influencias que actúen sobre
ella y de su estado.
• En D.6.2 Aptitud al servicio, impone para
esta situación algunas condiciones que son reiterativas con las que se acaban de citar (apartados a), b), d) y f) del punto 1)
79
J. Monfort
Con referencia a estas condiciones, la 1-c)
relativa a la transmisión adecuada de fuerzas
a través de los detalles críticos sigue teniendo
la dificultad de verificación que se ha indicado antes para algunos casos concretos y
frecuentes, como son los nudos rígidos en
estructuras de hormigón armado; las relativas
a problemas de durabilidad, si existen, se
pueden mejorar con técnicas constructivas
habituales hoy en día, y el control periódico
requerido se puede especificar en el programa de mantenimiento posterior del edificio.
o constructivas; con respecto a éstas últimas
es importante señalar que el artículo D.8.3
Medidas constructivas, indica:
…
2- Los elementos de refuerzo de una estructura se dimensionarán según las especificaciones para el dimensionado estructural de
edificios de nueva construcción. Alternativamente, las verificaciones relativas a los
elementos de refuerzo se podrán basar en
una aplicación directa de los métodos de
análisis de seguridad.
Sobre la exclusión que prácticamente hace
de la validez de estos procedimientos cualitativos para comprobar situaciones extraordinarias, se debe tener en cuenta que las de
este tipo a considerar en los edificios son
dos: fuego y sismo. La protección contra el
fuego se puede conseguir con los tratamientos habituales que se aplican actualmente
para alcanzar las prestaciones que exige el
Documento Básico DB SI Seguridad en caso
de Incendio (con la única dificultad añadida
que supone aplicarlos en una construcción
existente); sobre el sismo, la vigente Norma
de Construcción Sismorresistente NCSE-02,
en el artículo 1.2.1 Ámbito de aplicación,
establece:
es decir, si como consecuencia de la peritación es necesario realizar algún refuerzo en
la estructura, estos elementos sí que deben
proyectarse siguiendo las especificaciones del
CTE para obra nueva. Con lo cual diferencia
claramente entre los criterios de evaluación
aplicables para justificar la seguridad de una
estructura existente, o parte de ella, y los que
se deben tener en cuenta para proyectar los
elementos de refuerzo que eventualmente
puedan ser necesarios.
Esta Norma es de aplicación al proyecto,
construcción y conservación de edificaciones de nueva planta. En los casos de reforma
o rehabilitación se tendrá en cuenta esta
Norma, a fin de que los niveles de seguridad
de los elementos afectados sean superiores
a los que poseían en su concepción original.
Las obras de rehabilitación o reforma que
impliquen modificaciones substanciales de
la estructura (por ejemplo: vaciado de interior dejando sólo la fachada), son asimilables a todos los efectos a las de construcción
de nueva planta.
es decir, con carácter general excluye de su
ámbito de aplicación los casos de reforma o
rehabilitación, o lo que es equivalente, considera suficiente cualquier tipo de mejora que
aumente el nivel de seguridad frente a este
tipo de acción; sólo debe aplicarse en casos
como el ejemplo citado, vaciado de interior
dejando sólo la fachada (por protección patrimonial o urbanística, normalmente), que
supone la renovación completa de la estructura y el único problema a tener en cuenta es
su conexión con la fachada existente.
Finalmente, el Anejo D del CTE recoge, independientemente de que la evaluación se haya
realizado por un procedimiento cuantitativo
o cualitativo, las medidas a adoptar para
asegurar, restablecer o mantener la seguridad estructural de un edificio que, según el
caso, podrán ser de tres tipos: de aseguramiento estructural, técnico-administrativas
80
Como resumen de este conjunto de disposiciones normativas, muchos de los casos
que se suelen plantear en peritaciones están
incluidos en las situaciones descritas y no
plantean problemas de interpretación; pero
otros, numerosos por la antigüedad de bastantes edificios en uso, requieren criterios
para evaluar aspectos que el texto legal no
concreta, como algunos ya señalados:
•los valores del coeficiente de seguridad,
en caso de comprobación cuantitativa
•la estimación de la rigidez de los nudos en
estructuras de hormigón armado para una
comprobación cuantitativa
•la transmisión adecuada de fuerzas a través de los detalles críticos, en una comprobación cualitativa
y es en este ámbito donde el perito debe
adoptar decisiones trascendentes.
4. Deontología
Buscando algún fundamento que permita
adoptar estas decisiones a partir de alguna
referencia para que no queden en una cuestión subjetiva, se puede recurrir a la Deontología que, en general aunque con distintos
tratamientos, regula todas las titulaciones que
facultan para ejercer la actividad de perito en
este campo.
La Deontología es la rama de la Ética que estudia los fundamentos del deber y las normas
morales, por lo que también se conoce como
“teoría del deber” o “ciencia de lo debido”;
sólo considera los actos humanos voluntarios
y libres, mediante una reflexión teórica entre
la moral y el derecho, para ordenar el ámbito
donde se desarrollan.
• principio de autonomía: respetar la dignidad,
autonomía y derechos de las personas a las
que va destinada la actuación profesional
Para concretar su campo de actuación, pasando de las ideas generales a normas descriptivas
o prescriptivas, la deontología profesional
estudia los derechos y deberes relativos al ejercicio de una profesión, en especial aquéllos
que no están delimitados jurídicamente, y los
explicita mediante códigos aplicables sólo a
los miembros del colectivo; en nuestro caso
se formalizan a través de los Colegios profesionales, Corporaciones de derecho público,
amparadas por la Ley y reconocidas por el Estado, con personalidad jurídica propia y plena
capacidad para el cumplimiento de sus fines
… entre los que se encuentra la ordenación
del ejercicio de las profesiones (5).
• principio de justicia: jerarquizar los diversos condicionantes que afectan al ámbito
del trabajo y administrar razonablemente
los recursos limitados
En la práctica los códigos deontológicos de
los Colegios que regulan las actividades de
carácter técnico, se ocupan de los asuntos
administrativos, de régimen colegial interno y
competenciales, y no de temas tan generales
como el planteado en este caso, que no crea
conflictos entre el colectivo.
Obviamente, en este ámbito general se puede
abordar cualquier problema, como los criterios de evaluación estructural a los que hemos
hecho referencia antes; pero buscábamos una
solución objetiva para situaciones que no
están contempladas en ninguna norma y aquí
se enfrenta el problema con la conciencia
individual, es decir subjetivamente.
Como la Deontología enfocada hacia su
concreción práctica como es el ámbito profesional, no da respuesta para los criterios
objetivos de evaluación que vamos buscando,
seguiremos el camino inverso generalizando
su estudio en el campo más amplio de la Ética.
• principio de no maleficencia: evitar cualquier daño o perjuicio a toda persona afectada por la actuación
como consecuencia de todo ello, la conciencia profesional es reflexiva (consciente
de sí misma), intransferible e individual
como la conciencia humana (ética), pero le
añade, además, la responsabilidad que cada
persona tiene.
No es la solución deseada, pero era previsible que para los problemas singulares no
previstos en ningún reglamento los criterios
de evaluación hayan de ser personales.
6. Conclusión (y corolario)
5. Ética
Es la parte de la filosofía que trata de la moral y
de las obligaciones del hombre; los conceptos
de ética y moral aparecen siempre vinculados
(etimológicamente ambos se definen como
“ciencia de las costumbres”, con raíz latina
uno y griega el otro) aunque presentan diferencias: la moral nace en el seno de una sociedad
y ejerce influencia en la conducta de cada
uno de sus integrantes, mientras que la ética
es un valor captado y apreciado internamente
por la reflexión consciente y voluntaria de un
sujeto, que puede coincidir o no con la moral
recibida.
Cuando se formaliza hacia situaciones concretas como puede ser la ética profesional,
no debe confundirse con la Deontología,
recogida en normas y códigos como se ha
indicado, mientras que la ética sólo está
relacionada con lo que piensa el propio
individuo constituyendo una conciencia
profesional, que sólo se puede plantear en
términos de principios (6) mucho más genéricos que las normas:
• principio de beneficencia: comprobar si se
logra y cómo se logra materializar los bienes y proporcionar los servicios
Este trabajo es una reflexión para llegar a
un punto previsto desde el principio, que
ha permitido analizar progresivamente los
pasos a través de distintas disciplinas, que se
van introduciendo a medida que los criterios
previos resultan insuficientes; esto permite
ubicar los diferentes tipos de problemas en
su marco normativo, cuando está previsto, y
en consecuencia tratar subjetivamente sólo
los casos, o la parte de ellos, que sea estrictamente necesario por carecer de cualquier
referencia objetiva.
Por tanto sucede como en cualquier campo de la actividad humana: la conciencia
colectiva, adquirida por procedimientos no
demasiado precisos, es consciente de que
unas cosas están bien, otras mal, y finalmente hay algunas sobre las que no existe
un criterio extendido y cada uno las debe
afrontar con un enfoque personal. Aplicado
al tema que nos ocupa, la profesionalidad y
el bien hacer del perito consiste en identificar
correctamente cada tipo de problema, como
reglado o no reglado, aplicando la norma
correspondiente a los primeros y evaluando
razonablemente desde su punto de vista los
criterios a considerar, sólo cuando sea necesario, en los segundos.
81
J. Monfort
Lo que da relevancia a este ámbito de actuación es la responsabilidad y trascendencia de
las decisiones que se adoptan:
lo bastante corto como para que muchos
edificios construidos con el criterio anterior
sigan en uso actualmente, y con frecuencia
son el objeto de las peritaciones a que me
estoy refiriendo.
• responsabilidad, del perito, por las implicaciones legales de un posible fallo estructural consecuencia, en algunos casos, de
una decisión subjetiva no amparada por
ninguna regla o norma
Se produce entonces la contradicción, o al
menos una duda razonable, por el hecho de
que los métodos del análisis actual que se
aplican en la peritación no tienen nada que
ver con los procedimientos de proyecto y ejecución empleados en su construcción y esto
hace que, muchas veces, el contenido del informe que resulta no sea más que una opinión,
de un experto pero no por ello deja de ser
cuestionable (al menos por otro experto), que
con los correspondientes visados colegiales,
registros de entrada en organismos oficiales o
alguna otra cosa parecida, se formaliza en un
documento que aparenta una infalibilidad de
la que en realidad carece. Y esta creo que es
la verdadera conclusión: el carácter opinable
de muchos informes periciales, avalados por
ensayos y cálculos aceptados en “este” tiempo
pero de validez relativa cuando se aplican a
edificios de “otro” tiempo.
• trascendencia, para los usuarios del edificio, por la posible declaración de ruina o
intervención muy costosa económicamente debida al informe emitido
con la dificultad añadida de tener que adoptar
la decisión enfrentando dos alternativas tan
radicales cuando, en ocasiones, los daños
aparentes no concuerdan con los datos que
se obtienen del estudio pormenorizado de los
materiales y elementos.
Esta aparente elucubración para buscar algún
caso que se aparte de la regla general y, por
ello, constituya un problema, no se puede
considerar como un hecho aislado carente de
relevancia; la construcción de las estructuras
de edificación ha cambiado de nivel y lo que
antes se consideraba objeto de un oficio ahora
es tratado como una ciencia, y además esto
se ha producido en un período de tiempo
Aunque la conclusión final era evidente desde el principio, llegar a ella a través de sus
argumentos refuerza su consistencia. Eso he
pretendido.
BIBLIOGRAFÍA
(1) Schindler, R. versión del alemán y adiciones B. Bassegoda: Tratado moderno de construcción de edificios. p. 8-9 y 334, José Montesó Editor, Barcelona, séptima edición, 1963.
(2) Benavent, P.: Como debo construir. p. 33, Bosch Casa Editorial, Barcelona, sexta edición,
1963.
(3) Rodríguez-Avial, F.: Construcciones metálicas. p. 13, Sección de Publicaciones de la E.T.S.
de Ingenieros Industriales, Madrid, sexta edición, 1968.
(4) Moral, F.: Hormigón armado. p. 58-59 y 338, Editorial Dossat S.A., Madrid, sexta edición,
1962.
(5) Ley 2/1974, de 13 de febrero, sobre Colegios Profesionales. Artículo 1
(6) Informe Belmont: Principios éticos y pautas para la protección de los seres humanos en
la investigación. Departamento de Salud, Educación y Bienestar USA, 1979, adoptado
como Regla Común por 14 Departamentos Federales en 1991
***
82
Vol. 63, 524 83-99
ISSN: 0020-0883
eISSN: 1988-3234
doi: 10.3989/ic11.003
AD2D: Herramienta para el dibujo automático
de distribuciones en planta adimensionales 2D
AD2D: A tool for a automatic drawing of a-dimensional 2D
floor plan
M. Álvarez(*), O. Río(**), A. Recuero(***), M. S. Romero(****)
RESUMEN
SUMMARY
En este trabajo se presenta una herramienta integrada y modular, formada por tres módulos, para
el dibujo automático de plantas arquitectónicas.
El trabajo se centra en el algoritmo en dos pasos
que forma parte del método heurístico que permite
resolver el problema.
An integrated tool with a three modules architecture, for automatic drawing of a-dimensional 2D
distributions has been developed and presented
in this article. We concentrate on the two-step
algorithm by introducing a heuristically method.
El primer paso consiste en el dibujo de los espacios exteriores y se basa en la equi-distribución
de los lados de la planta. El segundo consistente
en el dibujo de los espacios interiores se basa en
un algoritmo de búsqueda en profundidad con
evaluación de nodos intermedios y retroceso, lo
que permite evitar procesos aleatorios a la vez que
optimizar el proceso a partir de la determinación
de las adyacencias entre locales del grafo inicial
y tomando como punto de partida las soluciones
topológicamente correctas previamente determinadas.
As a first step, that deals with the drawing of the
external spaces and is based in the equal part division of the plan sides. The second step deals with
the drawing of the internal spaces and is based
on a heuristic search in depth with backtracking.
The search algorithm presented here manages to
filter and drive the search. The search then is not a
ramdom process, but is driven by the adjacencies
between the premises given in the initial graph.
The topological structure of solutions for rectangular plans is given as input of process.
403-22
Palabras clave: Métodos heurísticos, Modelos
de Grafos, Diseño arquitectónico, Soluciones
topológicas, CAD inteligente.
keywords: Heuristics methodos, Graph models,
Architectural design, Topological solutions, Intelligent CAD.
Facultad de Informatica (U.P.M), Madrid. España.
Centro de Seguridad y Durabilidad Estructural y de Materiales (U.P.M-C.S.I.C).
(*)
(**)
(***) Instituto de Ciencias de la Construccion Eduardo Torroja (C.S.I.C.), Madrid. España.
Facultad de Ciencias Economicas y Empresariales (U.N.E.D.), Madrid. España.
(****)
Persona de contacto/Corresponding author: [email protected] (M. Álvarez)
1. Grafo asociado con una distribución y diferente distribución asociada
con el mismo grafo.
1. Introducción
Una de las tareas más arduas durante el diseño
arquitectónico es crear un esquema básico,
una distribución en planta, que muestre la
primera concreción espacial y formal de un
programa arquitectónico previamente establecido. El proceso es tedioso y consume
mucho tiempo debido a que es necesario
dibujar muchas alternativas de solución que
permitan después de una evaluación seleccionar la óptima. Actualmente existen diversas
herramientas CAD que actúan como meros
colaboradores no como un agente para automatizar del proceso de diseño, pero no existen
herramientas informáticas que automaticen
el proceso proporcionando alternativas de
distribuciones en planta.
Una distribución en planta es una representación gráfica de un plano arquitectónico con
sus espacios y elaciones entre ellos. La teoría
de grafos (1-7) es el instrumento matemático
utilizado usualmente para representar de forma abstracta los distintos tipos de relaciones
funcionales entre las diferentes habitaciones
o espacios que constituyen la planta, lo que
se denomina grafo de adyacencia. A cada distribución le corresponde un único grafo, pero
a cada grafo le pueden corresponder distintas
distribuciones sobre una planta, Figura 1.
Los autores han desarrollado un proceso
(8-12) para la generación automática de
distribuciones en planta basado en modelos
matemáticos y algoritmos heurísticos de
Inteligencia Artificial. Es un método general,
que no impone condiciones a priori sobre
las posiciones relativas entre espacios, válido para plantas rectangulares, que son las
únicas convexas que pueden ser cubiertas
por rectángulos. El proceso se desarrolla en
4 etapas sucesivas:
1. Determinar la realizabilidad de los grafos
o grafo sobre una planta elegida.
2. En caso afirmativo, generar todas las posibles soluciones topológicamente correctas.
3. Generar la realización adimensional de
las soluciones topológicamente correctas.
4. Imponer el cumplimiento de las condiciones dimensionales, etc.
A su vez se ha estructurado en las siguientes
fases:
a) En caso de planta no rectangular reducir
la misma a planta rectangular mediante la
adición de espacios ficticios adecuados,
que a su vez deben ser incluidos en los
grafos a comprobar.
b) Comprobar la realizabilidad del grafo
sobre la planta rectangular.
c) Generar las posibles soluciones topológicamente correctas sobre plantas
rectangulares.
d) Dibujar en forma adimensional las soluciones topológicamente correctas.
e) Imponer las condiciones dimensionales,
de orientación, etc. para dibujar las plantas dimensionadas.
La descripción de las fases a-c ya ha sido
presentada de forma teórica en (10-11). En el
presente trabajo se aborda la solución de la
etapa 3 (fase d del proceso) desarrollando una
herramienta informática con un arquitectura
de tres módulos. El segundo modulo, el
corazón de la herramienta, se ha realizado
mediante el desarrollo de dos algoritmos:
1. Para el trazado de los locales exteriores,
basado en la división en partes iguales de
los lados del rectángulo principal (a partir
de ahora la planta).
2. Para el trazado de locales interiores, basado
en una técnica de búsqueda heurística en
profundidad, con evaluación de nodos
intermedios y backtracking, una característica
del proceso de resolución de problemas
llevada a cabo por el hombre habitualmente.
1
84
Están basados en la idea desarrollada
por F. Y. Young y D. F .Wong (13-16), un
mecanismo de inferencia de preproceso
AD2D: Herramienta para el dibujo automático de distribuciones en planta adimensionales 2D
usado en el diseño integrado de circuitos y
sistemas. Puede ser aplicada en los diseños
arquitectónicos debido a que ambos diseños
presentan muchos puntos en común en su
resolución.
Con el desarrollo de este trabajo se pretende:
1. Poder definir un algoritmo heurístico que
imite los pasos que sigue un diseñador para
obtener una solución no solo correcta si no
estéticamente aceptable.
2. Implementar dicho algoritmo en una
herramienta informática
3. Servir de base al proceso del Trazado
Dimensional de Plantas Arquitectónicas
2. Trabajos relacionados
Desde la aparición de los computadores
se ha intentado desarrollar aplicaciones
informáticas para automatizar el proceso
de generación de distribuciones en planta
de edificios y facilitar el trabajo de los
arquitectos. Se han realizado diversas
aproximaciones para resolver el problema
utilizando en cada época las técnicas y
métodos existentes, aunque no existe una
herramienta que resuelva completamente el
problema.
o árboles de búsqueda que están bien
adaptados a los problemas de generación
de plantas arquitectónicas donde se trabaja
sobre un conocimiento previo de la estructura
del problema; procedimientos deductivos
basados en un sistema de satisfacción de
restricciones o en sistemas expertos que son
implementados en lenguajes de programación
lógica como Prolog o Lisp; Procedimientos
evaluativos basados en la teoría de decisiones
que usan técnicas de ayuda a la decisión
como multicriterio, multiatributo,etc. En la
actualidad se están usando procedimientos
de la Web semántica que se basan en el
lenguaje RDF desarrollado específicamente
para modelizar el conocimiento.
2. Diagrama de flujo de los módulos
de la herramienta.
El proceso desarrollado por los autores de
este trabajo, (8-12) combina una técnica
numérica, la teoría de grafos, con una
técnica de Inteligencia Artificial como son
los procedimientos heurísticos. Buscan la
solución o soluciones por medio de una
secuencia de estados con una evaluación
en cada paso. Añaden una estrategia de
backtrackinc o retroceso, que es la llevada
a cabo implícitamente por el arquitecto,
en su proceso de diseño para solucionar
situaciones de bloqueo.
En la década de los cincuenta se empiezan a
utilizar métodos como el Systematic Layout
Panning (SLP), y modelos matemáticos (17).
En, los sesenta se empieza a introducir la
teoría de grafos (18, 19). En los setenta y principios de los ochenta surgen con fuerza los
modelos matemáticos y algunos algoritmos
de Inteligencia Artificial (20- 22). Al final de
la década empiezan a usarse herramientas
de inteligencia artificial como los sistemas
expertos. Su uso continúa en la década de
los noventa con un conjunto de técnicas para
la optimización global (23-35), lógica fuzzy,
algoritmos genéticos, etc.
En la actualidad, los procedimientos de
resolución del problema se clasifican en
función de las técnicas usadas. Existen
procedimientos basados en técnicas
numéricas (36) siendo el más comúnmente
utilizado el método de Newton-Raphson de
resolución de sistemas de ecuaciones no
lineales, también se usa la teoría de grafos
descomponiendo en este caso el problema en
dos fases sucesivas: i) Generación de esquemas
adimensionales y ii) Dimensionamiento. (3739)
En cuanto a procedimientos basados en
técnicas de inteligencia artificial (40-44) se
pueden destacar: Procedimientos Estocásticos
o metaheurísticos; procedimientos heurísticos
2
3. Diseño de la herramienta
La Figura 2 describe la arquitectura de la
herramienta propuesta, la organización de
la solución completa y las dependencias
entre sus módulos. Consta de tres módulos
que interactúan en un proceso espiral. Las
diferentes soluciones representan las diferentes alternativas que deben considerarse en
proceso de diseño arquitectónico.
1. Módulo esquema o descripción: donde
se realiza el análisis del tema y se toman las
85
a interiores en el sentido de las agujas
del reloj empezando por la esquina 1-2.
– Grafo de Adyacencia, donde a cada
local se le asigna un vértice y las relaciones entre locales son consideradas
como ejes del grafo.
3
dx
dx
– Envoltura real de un local, es el conjunto
de locales que tienen contacto con él ya
sea en parte de un lado o en un vértice,
Figura 3.
– El tipo de local
dy
A
Interior, si los vértices de su envoltura forman
un ciclo (envoltura cerrada), local E de la
Figura 4.
dy
4
3. Tipos envoltura real.
4. Tipos de locales.
decisiones sobre los datos de entrada a la
herramienta y el lenguaje y software a utilizar
para su desarrollo.
2. Módulo general de generación: se puede
considerar como el núcleo o corazón del sistema. Se dibujan en forma adimensional las soluciones topológicamente correctas generadas.
3. Módulo de explotación: donde se realizan
y se visualizan las consultas realizadas a la
herramienta.
A continuación se describe cada uno de los
módulos que forman parte de la herramienta.
3.1. El módulo esquema
A su vez se descompone en dos fases: Selección de los datos de entrada y del Software
a utilizar en el desarrollo de la aplicación.
3.1.1. Selección de los datos de entrada
Los datos de entrada al problema que deben
ser correctos, es decir poder tener representación en un espacio bidimensional, son ver
Figura 2:
• Las soluciones topológicamente correctas,
desarrolladas por los autores en la etapa c
del proceso en base a:
– Programa arquitectónico, un conjunto de
locales rectangulares de distinto tamaño,
Figura 1 de manera que tapizan una planta
también de forma rectangular. Están
agrupados siguiendo unos criterios de
accesibilidad entre los mismos, los cuales
dependen a su vez de la funcionalidad.
Los locales deben numerarse de exteriores
86
• Propiedades de los locales, se debe definir
por cada local:
Exterior, si los vértices de su envoltura no
forman un ciclo (envoltura abierta), locales
A, B, C, y D de la Figura 4.
– Los lados exteriores, si el local es exterior, 1, 2, 3, 4 de la Figura 4.
– Si el local es vertical, el local o locales
verticales a él conectados por un vértice.
– La envoltura ficticia si el local es interior. Se calcula recursivamente sobre su
envoltura real hasta que exista un local
tipo D o un local interior previo.
3.1.2. Selección del Software a utilizar
Las características de trabajo, sugieren el uso
del paradigma de la programación orientada
a objetos como una manera fácil y directa
de representar los componentes del espacio
de diseño y las relaciones entre ellos. En
la implementación de los algoritmos del
modulo de generación de la herramienta se
ha utilizado el lenguaje C++.
Aunque no se describen en este trabajo se ha
implementado una base de datos de locales
en MySQL 5.0 para almacenar la información de las plantas generadas. También se
ha implementado en C#, lenguaje incluido
entre los lenguajes del entorno Visual Studio.
NET, una interfaz para la visualización de
las soluciones generadas por los algoritmos
descritos que se conecta con la base de datos
y extrae la información. Debido al uso de
C++ en la implementación de los algoritmos,
su traslado a C# y a los entornos .NET resultò
sencillo por la similitud de sintaxis existente
entre estos leguajes de alto nivel.
3.2. Módulo de generación de locales
Este módulo donde se generan todas las soluciones posibles, se desarrolla a su vez en dos
fases: Tratamiento de los datos de entrada y Trazado de los locales que constituyen la planta.
cilla computacionalmente de llevarlo a cabo
cuando se desconocen las dimensiones que
tiene que tener cada una de las partes.
5. Trazado de locales tipo A.
3.2.1. Tratamiento de los datos de entrada
El input es la información suministrada por
el algoritmo de generación de soluciones
topológicamente correctas, paso c del proceso general:
• La lista con todos los locales
• El tipo de local, interior o exterior, y si es exterior los lados exteriores
• La envoltura real del local
El algoritmo consta de 5 pasos que se realizan
de manera consecutiva:
1. Trazado de locales Tipo A
2. Trazado de locales Tipo B
3. Trazado de locales Tipo D
4. Generación de raíces
5. Detección y corrección de huecos y solapamientos
1. Trazado de locales tipo A
3.2.1.1. Clasificación de los locales
Dependiendo del número de lados exteriores
de una local, número y consecutividad de los
mismos se generan cuatro listas de locales de
los diferentes tipos ya vistos:
• Locales Tipo A, tres lados exteriores consecutivos: 1-2-3, 2-3-4, 3-4-1, 4-1-2
• Locales Tipo B, dos lados exteriores consecutivos: 1-2, 2-3, 3-4, 4-1
• Locales Tipo D, un lado exterior: 1, 2, 3 y 4
• Locales Tipo E, ningún lado exterior
Los locales tipo C no van a aparecer como
parte del problema y no se tienen en cuenta ya
que son poco comunes y dividen en dos partes
independientes la planta. Debido a esto en
pasos previos del proceso se divide el grafo por
cada vértice tipo C, dividiendo así el problema
inicial en varios subproblemas independientes.
Para trazar locales tipo A únicamente es necesario fijar una coordenada, una dimensión
del local viene fijada por dos de los vértices
de la planta y sólo es necesario fijar una de
las dimensiones de cada local (alto o ancho),
debido a que ocupan un lado exterior completo de la planta.
Generalizando el procedimiento para cualquier local tipo A, si se supone el local j
un local tipo A con lados exteriores l, m,
n consecutivos y siendo m el lado exterior
que ocupa por completo el local j, se tiene,
Figura 5:
3.2.1.2. Cálculo del número de locales por
cada lado exterior
Se calculan las siguientes constantes que
serán utilizadas en el trazado de locales
exteriores:
• N1, número de locales con un lado exterior
en el lado 1.
en el lado 2.
en el lado 3.
en el lado 4.
5
d coordenada_libre = MAX_coordenada_libre/
MAX(Nl, Nn)
Donde:
3.2.2. Trazado de los locales
es un lado exterior
vertical | y, si m es un lado exterior horizontal,
según indica la Figura 5.
coordenada_libre = x, si m
El método seguido consiste en trazar ordenadamente, primero los locales exteriores y a
continuación los interiores.
3.2.2.1. Trazado de los locales exteriores
dx = ancho del local
dy = altura del local
El principio básico para el trazado de locales
exteriores es “colocar los locales exteriores
dividiendo los lados exteriores de la planta
en partes iguales” que es la forma más sen-
Nl = número de locales que tienen lado exterior
en el lado l
Nn = número de locales que tienen lado exterior
en el lado n
87
6. Huecos y solapamientos entre
locales exteriores.
MAX(Nl, Nn) = Máximo entre los dos números
MAX_coordenada_libre = (MAX_X si dx o MAX_Y si
dy) Eq (1).
7. Trazado de locales tipo B.
3. Trazado de locales tipo D
anteriores
8. Trazado de locales tipo D.
Como este tipo de locales ocupa parte de
dos lados exteriores opuestos, se complica
la división en partes iguales en ambos lados,
Figura 6:
• Si se hace la división según el lado que
menor número de locales tiene, se produce un solapamiento entre locales del lado
opuesto.
• Si se realiza según el lado de mayor número de locales, se genera un hueco entre
locales exteriores del lado opuesto. Esta
solución es la elegida debido a que es más
sencilla de tratar.
Se determinan los valores de las coordenadas x, y de los vértices del local situados sobre el lado exterior y de la coordenada x de
los vértices restantes en el caso de los locales
con lado exterior 2 ó 4, o de la coordenada
y en los restantes de los locales con lado
exterior 1 ó 3. La coordenada que queda por
definir se determina más adelante, Figura 8.
Generalizando el procedimiento para cualquier
local tipo D, se supone el local j un local tipo D
con lado exterior m:
d coordenada_lado = MAX_coordenada_lado / Nm,
Eq( 4)
Donde:
coordenada_lado = x, si m es un lado exterior horizontal | y, si m es un lado exterior vertical.
dx = ancho del local j | dy = altura del local j
Nm = número de locales que tienen lado exterior
en el lado m
MAX_coordenada_libre = Máximo valor
para x o y dentro de las dimensiones de la
planta (MAX_X o MAX_Y respectivamente).
6
2. Trazado de locales tipo B
dx
El proceso es más sencillo que el trazado de
locales tipo A. En los locales tipo B es necesario fijar solo un valor para la coordenada
x y un valor para la coordenada y de cada
vértice del local en base a la división en partes
iguales de cada uno de los lados exteriores
de los que forma parte el local. El resto de
coordenadas está predeterminado por la
situación del local, son esquinas.
dx
dy
dy
7
Generalizando el procedimiento para cualquier
local tipo B, se supone el local j un local tipo B
con lados exteriores m (lado horizontal), n (lado
vertical) consecutivos:, Figura 7.
4. Generación de raíces
El diseño en planta, englobado dentro del
diseño espacial, pertenece a un grupo de
problemas para los cuales una búsqueda
heurística en espacios de estados, llamados
en este caso “raíces-plantas”, resulta una
solución aceptable.
Para generar un número de distribuciones en
planta es necesario generar las raíces donde
colocar los locales interiores. Estas raíces se
determinan en función del número de los
locales tipo D y deben ser iguales al número
de estos locales más uno. Los locales tipo D
deben ocupar el espacio interior vacio. La
ocupación de este espacio se realiza para facilitar la colocación de los locales interiores.
dx
dx
dy
dx = MAX_X/ Nm Eq (2)
dy = MAX_Y/Nn, Eq (3)
dy
8
88
Donde:
MAX_X = máxima coordenada x en la planta
MAX_Y = máxima coordenada y en la planta
Nm = número de locales con lado exterior en m
Nn = número de locales con lado exterior en n
dx = ancho del local, j
dy = altura del local, j
En este caso para el ejemplo de la Figura 1
se deben generar cinco raíces. Este espacio
puede ampliarse considerando una sexta
raíz generada de la misma forma que la
primera, pero tomando como referencia
los dos locales restantes del lado exterior
de camino mínimo.
Por ejemplo, el local de la esquina 1-2,
Figura 7:
1. Generación de la raíz del primer árbol
Se trata de que los locales D del lado exterior
de camino mínimo y los locales D de su
opuesto ocupen la mayor parte del espacio
interior de la planta. El proceso es el siguiente:
dx=longitud máxima horizontal partido el
número de locales del lado exterior 2
dy=longitud máxima vertical partido entre el
número de locales de lado exterior 1.
1. Se calcula el lado exterior de camino
mínimo, que es aquel separado de
su opuesto por un menor número de
locales.
2. Para los locales de lado exterior el de
camino mínimo y para los locales del
lado exterior opuesto al de camino
mínimo se divide la dimensión total
entre 2, Figura 9:
d coordenada_libre =
= MAX_coordenada_libre /2 Eq (5)
3. Para el resto de locales se opera igual
que para la dimensión libre de los locales tipo B, los locales de las esquinas, de forma que ocupen el menor
espacio de entre los 2 posibles. De
ahí que se divida entre el máximo
de sus lados exteriores consecutivos
(anterior, m, y posterior, n).
raíz, tomando como referencia los siguientes
al camino mínimo sucesivamente. Así para
la tercera ocuparán el espacio interior los
locales del lado exterior siguiente al de
camino mínimo, para la cuarta el siguiente al
lado tomado para la tercera y para la quinta
el siguiente al lado tomado para la cuarta.
Suponiendo m el lado exterior de camino
mínimo:
9. Generación de la primera raíz:
(a) si lado exterior de camino mínimo 1 ó 3.
(b) si lado exterior de camino mínimo 2 ó 4.
10. Generación de la segunda raíz
(a) si 2 lado exterior de camino
mínimo 2.
(b) si 1 lado exterior de camino
mínimo 1.
• Tercer árbol: lado exterior referencia =
Sig(m).
• Cuarto árbol: lado exterior referencia =
Sig(Sig(m)).
• Quinto árbol: lado exterior referencia =
Sig(Sig(Sig(m)))
d coordenada_libre = MAX_coordenada_libre /
MAX(Nm, Nn) Eq (6)
De las ecuaciones se tiene:
coordenada_libre = y si lado exterior de ca-
mino mínimo horizontal (2 ó 4) | x si lado
exterior de camino mínimo vertical (1 ó 3).
Por ejemplo, si el lado exterior de camino
mínimo es 1, entonces los locales de éste
y del lado exterior 3 ocuparan el espacio
interior de la planta Figura 9a. Si el lado
exterior de camino mínimo es 2, entonces
los locales de este y del lado exterior 4,
ocuparan el espacio interior de la planta,
como se observa en la Figura 9b.
9
2. Generación de la raíz del segundo árbol
Se pretende que los locales tipo D del
lado exterior de camino mínimo ocupen
la mayor parte del espacio interior de la
planta, Figura 10.
Es decir, se le da la dimensión completa menos la parte correspondiente a los locales
del lado exterior opuesto. Así, suponiendo
m lado exterior de camino mínimo de local
j y, n, l lados exteriores consecutivos a m:
d coo = dd coordenada_libre = MAX_coordenada_libre – (MAX_coordenada_libre / MAX(Nn,
Nl) Eq (7)
Para el resto de locales se opera de la forma
usual dándole la menor dimensión, Figura 10. Es decir, suponiendo el lado exterior
distinto de m (n, l o p opuesto de m):
d coordenada_libre = MAX_coordenada_libre /
MAX(Nm, Np) xEq (8)
3. Generación de la raíz del tercer, cuarto
y quinto árbol
Para generar el resto de raíces de los tres
árboles restantes de soluciones se procede
de igual forma que para generar la segunda
10
Se consigue que consecutivamente todos los
locales tipo D participen en la ocupación del
espacio interior.
4. Detección y Corrección de huecos y
solapamientos
Se trata de corregir algún hueco o solapamiento entre locales al trazar locales tipo B
y tipo D. Para poder detectar los huecos se
deben seguir los pasos siguientes:
1. Estudiar la consecutividad de los vértices
exteriores de los locales.
2. C orregir el hueco que se forma si se
encuentra algún vértice exterior que pertenece a un único local y no es vértice
de la planta.
89
11. Colocación de local interior en
local exterior tipo D de lado exterior 1.
12. Colocación del local interior j
dentro del local interior k.
Para ello debe aumentarse la dimensión correspondiente al local del vértice detectado
hasta alcanzar un lado del siguiente local.La
detección de solapamientos es un proceso más
complicado, sólo puede darse entre locales tipo
D con locales tipo B de lado exterior opuesto.
Para poder detectar los solapamientos se
debe seguir los pasos siguientes:
1. Estudiar la colocación de los vértices
interiores de cada local. Si existe algún
vértice interior que cae dentro del área
de otro local entonces hay solapamiento.
2. Corregir el solapamiento disminuyendo la
dimensión del local hasta conseguir salir
del área del otro local.
11
exterior 2 ocupará la mitad inferior, de lado
exterior 3 la mitad izquierda y lado exterior
4 la mitad superior.
Por el contrario cuando se coloca un local
interior en otro local interior puede ocupar
cualquiera de las posiciones dentro de
él: izquierda, derecha, inferior o superior,
Figura 12.
En este trabajo para trazar los locales
interiores, se ha desarrollado un algoritmo
de dos pasos empleado procedimientos
heurísticos. Es decir, se busca la solución
o soluciones a través de una secuencia de
estados, con una evaluación en cada paso,
basada en el estado parcial de los datos
especificados. El proceso se representa en
un árbol estado-acción, donde el vértice
raíz representa el estado inicial de los datos,
las ramas son operaciones alternativas
que pueden llevarse a cabo, los nodos
intermedios son soluciones parciales y los
nodos finales soluciones definitivas. Se
ha usado el backtracking con el objeto de
solucionar situaciones de bloqueo en el
diseño, esto es, situaciones en las que, a partir
del diseño alcanzado, sea imposible avanzar
mediante refinamientos hasta conseguir un
diseño que cumpla las restricciones.
12
3.2.2.2. Trazado de locales interiores
El principio básico para el trazado de los
locales interiores o locales tipo E es que se
tratará de “colocar los locales interiores en
locales exteriores tipo D o en locales interiores
previamente trazados” siempre que no sean
locales verticales al local interior a colocar.
Por este motivo se ha ocupado el espacio
interior de la planta con los locales tipo D
en la generación de raíces.
Antes de entrar a desarrollar el algoritmo para
el trazado de locales interiores es necesario
conocer las diferentes posiciones que puede
ocupar un local interior en un local exterior
tipo D o en otro local interior.
En un local exterior tipo D solo puede
colocarse un local tipo E en la mitad opuesta
a su lado exterior. Es decir, si el local es de
lado exterior 1 el local interior ocupará
su mitad derecha Figura 11, si es de lado
90
El algoritmo consta a su vez de tres pasos:
1. Búsqueda, que va generando los distintos nodos del árbol.
2. Corrección, que opera sobre los nodos
generados en la búsqueda.
3. Evaluación de cada uno de los nodos,
de cada uno de los nodos. Poda y retroceso, backtraking cuando proceda.
1. Búsqueda
El algoritmo de búsqueda empleado, basado
en búsqueda heurística en profundidad va
generando los diferentes caminos de cada
árbol de manera recursiva, a partir de las
cinco raíces generadas, obteniéndose cinco
árboles estado-acción.
Por cada local tipo D y por cada local interior E pertenecientes a la envoltura real del
local interior a colocar se obtiene un nodo
dentro del nivel del árbol correspondiente a
dicho local. En el caso de que la envoltura
real del local interior no tenga locales tipo D
o locales interiores ya trazados en la planta
debe calcularse su envoltura ficticia y seguir
el mismo procedimiento.
13. Diagrama de flujo.
Lo que se hace es aplicar recursividad sobre la lista de locales interiores a colocar,
de modo que para cada local de la lista se
llevan a cabo los pasos indicados en el diagrama de flujo de la Figura 13. La raíz será
la planta con el trazado de los locales exteriores, parte de los cuales ocupan el espacio
interior. Los nodos intermedios se van generando a medida que se colocan los locales
interiores, por lo que cada nivel intermedio
del árbol se corresponde con la colocación
de un local interior en la planta. Los nodos
finales de nivel n son las soluciones finales
obtenidas tras la corrección de la planta
final, con todos los locales ya trazados, de
tal forma que cumpla con los requisitos de
entrada, adyacencias entre locales.
Existe una excepción a la hora de realizar la
búsqueda y colocar el primer local interior,
cuando no existen locales tipo D en la planta y este caso se reduce a la configuración
mostrada en la Figura 14.
En este caso, la raíz con los locales exteriores
que se genera, es la planta dividida en cuatro
partes ocupando todo el espacio, Figura 14
(caso A). Para resolver esto, se hace un hueco
interior rectangular sobre el que se colocará
el primer local interior. A partir de aquí el
procedimiento de búsqueda se normaliza.
El hueco interior se logra:
• disminuyendo el área de la esquina 1-2 y
aumentando la 2-3 (Caso b)
• disminuyendo el área de la esquina 2aumentando la 3-4 (Caso c)
13
14. Caso de excepción.
aumentando la 4-1 (Caso d)
aumentando la 1-2 (Caso e)
En este caso solo se genera un árbol de
soluciones de profundidad:
profundidad= nº locales interiores+1
En este caso excepcional solamente una
raíz es la entrada al proceso. En los demás
casos el árbol de soluciones tiene una profundidad:
profundidad= nº locales interiores
+2(raíz + hojas del árbol)
14
91
15. Caso de estudio.
2. Corrección
La distintas configuraciones que se van formando mediante el algoritmo de búsqueda,
no llegan por si solas a generar una solución.
El algoritmo de corrección trata de encaminar
las soluciones potenciales hacia una solución
final, de modo que cumpla el mayor número
de adyacencias de entrada entre los locales ya
colocados. Para ello se deben corregir las envolturas de los locales colocados en cada una de
ellas, y decidir posteriormente si se continúa o
no con la búsqueda de solución por cada rama
(aplicación de la condición de evaluación).
De este modo será necesario:
• Hacer que locales que NO deben ser
adyacentes en la planta, y se han trazado
como adyacentes dejen de serlo. Para ello
será necesario disminuir una dimensión
de uno de los locales implicados. En este
caso se va a procurar modificar, siempre
que se pueda, el local objeto de estudio.
• Corregir los locales que deben ser adyacentes y se hayan trazado como no
adyacentes. Para ello se debe aumentar
la dimensión o dimensiones, en algunos
casos, del local que no es objeto de estudio, en este caso, para evitar caer en un
bucle infinito.
3. Condición de evaluación. poda o backtracing
Es necesario acotar el espacio generado por
los distintos árboles estado-acción, de forma
que se reduzca la complejidad del sistema.
Es necesario un algoritmo de evaluación, que
sea capaz de podar aquellas ramas del árbol
que no generen solución al problema inicial
tras el estudio de sus nodos intermedio.
El proceso que debe seguirse implica:
• Evaluar cada nodo obtenido como resultado de la aplicación del Algoritmo de
Corrección para determinar si es potencialmente una solución o no.
• Podar y eliminar del proceso de búsqueda
la rama del árbol correspondiente, cuando
en uno de los trazados (intermedios o
final) de los obtenidos durante el proceso
de corrección, existe un local completamente solapado.
• Evaluar después de la corrección parcial
de cada nodo intermedio estudiando, “si
durante el proceso de corrección de la
envoltura en planta de un local, ha sido
necesario ampliar el alto o ancho de uno
de los implicados, de forma que solape
por completo a otro de los ya trazados”,
podando esa rama.
• Hacer backtracking para retroceder en
la búsqueda comenzando la exploración
de una nueva rama.
Así se obtienen 5 espacios de soluciones
formados por los nodos hoja de los 5 árboles estado-acción.
3.3. Modulo de explotación
Hasta que la herramienta se integre con las
realizadas anteriormente a ella en el desarrollo de los pasos del proceso completo
de trazado automático de plantas, de las
que tomara los datos de entrada, es necesario introducir los datos desde teclado en
muestra la interfaz de usuario, una ventana
de petición de datos. Una vez introducidos
los datos no se le permite más interactividad
con el sistema.
Para finalizar la introducción de datos de
un local o indicar que un local es interior
basta pulsar 0.
4. EJEMPLO DE EJECUCIÓN
A continuación se explica el funcionamiento de la aplicación de generación de
distribuciones en plantas adimensionales
para el ejemplo de la Figura 15.
4.1. Modulo Esquema
El usuario solicitará al sistema que genere
los trazados de las distribuciones en planta correspondiente al grafo representado
en la Figura 15. La Figura 15a muestra el
15
92
número de locales y la Figura 15b el grafo de adyacencia con la relación entre los
locales.
4.1.2.2. Cáculo del número de locales por
cada lado exterior
16. Trazado del local tipo A (6).
17. Trazado del local tipo B (1 y 3).
La clasificación del número de locales por
lado exterior es la siguiente:
4.1.1. Datos de Partida
En la en la Tabla 1 se muestran los datos de
partida. Se deben indicar los locales que son
verticales. Como en este caso no hay locales
verticales en las plantas soluciones, no se ha
reflejado información sobre la propiedad de
verticalidad entre locales. Para indicar que
un local es interior, se fija el 0 como lado
exterior.
Locales
Lados exteriores Envoltura
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1-2
2
2-3
3
3
3-4-1
1
0
0
2-7
1-3-7-8-9
2-4-9
3-5-9
4-6-7-8-9
5-7
1-2-5-6-8
2-5-7-9
2-3-4-5-8
4.1.2. Modulo de generación de locales
Una vez entrados los datos se procede a
realizar las siguientes operaciones:
N1 = 3, los locales 1, 6 y 7 tienen como lado
exterior el 1
N2 = 3, los locales 1, 2 y 3 tienen como lado
exterior el 2
N3 = 4, los locales 3, 4, 5 y 6 tienen como
lado exterior el 3
2
1
3
v1
6
v3
MAX_Y
v2
MAX_Y/4
v4
4
16
N4 = 1, sólo el local 6 tiene como lado
exterior el 4
4.1.2.3. Trazado de locales exteriores
Son los locales 6, 1 3, 2, 4, 5 y 7.
4.1.2.1. Clasificación de locales
a) Local 6 de lados exteriores 2, 4, 1.
La clasificación de los datos sobre locales,
en función del número y consecutividad
de los lados exteriores de cada local, es la
siguiente:
Su trazado se muestra en la, Figura 16.
Tipo A:
v1.x = v3.x = 0.0, por la propiedad de rectangularidad del local
v2.x = v4.x = MAX_X, por la propiedad de
rectangular dad del local
3 lados exteriores consecutivos: 3-4-1,
local 6
Tipo B:
2 lados exteriores consecutivos: 1-2 local 1
2 lados exteriores consecutivos: 2-3 local 3,
Tipo D:
1 lado exterior: 2 local 2,
1 lado exterior: 3 local 4
Locales Tipo E:
0 lados exteriores: local 8 y 9
Por lo tanto el orden de colocación de
locales en la planta será: 6, 1, 3, 2, 4, 5,
7, 8 y 9.
Las coordenadas iniciales de los cuatro
vértices son:
v3.y = MAX_Y
v4.x = MAX_X
v4.y = MAX_Y
La coordenada v1.y es:
v1.y = MAX_Y – (MAX_Y / MAX(N1, N3))
Como N1 = 3, N3 = 4 à MAX(N1, N3) =
N3 = 4
2
1
3
v1
v3
6
v2
MAX_Y
MAX_Y/4
v4
4
17
93
v1.y = MAX_Y – (MAX_Y / N3)
v1.y = MAX_Y – (MAX_Y / 4)
v2.y = v1.y, por la propiedad de rectangularidad del local
18. Trazado de los locales tipo D (2,
4, 5 y 7).
4.1.2.4. Trazado de locales tipo B
Son los locales 1y 3. Sus trazados se muestran
en la Figura17.
a) Local 1de lados exteriores 1-2.
vértices son:
Para los lados exteriores 1 y 2, N1 = 3 y N2 = 3
v1.x = v3.x = 0.0
v1.y = v2.y = 0.0
v2.x = v4.x = MAX_X / 3
v3.y = v4.y = MAX_Y / 3
b) Local 4 con lado exterior 3.
Las coordenadas iniciales:
v2.x = v4.x = v4(local 1).x = MAX_X
v2.y = v1.y = v4(local 1).y
v4.y = v3.y = v2.y + MAX_Y/N3 = v2.y +
MAX_Y/4
c) Local 5
Se conocen las coordenadas del vértice 2,
que serán iguales a las coordenadas del
vértice 4 del local 4.
Las coordenadas iniciales son:
v2.x = v4.x = v4(local 4).x = MAX_X
v4.y = v3.y = v2.y + MAX_Y/N3 = v2.y +
MAX_Y/4
d) Local 7 con lado exterior 1
b) Local 3 con lados exteriores 2-3
vértices son:
Para los lados exteriores 2 y 3, N2 = 3 y N3 = 4
Las coordenadas iniciales son:
v3.x = v1.x = v1(local 6).x = 0.0
v1.y = v2.y = v3.y – MAX_Y/N1 = v3.y –
MAX_Y/3
4.1.2.6. Generación de Raíces
v1.x = v3.x = MAX_X – (MAX_X / 3)
v1.y = v2.y = 0.0
v2.x = v4.x = MAX_X
v3.y = v4.y = MAX_Y / 4
Falta por determinar la dimensión y del local
2 y la dimensión x de los locales tipo D (4,
5 y 7). El dar una dimensión u otra a cada
uno de estos locales determina las 5 raíces
de cada uno de los árboles de soluciones.
MAX_X/3
a) Raíz del primer árbol de soluciones
MAX_X
Determina la coordenada libre de los locales de lado exterior de camino mínimo y los
del opuesto. Para ello se debe determinar el
lado exterior de camino mínimo estudiando
las envolturas de cada uno de los locales .
En este caso se tiene:
2
1
MAX_Y/3
1
2
3
4
7
5
3
MAX_Y
MAX_Y/4
MAX_Y/4
6
4
18
4.1.2.5. Trazado de locales Tipo D
Son los locales 2, 4, 5 y 7. Su trazado se
muestra en la Figura 18. Se determina una
sola de las dos dimensiones, la otra se calculara posteriormente.
a) Local 2 con lado exterior 2.
Se coloca en primer lugar. Las coordenadas
iniciales son:
v1.x = v3.x = v2(local 1).x
v1.y = v2.y = v2(local 1).y = 0.0
v2. x = v4.x = v2(local 1).x + MAX_X/N2 =
v2(local 1).x + MAX_X/3
94
1) Lado exterior 1
– distancia entre local 1 y local 3: 2 (1-2 y 2-3)
– distancia entre local 1 y local 4: 3
2) Lado exterior 2
3) Lados exteriores 3 y 4
El estudio sería equivalente a la de los lados
exteriores 1 y 2, pero como se va a tomar
el menor, no es necesario llevarlo a cabo.
Se obtiene así que el lado exterior de camino mínimo es el lado exterior 1 al que
pertenece el local 7 y su opuesto es el lado
exterior 3, ya que la distancia mínima entre
dos locales es 1, que es la distancia entre el
local 7 y el local 5.
Al igual que en la primera raiz se debe corregir el hueco existente entre los locales 6
y 7, para generar definitivamente la raíz del
segundo árbol de soluciones.
Aplicando el algoritmo las coordenadas
resultantes son:
c) Generación de la raíz del tercer árbol de
soluciones
v32.y = v42.y = MAX_Y/N3 = MAX_Y/4
v14.x = v34.x = MAX_X/2
v15.x = v35.x = MAX_X/2
v27.x = v47.x = MAX_X/2
Las coordenadas resultantes de aplicar el
algoritmo son:
En la Figura 19I se puede ver la raíz inicial del
primer árbol de soluciones para el ejemplo
dado en la Figura 15.
b) Generación de la raíz del segundo árbol
de soluciones
algoritmo son:
v32.y = v42.y = MAX_Y/N3 = MAX_Y/4
v14.x = v34.x = MAX_X – (MAX_X/N2) =
MAX_X – (MAX_X/3)
v15.x = v35.x = MAX_X – (MAX_X/N2) =
MAX_X – (MAX_X/3)
v27.x = v47.x = MAX_X – (MAX_X/N2) =
MAX_X – (MAX_X/3)
En la Figura 19II se puede ver la raíz inicial
del segundo árbol de soluciones para el
ejemplo dado.
19. Raíces iniciales de los 5 árboles.
v32.y = v42.y = MAX_Y – (MAX_Y/N3) =
MAX_Y – (MAX_Y/4)
v14.x = v34.x = MAX_X – (MAX_X/N2) =
MAX_X – (MAX_X/3)
v15.x = v35.x = MAX_X – (MAX_X/N2) =
MAX_X – (MAX_X/3)
v27.x = v47.x = MAX_X/N2 = MAX_X/3
En la Figura 19III se puede ver la raíz inicial
del tercer árbol de soluciones para el ejemplo dado.
d) Generación de la raíz del cuarto árbol de
soluciones
algoritmo son:
v32.y = v42.y = MAX_Y/N3 = MAX_Y/4
v14.x = v34.x = MAX_X/N2 = MAX_X/3
v15.x = v35.x = MAX_X/N2 = MAX_X/3
v27.x = v47.x = MAX_X/N2 = MAX_X/3
19
95
exteriores de las raíces, para generar la
forma definitiva las 5 raíces de cada uno de
los 5 árboles de soluciones que genera el
algoritmo, Figura 20.
En cada una de ellas se tiene:
v37.y = v47.y = v16.y
Se puede observar que no se han producido
solapamientos en ellos y no es preciso
corregir solapamientos entre locales
exteriores.
4.1.2.8. Trazado de locales interiores
Existen dos locales interiores tipo E, el 8 y
el 9. En este trabajo solo se va a exponer el
trazado del local 8. De manera análoga se
procedería para trazar el local 9.
20
20. Raíces finales de los 5 arboles.
21. Primer árbol de búsqueda.
21
En la Figura 19IV se puede ver la raíz inicial
del cuarto árbol de soluciones para el
ejemplo dado.
e) Generación de la raíz del quinto árbol de
soluciones
algoritmo son:
v32.y = v42.y = MAX_Y/N3 = MAX_Y/4
v14.x = v34.x = MAX_X – (MAX_X/N2) =
MAX_X – (MAX_X/3)
v15.x = v35.x = MAX_X – (MAX_X/N2) =
MAX_X – (MAX_X/3)
v27.x = v47.x = MAX_X/N2 = MAX_X/3
Se parte de la envoltura real del local interior
8 que es: 2-5-7-9
Se siguen los pasos del algoritmo para obtener, dentro del nivel del árbol correspondiente a cada local tipo D y por cada local
interior perteneciente a la envoltura real del
local, los árboles de búsqueda para cada
una de las raíces generadas anteriormente.
Para simplificar el ejemplo se va a indicar
solamente el primer árbol de búsqueda que
se muestra en la Figura 21.
4.1.2.8.2. Corrección aplicada al local 8
En la Figura 19V se puede ver la raíz inicial
del quinto árbol de de soluciones para el
ejemplo dado.
Sobre las plantas generadas en el último
nivel de cada árbol, se aplica el algoritmo
de corrección.
4.1.2.7. Detección y corrección de huecos y
solapamientos
Para simplificar el ejemplo se va a indicar
solamente la corrección de envolturas de la
primera rama del primer árbol de búsqueda,
Figura 22. El local 8 debe ser adyacente a los
locales 2, 5 y 7, según indica la envoltura
dada para dicho local en los datos de entrada.
En cada uno de los cinco casos de la Figura
19 existe el mismo hueco entre los locales 6
y 7. El siguiente paso es corregir los huecos
96
4.1.2.8.1. Búsqueda aplicada al local 8
4.1.2.8.3. Condición de evaluación, poda
o Backtracing aplicada al local 8
Como en el ejemplo de la Figura 22 no existe
ningún local solapado completamente por
otro local en ninguna de las fases de corrección, la rama correspondiente no debe ser
podada.
Si se siguiera con el proceso sobre todas las
ramas de los árboles de búsqueda se podría
ver que esta solución no es única, sólo es la
primera de ellas en el espacio de soluciones.
22
22. Proceso de corrección de la
primera rama del primer arbol
23. Trazados generados por el programa
23
4.3. Visualización de los resultados
Al finalizar todo el proceso de búsqueda
heurística, la herramienta devuelve las soluciones encontradas mostrando en pantalla
en el orden en que se van obteniendo. En la
Figura 23 se muestran los dos primeros trazados de planta obtenidos en la ejecución por
el programa para el ejemplo de la Figura 15.
5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
La herramienta presentada en este documento
es una primera aproximación para conseguir
automatizar el proceso de dibujo de
distribuciones en planta. Esto quiere decir
que existe la posibilidad de refinar más
aún la búsqueda heurística a través de los
árboles estado-acción, si se utilizan todas
las restricciones impuestas por el usuario
en cuanto a dimensión, y condiciones de
accesibilidad de cada uno de los locales
de la planta en la poda de ramas durante la
búsqueda de soluciones. Esto permite acotar
más el espacio de soluciones y por lo tanto,
facilitar la labor del arquitecto en el proceso
de diseño arquitectónico.
Tanto la imposición de las restricciones de
dimensiones, como el uso de las condiciones de accesibilidad entre locales, pueden
integrarse en la etapa de poda del algoritmo.
Actualmente, durante esta etapa se evalúan
condiciones que pueden no llegar a generar
ninguna solución a partir de un estado determinado del trazado, o que puede generar
soluciones idénticas a otras ya obtenidas por
caminos más sencillos en el árbol. Si además
de tener en cuenta la generación de solución
por la rama de un árbol durante la evaluación de un nodo intermedio, estado intermedio del trazado de planta, se amplía esta
evaluación de forma que se estudie si, cada
uno de los locales del trazado representado
en dicho nodo cumple las restricciones de
dimensión y de accesibilidad entre locales
impuestas por el usuario, se conseguirá una
solución ya no adimensional, si no dimensionada, aunque no sea la solución óptima.
La imposición de restricciones es muy eficaz
en el caso de llegar a encontrar soluciones,
pero sin embargo, puede llegar a perjudicar
al algoritmo de forma que al acotar tanto el
espacio de soluciones no se encuentre ninguna solución válida durante la búsqueda
heurística.
Se puede optimizar el proceso a fin de reconseguir la mejor solución posible de entre
los trazados automáticos, resultado de su
ejecución usando lenguajes de restricciones
como Prolog y otras técnicas, como algoritmos genéticos y técnicas multicriterio.
97
6. CONCLUSIONES
El proyecto de automatizar el proceso de
obtención de trazados de distribuciones en
planta es difícil de llevar a cabo debido a la
complejidad del mismo. Sin embargo se pueden desarrollar herramientas usando la teoría
de grafos y algoritmos de búsqueda heurística, para llegar a obtener diferentes soluciones
válidas para un problema de entrada.
La herramienta para el trazado automático
de esquemas adimensionales en planta,
presentado en este documento es una primera aproximación. Tiene una arquitectura
de tres módulos siendo el núcleo o corazón
del sistema el modulo segundo, desarrollado
mediante un algoritmo en dos pasos que imita
el proceder humano.
Por un lado el algoritmo logra filtrar y encaminar la búsqueda de forma que no sea
una búsqueda aleatoria o de “fuerza bruta”,
sino que sea una búsqueda guiada por las
adyacencias entre locales dadas en el grafo
inicial. Esto hace que sea más potente o más
fuerte dentro de los algoritmos heurísticos
vistos hasta el momento, sin alejarse de ser
un algoritmo general.
Es un algoritmo potente y bastante general,
a pesar de que se hace un refinamiento
exhaustivo en la búsqueda, pero no está
probado que sea válido para cualquier
problema inicial que sirva como entrada
a los pasos previos. A pesar de esto, deja
abierto un camino optimista para retomar
los métodos heurísticos como solución al
problema arquitectónico.
BIBLIOGRAFÍA
(1) Balacrishnan, V. K.: “Introductory discrete mathematics”. New York: Dover, 1991.
(2) Chatrrand, G.; Oellermann, O. R.: “Applied and algorithmic graph theory”, New York:
McGraww-Hill, 1993.
(3) Recuero, A.; Río, O.; Álvarez, M.: “Aplicación de la teoría de grafos a la planificación
y programación de proyectos”. Informes de la Construcción, 46, 431, 1994, 49-60.
(4) Recuero, A.: “Algorithms for path searching and graph connectivity analysis”. Advances
in Engineering Software, 23, 1995.
(5) Balacrishnan, V. K.: “Graph Theory”. New York: Schaum´s Outline Series, 1997.
(6) Harary, F.: “Graph Theory”. New Delhi: Narosa Publishing House, 1999.
(7) Saidur Rahman, Md.; Takao, N.; Shubhashis, G.: “Rectangular drawings of planar graphs”
J. Algorithms, 50, 1, 2004, 62-78.
(8) Recuero, A.; Álvarez, M.; Río O.: “Mapping a graph into a given rectangular plan (Realización de un grafo en recintos rectangulares sobre una planta definida). Published in
Spanish only”. Informes de la Construcción, 47, 437, 1995, 63-85.
(9) Recuero, A.; Álvarez, M.; Río, O.: “Partition of a rectangle into rectangles. An application
to architectural design”. Second Workshop EG-SEA-AI, Bergamo, 1995.
(10) Recuero, A.; Río, O.; Álvarez, M.: “Heuristic method to check the realisability of a graph
into a rectangular plan”. Advances in Engineering Software, 31, 2000, 223-331.
(11) Álvarez, M.; San José, M.; Rio, O.; Recuero, A.: “Use of a Adjacency Graph in Computer
Aided drawing of floor plans”, Conference on Construction Applications of Virtual Realty,
ADETTI-ISCTE, Lisboa, 2004.
(12) Recuero, A.; Río, O., Álvarez M.: “Realisations of a Graph into Rectangles covering a
Rectangle: Building floor Plan Design”. 7th International Conference on Computational
Structures Technology. Edited by BHV Topping and Z. Bittnar, Lisboa, Portugal Cap. IX,
September 2004, 139-140
(13) Young, F. Y.; Wong, D. F.; Yang H.: “Slicing floor plans with range constraint”. IEEE Transaction of Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, 19, 2000, 272-278
(14) Young, F. Y.; Wong, D. F.; Yang, H.: “Slicing floor plans with Boundary Constraints”, IEEE
Transaction of Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems. 18, 1999,
1385-1389.
(15) Young, F. Y.; Wong, D. F.; Yang, H.: “Slicing floor plans with Pre-placed Modules”. Proceedings IEEE International Conference on Computer-Aided Design, 1998, 252-258.
(16) Young, F. Y.; Wong D. F.; Yang H.: “Floor plan Area Minimization using Lagrangian Relaxation”. IEEE Transaction of Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems,
20, 2001, 687-692.
(17) Ungar, P.: “On diagrams representing maps”. Journal of London Mathematical Society,
28, 1953, 336-42.
(18) Levin, PH.: “Use of graphs to decide optimum layout of buildings”. Architectural Journal,
1966, 809-17.
98
(19) Nugent, C. E.; Vollmann, T. E.; Ruml, J.: “An experimental Comparison on Techniques for
the assignment of Facilites to Locations”. Operation Research, 16, 1, 1968.
(20) Mitchell, W.; Steadman, J. P.; Liggett, R. S.: “Synthesis and Optimisation of Small Rectangular Floor Plans”. Environment and Planning B, 3, 1976.
(21) Magiera, J.: “Exterior partitions of a rectangle into rectangles and their graphs”. Graph
Theory Lagow 1981proceedings, Berlin, Springer Verlag, Berlin, 1981, 125-130.
(22) Roth, J.; Hashimshony, R.; Wachman, A.: “Turning a graph into rectangular floor plan”.
Building and Environment, 17, 1982, 163-173.
(23) Akin, O.; Dave, B.; Pithavadian, S.: “Heuristic generation of layouts (HeGel): based on
paradigm for problem structuring”. Artificial Intelligence in Engineeering Design. Eselvier,
1987, 413-441.
(24) Tommelein, I. D.; Vaughann Jhonson, Jr. M.; Hayes-Roth, B.; Levitt, R. E.: “SIGHTPLAN: A
blackboard expert system for construction site layout”. Expert Systems in Computer-Aided
Design; North Holland, 1987, 153-167.
(25) Roth, J.; Hashimshony, R.: “Algorithms in graph theory and their use for solve problems
in Architectural design”. Computer Aided Design, 20, 1988, 373-381.
(26) Brown, D. C.; Chandrasekaran, B.: “Design problem solving”. London: Pitmam; 1989.
(27) Eastman, C.: “Modelling of Buildings: Evolution and Concepts”, Automation in Construction, 1, 1992, 99-109.
(28) Schwarz, D. M.; Berry, E.; Shabib, E.: “Representating solving the automatic building
design problem”. Computer Aided Design, 26, 9, 1994, 689-698.
(29) Schwarz, D. M.; Berry, E,. Shabib, E.: The use of automatic building design system. Computer Aided Design, 26, 10, 1994, 747-761.
(30) Bierdemann, J. D.; Grierson D. E.: “A generic Model for Building Design”, Engineering
with Computers, 11, 3, 1995, 173-184.
(31) Femming, U.; Chien, S.-F.: “Schematic layout design in the SEED System”, ASCE Journal
of architectural Engineering, 1, 4, 1995, 162-169.
(32) Hover, W.; Graf, W.: “A bibliographical survey of constraint-based approaches to CAD,
graphics, layout, visualization, and realted topics”, Knowledge-Based Systems, 9, 7,
1996, 449-464.
(33) Gero, J. S.; KazaKov, V. A.: “Envolving design genes in space layout planning problems”,
Artificial Intelligence in Engineering , 12, 3, 1998, 163-76.
(34) Medjdoub, B.; Yannou, B.: “Topological enumeration heuristics in constraint-based space
layout planning”. Gero JS, Sudweeks F, Ed. AI in Design, 98, 1998, 271-90.
(35) Jo, J. H.; Gero J. S.: “Space layout planning using an evolutionary approach”, Artificial
Intelligence in Engeenering 12, 3, 1998, 149-62.
(36) Ge, J-X.;, Chou S-C.; Gao, X-S.: “Geometric constraint satisfaction using optimization
methods”, Computer Aided Design, 31, 1999, 867-879.
(37) Grabska, E.; Pelaez, W.: “Floor layout design with the use of graph rewriting system
PROGRES”, Schellenbach-Held H, Denk H, Ed.; Proceedings of the Ninth International
Workshop of the European Group for Intelligent Computing in Engineering (EG-ICE), VDI
Verlag, Dusseldorf, 2002, 149-57.
(38) Bohlen, B.; Jager, D.; Scheleicher, A.; Westfechtel, B.: “UPGRADE: A framework for building Graph-Based Interactive Tools”, Corradini A, Ehrig H, Kreowski H-J, Rozenberg G,
Ed.; LNCS, 2505, Springer, Barcelona, Spain, 2002, 270-85.
(39) Szuba, J.; Borkowski, A.: “Graph Transformations in architectural design”, Computer Assisted Mechanics and Engineering Science, 10, 1, 2003, 93-109.
(40) Rivard, H.; Fenves, S. J.: “A representation for conceptual design of building” J. of Computing in Civil Engineering (ASCE) 14, 3, 2000, 151-159.
(41) Meniru, K.; Bedard, C.; Rivard, H.; “Early building design using computers”, P. Christianson Ed.; Proceedings of the Conference on Distributing Knowledge in Building (CIB w78
2002), Aarhaus School of Architecture, Danemark, 2002.
(42) Kraft, B.; Schneider, G.: “Semantic room objects for conceptual design support: a Knowledge-based approach”, Martens B, Brown A, Ed.; Proceedings of the 11th International
Conference on Computer aided Architectural Design Futures (CAAD Futures 05), Springer,
Heildelberg, 2005, 207-216.
(43) Cappello, F.; Mancuso, A.: “A genetic algorithm for combined topology and shape optimizations”, Computer Aided Design, 3, 2003, 1-9.
(44) Kraft, B.; Nagl, M.: “Visual knowledge specification for conceptual design: Definition and
tool support”, Advanced Engineering Informatics, 21, 2007, 67–83.
***
99
Informes
de la Construcción
REVISORES DE LOS ARTÍCULOS RECIBIDOS LOS AÑOS 2009 Y 2010
El Consejo de Redacción de la revista, hace pública la lista de los revisores que han participado en las evaluaciones de
los 153 trabajos recibidos los años 2009 y 2010, algunos publicados o en espera de publicarse y otros no aceptados. Es
posible que algunos especialistas o revisores que han evaluado algún trabajo no aparezcan en la lista siguiente, en algunos
casos por expreso deseo de los evaluadores.
Abad, Paloma
Aguado, Antonio
Alarcón Reyero, Covadonga
Alarcón, Enrique
Algorry, Eloy
Alonso Ruiz-Rivas, Carmen
Alvarez Cabal, Ramón
Alvarez-Sala, Enrique
Aranaz, Angel
Armero, Francisco
Aroca Hernández-Ros, Ricardo
Arriaga Martitegui, Francisco
Arrieta, José María
Arroyo Portero, Juan C.
Avellaneda, Jaume
Azpilicueta, Enrique
Balliu, Oriol
Barambio, Amarante
Barbero, José Miguel
Barbeta, Gabriel
Barceló, Juan
Barrionuevo, Raquel
Barrios Sevilla, Jesús
Basterra, Luis Alfonso
Bedoya, Cesar
Bestraten, Sandra
Bilbao, Luis
Blázquez Morales, Antonio
Bonett, Ricardo
Borges, Juan
Burgueño, Antonio
Burón, Manuel
Calavera, José
Cano Villaverde, Miguel Ángel
Carrascal García, Teresa
Casanovas, Xavier
Castilla, Francisco
Cebrián, Felipe
Cobo Escamilla, Alfonso
Correia Villanova, Mariana
Corres, Hugo
de la Quintana, Jesus
de Lorenzo, Pedro
de Miguel Rodríguez, José Luis
del Río, Concha
Díaz Regodón, Inés
Díaz Reyes, Mª Carmen
Díaz, César
Domínguez Álvarez, Aurelio
100
Instituto Geográfico Nacional. Ministerio de Fomento
Universidad Politécnica de Cataluña
Universidad Politécnica de Madrid
Universidad de León
Instituto de C. de la Construcción E. Torroja - CSIC
INTEMAC
Rubio & Álvarez-Sala Arquitectos
Audiotec
Universidad de California, Berkeley
Universidad Camilo José Cela
Comunidad de Madrid
Universidad de Girona
SEIS - DRACE
Universidad Nacional de Ingeniería
Universidad de Sevilla
Universidad de Valladolid
Universidad del Pais Vasco
Universidad de Medellín
Universidad de Los Andes - Mérida
Fomento de Construcciones y Contratas
Instituto Español del Cemento y Aplic. IECA
INTEMAC
Universidad Castilla La Mancha
FRICAIN S.L. - Madrid
Portugal
FHECOR Ingenieros Consultores
Labein, Bilbao
Universidad Politécnica Cataluña
CENER, Sarriguren
CEDEX
España
España
España
España
España
España
España
España
España
USA
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
Perú
España
España
España
España
España
España
Colombia
Venezuela
España
España
España
España
España
España
España
España
España
Portugal
España
España
España
España
España
España
España
España
España
Informes de la Construcción, Vol. 63, 524, 100-102, octubre-diciembre 2011 ISSN: 0020-0883 elSSN-1988-3234
Domínguez Amarillo, Samuel
Esteban Herrero, Miguel
Esteban Maluenda, Ana
Etxebarria, Miren
Faller, George
Fernández Golfín, Juan Ignacio
Fernández-Ordóñez, David
Figols, María
Frias Rojas, Moises
Fumadó, J.L
Gallego Vázquez, Eutiquio
Galváñ Llopis, Vicente
Galvez, Filomena
García Merayo, Félix
García Morales, Maria Soledad
Godoy, Luis
Goicolea Ruigómez, José Mª
Gómez Hermoso, Hilario Jesús
González Blanco, Fermín
González Cárceles, Juan A.
González Cortina, Mariano
González Cruz, Eduardo
González Díaz, Mª Jesús
González García, Mª Nieves
González Rodrigo, Beatriz
Graciani, Amparo
Guigou Fernández, Carlos
Gutiérrez, José Pedro
Hermoso Prieto, Eva
Hernandez Olivares, Francisco
Hormías, Emilio
Huerta Fernández, Santiago
Irles Mas, Ramón
Izquierdo López, David
Izquierdo, José M.
Jebens, Petra
Jiménez, Daniel
Jove Sandoval, Félix
Jurado, José Ángel
La Roche, Pablo
Lapazaran, Javier
Lasheras Merino, Felix
Lauret, Benito
Linares Alemparte, Pilar
Llinares Cervera, Mariana
López Hombrados, Cecilio
López Romero, Emilio
Lorenzo, Pedro de
Lützkendorf, Thomas
Luxán, Margarita de
Maldonado, Luis
Manteca, Florencio
Marchamalo, Miguel
Marí Bernat, Antonio
Martín Consuegra, Fernando
Martín García, Rodrigo
Martínez Sierra, Isabel
Mas Guindal, Antonio
Meli Piralla, Roberto
Molina Iniesta, Mariano
Monjo Carrió, Juan
Mora, Susana
Morán Cabré, Francisco
Mosquera Feijóo, J. Carlos
ARUP - Fuego España
Instituto Nacional de Investigaciones y Tec. Agraria y Alim.
PREFABRICADOS CASTELO
Técnicas de Control y Administración, S.L. - Barcelona
Universidad Politécnica de Valencia
Universidad de Puerto Rico
FGB Estudio de Arquitectura
Universidad del Zulia - Maracaibo
Asociación de Sostenibilidad e la Arquitectura - COAM
Instituto de Ciencias de la Construcción E. Torroja - CSIC
Universidad de Las Palmas de Gran Canarias
Instituto de Ciencias de la Construcción E. Torroja - CSIC
CIFOR-INIA
Universidad de Alicante
INTECSA
Intemac
Estudio de Arquitectura
Universidad de La Coruña
California State Polytechnic University
Ministerio de Vivienda
Universidad de Karlsruhe
CENER - Navarra
Universidad Nacional de Educación a Distancia
Universidad Nacional Autonoma de México
Universidad CEU San Pablo
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
USA
España
España
España
España
España
Venezuela
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
USA
España
España
España
España
España
España
España
España
Alemania
España
España
España
España
España
España
España
España
España
México
España
España
España
España
España
101
Moya, Luis
Navarrete, Angeles
Neila González, F. Javier
Olarte, Jorge Luis
Olivares Santiago, Manuel
Otero Pastor, Isabel
Payá Zaforteza, Ignacio Javier
Peinado, Nieves
Perepérez, Bernardo
Pérez Escolano, Víctor
Pérez García, Agustín
Pérez Gutiérrez, M. Concepción
Pérez Ruy-Díaz, José Antonio
Pérez, José Angel
Piñeiro Mart. de Lecea, Rafael
Ponce Ortiz, Mercedes
Ramírez de Arellano, Antonio
Rejas Ayuga, Juan Gregorio
Revueta Crespo, David
Rivela Carballal, Beatriz
Robador, M. Dolores,
Roca Fabregat, Pere
Rodriguez Cantalapiedra, Inma
Rodriguez García, Fernando
Rodríguez García, Reyes
Rodriguez Liñan, Carmen
Rodríguez López, Julio
Rodríguez Monteverde, Pilar
Rodríguez Sánchez, Antonio
Romero, Mª Sagrario
Rosell, Joan Manuel
Rosello, Oriol
Rubio-Landart, Jaime
Sagaseta Millá, César
Sainz Guerra, José Luis
Salas, Julian
Sambricio, Carlos
San Felíu Gilabert, Tomás
Sanchez Sánchez, José
Sastre, José María
Segovia Eulogio, Enrique G.
Segues, Edgar
Senent, Rosa
Tendero Caballero, Ricardo
Touza Vázquez, Manuel
Vegas, Fernando
Vela Cossío, Fernando
Vergés Escudi, Ricardo
Villagrá, Carlos
Instituto Nac. de Investigaciones y Tec. Agraria y Alim.
CEETYDES Arquitectura - PERÚ
Escuela de Arquitectura. Universidad de Sevilla
Centro de Investigación del Transporte TRANSyT
Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales
Universidad San Pablo CEU
FHECOR, Ingenieros consultores
Economista. Consejo Superior de Estadística
Universidad Nacional de Educación a Distancia
Universidad de Cantabria
Arquiterra - Lista
Universidad de Alicante
CIS-Madera - Galicia
Consultor Red - Vergés
Instituto de C. de la Construcción E. Torroja- CSIC
España
España
España
Perú
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
España
***
102
Noticias
Tens-Mvd 2011. “IV Simposio Latinoamericano de Tensoestructuras”.
José I.de Llorens Duran, Dr.Arqto, ETSAB/UPC email: [email protected]
El “IV Simposio Latinoamericano de Tensoestructuras” tuvo lugar en Montevideo del
6 al 8 de abril de 2011. Organizado por la
Facultad de Arquitectura de la Universidad de
la República de Uruguay y presidido por el
Arquitecto Roberto Santomauro, fue el cuarto
de una serie de simposios que empezó en Sao
Paulo en 2002, y siguió en Caracas y Méjico
D.F. en 2005 y 2008, respectivamente.
del patronaje, de la confección y el montaje,
destacando las posibilidades de imprimir la
superficie, pintarla e iluminarla, así como a
la capacidad de autolimpieza que facilita
el mantenimiento. Lo ilustró con diseños
personalizados recientes concebidos por
arquitectos “vanguardistas” (figura 3).
Durante tres días, 11 conferencias y 31
presentaciones fueron escuchadas por 278
participantes procedentes de 19 países y tres
continentes. Los temas del simposio abarcaron obras recientes, nuevas aplicaciones,
conceptos básicos, materiales, características
y prestaciones, proyecto, software, ensayos
y montaje, incluyendo también algunas
aportaciones relativas a la enseñanza de las
estructuras de membrana.
3
CONFERENCIAS
Después de la bienvenida, que dirigió a
los asistentes el Decano de la Facultad de
Arquitectura, y de la introducción al Simposio del Presidente del Comité Organizador,
N.Goldsmith presentó “Piel. Biomembranas
en edificios”. Trató de las pieles aplicadas a
los edificios como soluciones globales que
integran los requerimientos estructurales y
del acondicionamiento interior. Mostró varias aplicaciones a la forma, la estructura, la
acústica, la protección solar, el ahorro energético, el aislamiento o la recogida del agua
que convierten la envolvente en membrana
polifuncional y la acercan a la naturaleza.
1
Destacó especialmente la cubierta textil del
Sun Valley Pavilion (figura 1), por el diálogo
que establece entre la piel y la piedra, y el
Skysong del ASU Campus, Scottsdale, AZ
(figura 2) por su simetría dinámica rotacional.
G.Schmid recordó a la audiencia las ventajas del “ETFE” centradas en el coste, la
transparencia, ligereza, resistencia e impermeabilidad. Se refirió a las particularidades
4
La obra que se citó más durante el Simposio fue “El estadio de La Plata” (G.Castro,
R.Ferreira, F.García Zúñiga, H.Larrotonda,
M.Levy y Taiyo Birdair) a la que se dedicaron
dos conferencias y dos presentaciones. Se
trata de una adaptación de la cúpula tensegrity del Georgia Dome a la intersección
de dos circunferencias. Los conferenciantes
comentaron el proyecto, la construcción y
los detalles de esta obra singular (figura 4).
En “Ejemplos en y desde Uruguay. Metodología de trabajo”, P.Pinto y R.Santomauro
presentaron el estado del arte en Uruguay
mediante muchos ejemplos. Sobresalió la
descripción pormenorizada de un caso concreto, desde la idea inicial hasta la definición
detallada del proyecto, incluyendo todos
los elementos estructurales y los detalles
constructivos, la membrana, el patronaje y
la construcción (figura 5).
En “Estructuras ligeras y membranas para
estadios”, K.Stockhunsen de SBP incidió en
el proyecto y la construcción de cubiertas
Informes de la Construcción, Vol. 63, 524, 103-105, octubre-diciembre 2011 ISSN: 0020-0883, eISSN: 1988-3234
2
5
103
de gran luz, con obras realizadas en todo el
mundo, como las del Campeonato Mundial
de Fútbol 2010 de Sudáfrica y Brasil 2014.
De entre las realizaciones impresionantes
que se presentaron destacaron las cubiertas
de los estadios Olímpico de Berlín, Nacional
de Varsovia y Maracaná (figura 6).
6
F.M Cormick (de Buro Happold) mostró la
construcción de la cubierta del “Estadio
Olímpico de Londres”, de 22,000 m2 para
80,000 espectadores sentados. Con objeto
de que se puedan batir muchas marcas, se
ha proyectado la cubierta como amortiguador
del viento utilizando dinámica de fluidos
asistida por ordenador (CFD). Además, las
torres de iluminación artificial se han elevado
a 28 metros por encima del anillo perimetral
de la cubierta par evitar el deslumbramiento
de los fotógrafos. Estos requerimientos son
nuevos. Añadiéndoles el de la FIFA para que
se lea la publicidad perimetral desde todas
las localidades, se invalida el diseño de la
mayor parte de los estadios construidos recientemente (figura 7).
c
7
Aldo Capasso presentó “Arquitectura textil:
entre la investigación, la docencia y las realizacones. 40 Años entre velas”. Se basó en
la investigación, la enseñanza y los proyectos
de estructuras ligeras desarrollados en la Facultad de Arquitectura de la Universidad de
Nápoles. Algunas de sus realizaciones más
destacadas incluyen las velas para la Trienal
de Milán, 1973, “Le tensostrutture a membrana per l’architettura”, manual dedicado a
las estructuras de membrana, la conferencia
internacional “Architettura e leggerezza”
y el “Laboratorio di Tecnologie leggere per
l’ambiente costruito” de la Universidad de
Nápoles, creado en el año 2000. Su actividad
actual incluye la dirección de tesis doctorales e investigación de las características
medioambientales de la tecnología textil.
J.Llorens destacó que “Los detalles constructivos de las tensoestructuras”, no constituyen todavía una disciplina conocida y bien
documentada a pesar de que forman parte
substancial del proceso de diseño e influyen
mucho en el resultado final. Presentó una
metodología de diseño de los detalles constructivos de las tensoestructuras basada en la
consideración de los principios que regulan
su comportamiento y el reconocimiento
previo de los requerimientos que deben satisfacer, tomando en consideración el contexto
104
y las características específicas del proyecto
del que forman parte. Completó la exposición con una tipología ilustrada mediante
ejemplos concretos situados en su contexto
disponibles en http://sites.upc.es/~www-ca1/
cat/recerca/tensilestruc/portada.html.
S. Delano y T.Dreyfus (Ferrari) en “Estrategia
de desarrollo sostenible de los compuestos
textiles” abordaron las propiedades de los
materiales favorables para las construcciones
permanentes. Mencionaron especialmente
la ligereza, la translucidez y la longevidad y
proporcionaron valores del peso/m2 y de la
resistencia residual a la tracción (del 80% al
100%). También se refirieron a la exposición
a condiciones climáticas extremas, al ahorro
energético obtenido mediante la protección
textil de fachadas existentes (más del 60%
en el clima de LA!), al coste del reciclaje
(~450 €/T) y al análisis del ciclo de vida.
En “Tensoestructuras. Diseños peruanos para
el mundo”, Aurora Pérez y G.Carella presentaron una muestra impresionante de cubiertas
textiles diseñadas o construidas por Cidelsa,
la empresa peruana especializada en el diseño arquitectónico, la ingeniería, la confección, la fabricación de estructura metálicas,
los accesorios y el montaje. Mostraron, entre
otros, centros comerciales, estadios, museos,
centros de congresos, terrazas al aire libre,
plazas, polideportivos y estaciones (figura 8).
8
INVESTIGACIÓN EN CURSO
J.Flor trató los “Criterios climáticos para el
diseño de tenso estructuras en las regiones
tropicales húmedas”. Mediante la adaptación
pasiva a las condiciones del clima tropical,
persigue el confort del espacio arquitectónico
sin consumo energético.
L.Moreira (Universidad Federal de Minas
Gerais), exploró en “Obtención de la forma
de tenso estructuras de bambú” la integración
de modelos físicos y matemáticos.
Los métodos numéricos estuvieron presentes
en “Nuevas estrategias para la obtención
de la forma de las tenso estructuras” de
F.Pantano (Uni Systems) y “El método natural
de la densidad de fuerzas para la obtención
de la forma de las estructuras de membrana”
por R.M.Pauletti (Universidad de Sao Paulo).
ENSAYOS
En “Comportamiento estructural de las
cubiertas textiles bajo distintas condiciones
climáticas”, C.Hernández (del Instituto de
Desarrollo Experimental de la Construcción,
Caracas) mostró un procedimiento de ensayo
para medir la influencia de la humedad, la
temperatura y el viento en el pretensado de
los paraboloides hiperbólicos.
OTRAS PRESENTACIONES
Varios países latinoamericanos estuvieron
presentes y mostraron obras recientes realizadas en Argentina (W. Runza y P. C. Valenzuela), Brasil (P. A. Barroso), Chile (O. Sotomayor) y Méjico (J.G.Oliva, M.Ontiveros, V.
H. Roldán y E.Valdez).
J. Monjo, representando a H.Bögner-Balz de
TensiNet, resumió los objetivos y actividades
de la Asociación, especialmente relevantes
para la reunión de la Red Latinoamericana
de Tensoestructuras que tuvo lugar durante
el Simposio.
Naizil SpA (www.naizil.com), Sobresaliente
(www.sobresaliente.com), Synthesis–Gale
Pacific (www.synthesisfabrics.com), Vereseidag (www.verseidag.de) y Wagg (www.wakk.
com.ar).
CONCURSO
El concurso de proyectos de estructuras de
membrana, cables o tensegrity abierto a los
estudiantes de arquitectura e ingeniería recibió
10 propuestas, de las que el jurado compuesto
por J.Monjo, N.Goldsmith y G.D’Anza, premió
la de R.Vivar y J.Tataje: “Tensowrap: señalización – protección – seguridad” (figura 9).
EDUCACIÓN
Destacados profesores procedentes de instituciones iberoamericanas presentaron propuestas para la enseñanza de las tenso estructuras.
Juan Gerardo Oliva Salinas está organizando
el “Curso de Arquitectura Textil”, del 17 al
21 de octubre de 2011 que incluye además
2 meses online, en la Universidad Nacional
Autónoma de México. Su experiencia fue
comentada por P.Villanueva en “Enseñanza
contemporánea de las tenso estructuras”,
destacando la obtención de la forma on line
mediante el programa “Membranes 24” disponible en (http://www.membranes24.com).
Juan Monjo está organizando el “Curso de
Arquitectura Textil” 2011/2012 (15 + 30 +
60 ECTS) en la Universidad Politécnica de
Madrid. Comentó su experiencia docente en
“Enseñando tenso estructuras”.
9
OTRAS ACTIVIDADES
Taiyo Birdair ofreció el cocktail de bienvenida
amenizado por un cuarteto de saxos. La cena
criolla proporcionó una oportunidad para
degustar la cocina uruguaya. También se pudo
visitar la ciudad de Montevideo, especialmente las láminas de cerámica armada de Eladio
Dieste (figura 10).
Robert Wehdorn dirige el curso: “Membrane
Lightweight Structures, Master Engineering
Program (90 ECTS)”, en la Universidad Técnica de Viena (http://mls.tuwien.ac.at).
10
DEMOSTRACIONES DE PROGRAMAS
En paralelo a las conferencias y presentaciones del Simposio, se realizaron talleres de
demostración de software específico para el
diseño de tenso estructuras:
RED LATINO AMERICANA
DE TENSO-ESTRUCTURAS
Gerry d’Anza “ixForten 4000”,
www.forten32.com
Dieter Ströbel “technet GmbH”,
www. technet-gmbh.com
Robert Wehdorn “Formfinder”,
www. formfinder.at
El IV Simposio fue también la ocasión para
reunir a la Red Latino Americana de Tensoestructuras. 60 Asistentes manifestaron
su interés por las actividades regionales y
plantearon la posibilidad de colaborar con
TensiNet, la red europea. Decidieron que
la organización de los próximos Simposios
fuese en Santiago de Chile, 2012 y São
Paulo, 2014.
EXPOSITORES
CONCLUSIÓN
En el vestíbulo principal de la Facultad de Arquitectura expusieron sus productos: Cidelsa
(www.cidelsa.com), Ferrari (www.ferrariarchitecture.com), ixForTen 4000 (www.forten32.com), Formfinder (www.formfinder.at),
Makmax Birdair Taiyo Kogyo (www.makmax.
com), Mehler (www.mehler-texnologies.com).
El Simposio se clausuró con una mesa redonda para tratar la situación de las tensoestructuras en Latinoamérica en la que se puso de
manifiesto que los países latinoamericanos,
no solamente han incorporado esta tecnología, sino que contribuirán decisivamente
a su desarrollo.
(La mayor parte de las ponencias
y presentaciones están disponibles
en el web del Simposio: http://
www.tens-mvd2011.org).
105
SEMINARIOS TORROJA
Tecnología de la Construcción y de sus Materiales
Ciclo nº 67: otoño de 2011
El Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, del CSIC, viene organizando seminarios monográficos
sobre temas de actualidad en el ámbito de la Tecnología de la Construcción y de sus Materiales, a cargo de destacados
investigadores nacionales y extranjeros del Sector.
Estos Seminarios se celebran en el Aula Eduardo Torroja del Instituto, que está situado en la C/Serrano Galvache, 4
(acceso por Arturo Soria, frente al núm. 278), y tiene lugar normalmente los jueves alternos a las 12:00 horas. Su
duración aproximada es de dos horas, incluyendo la ponencia y el coloquio que se realiza a continuación. La asistencia
a los mismos tiene carácter libre y gratuito.
Los seminarios programados para el sexuagésimo séptimo ciclo, correspondiente al otoño de 2011 son los siguientes:
Fecha
Hora
Ponentes
Tema
12:00 h
Javier Marcipar
Ingeniero Civil
Buildair Ingeniería y Arquitectura
Barcelona
Pasado, presente y futuro de las
estructuras inflables en ingeniería
12:00 h
Roberto Revilla Angulo
Patricia Olazábal Herrero
Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos
Revilla y Olazábal
Santander
La fuerza del diseño
29 de noviembre
12:00 h
Enrique Nuere Matauco
Dr. Arquitecto
Madrid
Intervención en armaduras de lazo,
un patrimonio arquitectónico
desconocido
15 de diciembre
12:00 h
Mariano Molina Iniesta
Arquitecto
Madrid
El Memorial de la Paz de Hiroshima.
Definición de una monumentalidad
japonesa de posguerra
27 de octubre
15 de noviembre
Los Seminarios TORROJA pueden seguirse on line en Internet a través del sitio:
http://www.livestream.com/seminariostorroja
Bibliografía
Informes
de la Construcción
“Búsqueda de la forma y análisis
estructural de una cúpula tensegrity”.
J. Llorens, “El circo y el entoldado”.
P. Beccarelli et al. “Cubiertas textiles
para excavaciones arqueológicas” y
J. Tejera, J. Monjo & J. F. de la Torre.
“Cubiertas textiles para la conservación del patrimonio arquitectónico del
Palacio de Igartza (Beasain) y la Masia
Villa Celiana”. J. Romo & J. M. Lastra
con: “Fachada del auditorio de Cartagena”, R. Sastre, M. Eribol & R. Dirin,
“Superficies paramétricas para el
revestimiento textil de fachadas” y B.
Stimpfle, “Fachada del edificio Unilever, de Hamburgo”.
***
Título: “TensiNet Symposium: Tensile Architecture. Connecting Past and
Future – Sofia, 2010”
Autores: Varios. –
Edita: TensiNet.The Communication Network for Tensile Structures in
Europe. http://www.tensinet.com y
UACEG: Universidad de Arquitectura,
Ingeniería Civil y Geodesia de Sofía,
Bulgaria.
Del 16 al 18 de septiembre de 2010
se realizó en Sofía el III Simposio TensiNet, la red europea de las estructuras
tensadas. Se presentaron 42 ponencias que sintetizan la situación actual
de las realizaciones recientes y de la
investigación de la arquitectura textil.
Las sesiones se dedicaron a los materiales y sus ensayos, el cálculo, la ejecución (confección en taller y montaje en obra), el acondicionamiento
térmico y la sostenibilidad. Algunas
de las aportaciones más interesantes
fueron las siguientes:
R.Blum. “Experiencias y desarrollo de
la Arquitectura Textil”. P. Gosling “Los
criterios de seguridad en los proyectos
de estructuras de membrana”. J. Laperre, “Nuevos materiales desarrollados
por el proyecto europeo Contex-T”.
C. Galliot & R. H. Luchsinger “Ensayos biaxiales”. J. Wacker, “Acción del
viento”. De Buro Happold, R. Hart,
“Análisis dinámico de la interacción
viento-estructura”. R. Luchsinger,
“Placas y arcos Tensairity”. D. Peña:
Título: “Arquitectura textil. Guía
europea de diseño de las estructuras
superficiales tensadas”.
la forma, por lo que requieren métodos
de proyecto y soluciones constructivas
específicas. Los materiales utilizados
también requieren caracterización
especial porque no suelen ser isótropos, como es el caso de los tejidos de
poliéster o de fibra de vidrio acabados
con un revestimiento protector.
La tipología de cubiertas que generan
las estructuras superficiales tensadas
es muy adecuada al clima español,
los usos turísticos, el ocio, los deportes y todas aquellas actividades que
no requieran unas condiciones rigurosas de acondicionamiento interior.
Además sus características medioambientales son muy favorables porque
pueden adaptarse al entorno, se trata
de una construcción prefabricada muy
ligera que no produce residuos, se
puede desmontar fácilmente sin dejar
rastro y reciclar.
Sin embargo, se utilizan poco debido,
entre otros motivos, a que son poco
conocidas. Paradójicamente, se han
desarrollado más en países donde el
clima no es tan favorable, como Alemania o el Reino Unido. De aquí la
oportunidad de esta guía de diseño
que facilita los conocimientos básicos
necesarios para comprender el comportamiento y los requerimientos de
la arquitectura textil. Caracteriza los
materiales e introduce al proyecto,
cálculo, confección, montaje y mantenimiento y se completa con un capítulo dedicado a la evolución de estas
estructuras en España y Portugal.
Autor: B. Forster & M. Mollaert.
Edita: Munilla-Lería. Avenida Filipinas, 30. 28003 Madrid.
La Guía europea de diseño de las
estructuras superficiales tensadas”
completa y actualiza la “Introducción
a la arquitectura textil” de J. Monjo
1991, COAM, Madrid. La Red Europea de Estructuras Tensadas (TensiNet)
redactó en 2004 la “European Design
Guide for Tensile Surface Structures”,
que ha traducido Carmen Menéndez,
bajo la supervisión de Juan Monjo y
editado Munilla-Lería por iniciativa de
la Sección Ibérica de TensiNet (http://
www.tensinet.com).
Se trata de una guía que proporciona
los conocimientos básicos necesarios
para el diseño de las estructuras superficiales tensadas. A estas estructuras y,
en particular, a las cubiertas textiles,
no se pueden aplicar los modelos y
soluciones de las estructuras convencionales porque basan su comportamiento estructural en el pretensado y
Su interés se ha visto reforzado recientemente al ser utilizada como punto de
partida del correspondiente eurocódigo estructural.
José I. de Llorens Duran, Dr. Arqto.
ETSAB/UPC.
***
TÍTULO: Homo faber. Arquitectura
preindustrial del Rincón de Ademuz.
Autor: Camilla Mileto y Fernando
Vegas.
Edita: Mancomunidad de Municipios Rincón de Ademuz.
Informes de la Construcción, Vol. 63 524, 107-109, octubre-diciembre 2011 ISSN: 0020-0883, eISSN: 1988-3234
107
Lo que hace al Rincón de Ademuz
excepcional es que, merced a su relativo aislamiento, ha preservado muchas
de las estructuras y edificios que fueron
concebidos para albergar la industria
vernácula tradicional de la comarca.
Esta rara circunstancia histórica está
exigiendo imperiosamente su conservación. Pero toda esta arquitectura
preindustrial no se conocería apenas si
no fuera por los estudios exhaustivos
desarrollados por los autores de este
libro y por sus estudiantes, que tanto
se han beneficiado de su experiencia
y trabajo en los talleres. Estos análisis y
dibujos detallados sientan las bases para
la conservación de la arquitectura y del
entorno de la comarca y brindan un
legado edificante para el solaz de generaciones presentes y futuras.
Este estupendo trabajo de Camilla
Mileto y Fernando Vegas, estudiando
el difícil pero no imposible encaje
entre utilidad y estética, tendrá una
utilidad para los arquitectos, los expertos en conservación, los estudiosos del
mundo preindustrial o los amantes del
mundo del trabajo en el campo.
***
singular, procurando explorar nuevas
vías para traducir los condicionantes de una determinada obra a una
solución consistente, y a veces innovadora. Todo ello con un coste competitivo, lo que resulta esencial en el
ideario de la empresa, en la medida
en que las obras de ingeniería civil
habitualmente se financian con dinero
público, a cuya inversión eficaz pretende contribuir.
Como en los inicios de la fotografía en
el siglo XIX, en el que se captaron las
obras públicas del momento, Cesma
siempre se ha preocupado por registrar sus proyectos mediante imágenes
de calidad. Disponer de esta recopilación de estructuras cuando están
recién concluidas, sirve como base
de reflexión para futuros proyectos.
El fotógrafo e ingeniero de caminos
Paco Gómez lleva colaborando en
esta tarea desde 1998. Fruto de esta
colaboración surge el libro Construir
Paisaje, recopilación del trabajo realizado por el autor de las imágenes, y la
exposición homónima. En su concepción se ha dado prioridad a la edición
de las fotografías y a un cuidadoso
diseño, para confeccionar un objeto
poco común en la ingeniería civil: un
libro de fotografía pura con la ingeniería como telón de fondo.
a su peculiar carácter e identidad, o
la incorporación de nuevos elementos que no dañen el entorno natural
y construido. En sus páginas se recogen de manera esquemática soluciones decantadas de años de profesión
dedicada a la restauración tanto de
monumentos como de construcciones
vernáculas.
El espacio reducido de este manual ha
obligado a sintetizar la información al
punto de aparecer como un recetario
de respuestas a problemas concretos.
Sin embargo, no se ha perseguido
dictar de manera dogmática soluciones determinadas sino más bien evitar
las más nocivas para la estética y la
conservación de la arquitectura tradicional, y abrir en lo posible un abanico de opciones para su restauración
atenta a su carácter vernáculo. El formato abreviado y la índole divulgativa
del manual han impedido abandonar
en detalles, variantes, explicaciones
y comentarios exhaustivos que justificaran tanto las soluciones aportadas
como las rechazadas.
***
***
Título: Construir paisaje. PUENTES
de CESMA INGENIEROS en la fotografía de Paco Gómez.
Título: Renovar conservando. Maual
para la restauración de la arquitectura
rural del Rincón de Ademuz.
Título: Aprendiendo a restaurar. Un
manual de restauración de la arquitectura tradicional de la Comunidad Valenciana.
Autor: Fernando Vegas, Camilla
Mileto.
Autor: Fernando Vegas. Camila Mileto.
Madrid.
Edita: Mancomunidad de Municipios Rincón de Ademuz.
Edita: Conselleria de Medio Ambiente,
Agua, Urbanismo y Vivienda de la
Comunidad Valenciana en cooperación
con el Colegio Oficial de Arquitectos de
la Comunidad Valenciana.
Autor: CESMA Ingenieros.
Edita: CESMA, Ingenieros. Juan Luis
Bellod, Peter Tanner.
Cesma Ingenieros es una empresa
dedicada a la ingeniería estructural
desde su fundación en 1996. Por muy
insignificante que pueda parecer una
estructura, Cesma intenta que cada
uno de sus proyectos tenga un carácter
108
Este pequeño manual para la restauración de la arquitectura vernácula
del Rincón de Ademuz surge de la
inquietud local por el conocimiento
de soluciones adecuadas que permitan el acondicionamiento de las casas
tradicionales existentes, sin renunciar
En el marco de la ya larga trayectoria de
cooperación recíproca entre el Colegio
Oficial de Arquitectos de la Comunidad
Valenciana y la Conselleria de Medio
Ambiente, Agua, Urbanismo y Vivienda,
en actividades relativas al urbanismo, a la
arquitectura, la rehabilitación y la formación, y siendo que entre las principales
finalidades del CDACV se encuentra la
difusión de estos grandes valores, hemos
encuadrado, en una presente colaboración entre ambas instituciones, por su
indudable interés y calidad, la publicación Aprendiendo a restaurar. Un manual
de restauración de la arquitectura tradicional de la Comunidad Valenciana de
Fernando Vegas y Camila Mileto.
El manual que se presenta de rehabilitación y restauración del patrimonio rural y urbano es eminentemente
práctico, viene a rellenar un hueco
en esta especialidad, y se configura
al tiempo como una firme apuesta de
trabajo para el futuro.
Su edición ha sido larga y laboriosa
debido a reiteradas ampliaciones que,
fruto de la investigación, los autores
han querido dejar manifiestas. Sin duda
esta publicación va a ser referente para
todos aquellos profesionales que estudian y abordan la rehabilitación, restauración, transformación y protección
del patrimonio.
Deseo agradecer sinceramente el trabajo
y esfuerzo invertido en esta excelente
iniciativa de Fernando Vegas y Camila
Mileto. Y agradecer el apoyo de la Conselleria que nos acompaña en nuestra
tarea, a través de los sucesivos convenios
de colaboración.
***
Este libro ha sido creado por la UPM
dentro del marco del proyecto europeo “10 Action” del programa Europea de Energía Inteligente.
Structures, París, 1914.
En el se publican los resultados y las
innovaciones obtenidas en el uso de la
energía de las casas eficientes que participaron en la competición universitaria Solar Decathlon Europe en junio de
2010 en Madrid.
No es nada frecuente que un libro técnico permanezca más de una o dos
décadas en las estanterías de consulta
de los profesionales o en los programas
universitarios. Tampoco lo es que en
sus páginas se dé una total ausencia de
ilustraciones o fórmulas matemáticas.
No es éste el caso de la Filosofía de las
Estructuras, pues cien años después de
la aparición de la primera edición, el
texto de Félix Cardellach aún se estudia
en la universidad, continúa suscitando
el interés intelectual y sigue pudiéndose
leer de un tirón como si de una novela
se tratara. Ya que sus páginas tratan
sobre estructuras, sobre los fundamentos últimos del funcionamiento estructural de las construcciones, nuestro
asombro está más que justificado.
En esta competición, 17 equipos pertenecientes a universidades nacionales
e internacionales compitieron, diseñaron y construyeron una vivienda que
funcionaba con energía solar usando
combinaciones de tecnologías existentes en el mercado y elementos
innovadores de investigación.
La publicación va dirigida principalmente a profesionales del sector de la
construcción y a estudiantes de arquitectura e ingeniería, aunque no olvida
al público en general aportando datos
interesantes, costes, fotos e ilustraciones de las casas del futuro, que pronto
veremos en nuestra vida diaria, puesto
que la nueva directiva europea del año
2010 indica que el 31 de diciembre de
2020 todos los edificios nuevos deben
ser “edificios de energía casi nula”.
Uno de los objetivos compartidos por el
proyecto 10action y por la competición
Solar Decathlon Europe es crear conciencia entre la población sobre la necesidad de usar este tipo de energía y de
construir de una manera más sostenible.
El 26% de la energía que se produce en
Europa es utilizada por las familias. De
este uso, un 47 % se gasta en calefacción
y el 27% en agua caliente sanitaria.
***
Autor: Félix Cardellach.
Edita: Saiatek.
La Filosofía de las Estructuras se publicó
en 1910 en castellano y cuatro años
después en francés. La temprana muerte
del autor, sucedida en 1919, puede ayudar a explicar el relativo olvido en que
permaneció su obra durante las décadas
siguientes. Hubo que esperar sesenta
años para que requiriera de nuevo la
atención plasmada en una doble edición realizada desde Madrid, bajo el
auspicio de José Calavera desde Barcelona, con escritos de Joan Bassegoda y
Patricio Palomar, ambas ya agotadas.
Con la reedición facsimilar de las primeras ediciones española y francesa
pretendemos tanto facilitar se relectura
por quienes ya la conocen como, sobre
todo, acercarla a las nuevas generaciones de técnicos que todavía no han
tenido la fortuna de leerla. Los estudios
introductorios de los profesores de las
universidades politécnicas de Cataluña,
Ramón Graus y Jaume Rosell y de Cartagena, Antonio Garrido, nos acercan un
poco más a la figura de Cardellach y al
significado actual de su obra.
Como director de Saiatek, una entidad
que pronto cumplirá veinticinco años
prestando servicios para la calidad en la
construcción en el País Vasco, especialmente en el ámbito de las estructuras, me
complace poder ofrecer este pequeño
homenaje al autor y a su obra cumbre en
el centenario de su publicación.
Título: Solar Decathlon Europe 2010.
Hacia edificios de uso de energía eficiente. Madrid 2011.
***
Autor: (Coordinador) Sergio Vega.
Edita: Universidad
Madrid.
Politécnica
de
Título: Filosofía de las Estructuras,
Barcelona, 1910. Philosophie des
109
NORMAS PARA EL ENVÍO DE COLABORACIONES A
informes
de la construcción
1. Envío y aceptación.- Los trabajos para publicar
en Informes de la Construcción tendrán que ceñirse
a las normas contenidas en los siguientes apartados.
Se devolverán los que no cumplan los requisitos
especificados.
siempre a la terminación del trabajo, numeradas
correlativamente. Cuando la referencia disponga de
DOI (Digital Object Identifier) deberá indicarse al
final de la misma. En cada cita se consignarán los
datos de la manera siguiente:
2. Admisión de originales.- Todos los originales
serán analizados como mínimo por dos evaluadores
externos, cuyas sugerencias se enviarán a los autores
para que realicen las modificaciones pertinentes, de
acuerdo con los criterios de calidad científica. Será
el Consejo de Redacción el que emita la decisión
final a la vista de los informes de los evaluadores. El
método de evaluación empleado es “doble ciego”,
manteniendo el anonimato tanto del autor como de
los evaluadores. Sólo se aceptaran trabajos originales que no hayan sido publicados anteriormente
en otras revistas. La extensión de los originales no
podrá ser superior a 8.000 palabras.
Para revistas.
(1) Peña, J. A.: “Espacios culturales no comunitarios en Venezuela”. Informes de la Construcción,
vol. 56, nº 491 (2004), pp. 53-60. doi: 10.1006/g
cen. 1994.1172.
3. Título.- El título de los trabajos deberá ser explícito y preciso, reflejando claramente su contenido,
en español e inglés. Seguidamente se indicará
nombre y apellido del autor o autores, organismo
o centro de trabajo y una dirección de correo
electrónico de la persona de contacto.
4. Resumen.- Los artículos deberán ir acompañados de un resumen en español e inglés (150 palabras, cada uno, como máximo) que con toda
claridad señale los objetivos, el planteamiento y
conclusiones del trabajo.
5. Palabras clave.- Se incluirán al menos 4 palabras
clave en español y en inglés.
6. Redacción del texto y presentación.- Se
procurará que la redacción sea lo más clara y
concisa posible. Los trabajos deberán enviarse
a la dirección de correo electrónico siguiente:
[email protected] y en caso necesario se
enviará un CD. Dichos trabajos se admitirán en
español o inglés. El autor de contacto deberá
enviar el trabajo en formato electrónico al e-mail
de la revista, el texto en un archivo en formato
Word u open office y en PDF completo (incluidas
las imágenes en el lugar deseable).
7. Bibliografía.- La bibliografía deberá reducirse
a la indispensable que tenga relación directa con
el trabajo enviado, evitándose los comentarios
extensos sobre las referencias mencionadas. Las
citas en el texto se harán mediante números entre
paréntesis. Las referencias citadas se incluirán
Para libros.
(2) Taylor, H. F. W.: Cement Chemistry, p. 301,
Academia Press, Inc. New York, 1990.
8. Tablas, figuras y fotografías.- El número de tablas
y figuras deberá limitarse en lo posible. Estarán numeradas correlativamente según la cita en el texto,
cada figura tendrá su pie explicativo. Se indicará
el lugar aproximado de colocación de cada figura.
En cuanto a las fotografías se procurará enviar sólo
las que realmente sean útiles, claras y representativas. Las tablas, figuras y fotografías se mandarán
en archivos aparte. Las fotografías deben enviarse
en formato JPEG, TIFF, EPS. Las figuras se pueden
enviar además de los formatos anteriores en PDF.
Las fotografías deben tener una resolución mínima
de 300 pixel por pulgada (ppp), en el tamaño que
el autor pretenda que aparezcan publicadas.
9. Fórmulas y expresiones matemáticas.- Debe
perseguirse la máxima claridad de escritura, procurando emplear las formas más reducidas o que
ocupen menos espacio. En el texto se numerarán
entre corchetes.
10. Pruebas.- Se enviarán a los autores las pruebas de imprenta en formato electrónico y deberá
revisarlas en un plazo máximo de una semana. En
la corrección de pruebas no se admitirán modificaciones del texto original.
11. Entrega de ejemplares.- De cada trabajo se
entregará al autor principal un archivo PDF y 1
ejemplar de la Revista por autor, hasta un máximo
de 4 ejemplares.
“Los originales de la Revista Informes de la
Construcción, publicados en papel y en versión
electrónica, son propiedad del Consejo Superior
de Investigaciones Científicas, siendo necesario
citar la procedencia de cualquier reproducción
parcial o total”.
Todos los artículos originales que se publican en INFORMES DE LA CONSTRUCCIÓN, quedan sometidos a
discusión y al comentario de nuestros lectores.
Las opiniones deben enviarse, por duplicado, dentro del plazo de tres meses, contados a partir de la fecha de
distribución de la Revista.
INSTRUCTIONS FOR AUTHORS SUBMITTING MANUSCRIPTS TO
informes
de la construcción
1. Submission and acceptance.- Papers submitted
for publication in Informes de la Construcción
must meet the requirements set out below. Noncompliant manuscripts will be returned.
2. Acceptance of manuscripts for publication.- All
manuscripts will be reviewed by two scientific peers
unrelated to the publisher, whose suggestions will
be sent to the authors for any relevant amendments,
pursuant to the criteria of scientific quality. The
Editorial Board will adopt a final decision on the
grounds of the reviewers’ comments. The journal’s
“double blind” reviewing process ensures the
anonymity of both authors and reviewers. Only
original manuscripts not previously published in
other journals will be accepted. Originals may not
be over 8.000 words long.
3. Title.- Papers must be titled in Spanish and English, in explicit and precise terms clearly reflecting
their content. The title is to be followed by the author or authors’ names, institution or place of work
and the corresponding author’s e-mail address.
4. Abstract.- Articles are to be preceded by an abstract in Spanish and English (maximum 150 words
in each language), clearly indicating objectives,
approach and conclusions.
5. Keywords.- A list of at least four keywords is to
be furnished, in Spanish and English.
6. Text and format.- The wording must be as clear
and concise as possible. Manuscripts will be accepted in Spanish or English. They are to be sent
to the following e-mail address: informes@ietcc.
csic.es in Word or Open Office format, together
with the full paper in PDF format (including any
illustrations positioned as desired). Submissions
may be mailed on CDs to the journal’s postal
address only where necessary
7. References.- References should be limited
to works directly relating to the paper submitted. Lengthy comments on the publications
cited should be avoided. References are to be
cited in the text by number, in parentheses, and
listed at the end of the paper in consecutive
order. Where a DOI (digital object identifier) is
available for the reference, it must be included
at the end of the listing. Entries should use the
following format:
For journals:
(1) Peña, J. A.: ‘’Espacios culturales no comunitarios en Venezuela’’. Informes de la Construcción,
vol. 56, nº 491 (2004), pp. 53-60. doi: 10.1006/g
cen. 1994.1172.
For books:
(2) Taylor, H. F.: W Cement Chemistry, p. 301,
Academia Press, Inc. New York, 1990.
8. Tables, figures and photographs.- Tables and
figures should be included with restraint. They are
to be numbered consecutively as they appear in the
text. All figures must have an explanatory legend
and their approximate position in the text must be
specified. Only photographs that are genuinely useful, reproductively clear and representative should
be submitted. Tables, figures and photographs are to
be submitted in separate files. Photographs must be
furnished in JPEG, TIFF or EPS format. Figures maybe
furnished in any of the aforementioned formats, or
in PDF files. The minimum resolution acceptable for
photographs is 300 pixels per inch (ppi) in the size
that the author intends them to be published.
9. Mathematical expressions and formulas.- Maximum clarity and legibility should be pursued, using
the notation that occupies the least possible space.
In the text they must be numbered, with the number
in brackets.
10. Proofs.- Proofs will be sent to authors in
electronic format for review and return within one
week. No material corrections will be allowed on
proofs.
11. Copies.- The main author will receive a PDF
file of the paper and one copy of the journal per
author, up to a total of four.
“The content published in the hard copy and online versions of Informes de la Construcción is the
exclusive property of the Spanish National Research
Council (Consejo Superior de Investigaciones
Científicas). Such content may be reproduced in
whole or in part providing the source is cited.”
All the original articles published in INFORMES DE LA CONSTRUCCIÓN are subject to readership comment and
discussion.
Opinions must be sent in duplicate within three months of the date of circulation of the journal
informes
de la construcción
SUSCRIPCIÓN Y PEDIDOS
SUBSCRIPTIONS AND ORDERS
DATOS DEL PETICIONARIO / CUSTOMER DETAILS:
Nombre y Apellidos / Name, Surname:
Razón Social / Company, Institution name:
NIF-CIF / VAT number:
Dirección / Street address:
CP / Postal Code:
Localidad / Town, City:
Provincia / Province:
País - Estado / Country - State:
Tel. / Tel.:
e-mail:
Fecha de la solicitud / Order date:
SUSCRIPCIÓN / SUSCRIPTION:
Precios suscripción año 2011 / Prices year 2011 (4 issues per year)
Año completo / Full year:
España / Spain: 87,10 euros
Extranjero / International: 145,42 euros
Fax / Fax:
/
/
Precios suscripción año 2012 / Prices year 2012 (4 issues per year)
Año completo / Full year:
España / Spain: 90,39 euros
Extranjero / International: 150,00 euros
NÚMEROS SUELTOS / SEPARATE ISSUES
CANT. / Quantity
REVISTA / Journal
AÑO / Year
VOL. / Vol
FASC. / Number
Precios números sueltos año 2011 / Separate issues. Prices year 2011:
España / Spain: 24,51 euros (más gastos de envío / plus post charge)
Extranjero / International: 38,99 euros (más gastos de envío / plus post charge)
Precios números sueltos año 2012 / Separate issues. Prices year 2012:
España / Spain: 25,97 euros (más gastos de envío / plus post charge)
Extranjero / International: 40,39 euros (más gastos de envío / plus post charge)
A estos precios se les añadirá el 4% (18% en soporte electrónico) de IVA. Solamente para España y países de la UE
Increase these Price in a 4% (18% in electronic media) of TAX. Only Spain and UE countries
FORMA DE PAGO: FACTURA PRO FORMA / PAYMENT: BILL INVOICE
Transferencia bancaria a la Cuenta Número / Bank transfer to Account nº: C/c 0049 5117 26 211010 5188
SWIFT/BIC CODE: BSCHESMM - IBAN NUMBER / SWIFT/BIC CODE: BSCHESMM - IBAN NUMBER: ES83 0049 5117 2621 1010 5188
Cheque Nominal al Departamento de Publicaciones del CSIC / Nominal check on Departament of Publications - CSIC
Tarjeta de Crédito / Credit Card: Visa / Master Card / Eurocard / 4B
Número / Number: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Fecha de caducidad / Expiration date: _ _ / _ _
Reembolso (solamente para números sueltos) / Cash on delivery (for separate issues only)
DISTRIBUCIÓN Y VENTA / DISTRIBUTION AND SALE
Departamento de Publicaciones del CSIC
C/ Vitruvio, 8
28006- Madrid
Tels.: +34 915 612 833, 915 681 619/620/640
Fax: +34 915 629 634
www. publicaciones.csic.es
Firma
informes
de la construcción
Volumen 63
Nº 524
112 págs.
ISSN: 0020-0883
Sumario
Materials and technologies in Art Nouveau architecture: Façade decoration cases in Italy, Portugal and Poland for a
consistent restoration
Materiales y tecnologías en la Arquitectura Modernista: Casos de Estudio de decoración de fachadas en Italia,
Portugal y Polonia persiguiendo una restauración racional
R. Moreno, J. M. Bairán
A. Castillo, C. Andrade, I. Martínez, N. Rebolledo, L. Fernández-Troyano, G. Ayuso, J. Cuervo, J. Junquera,
C. Santana, J. Delgado
La protección frente al ruido de los forjados proyectados por Eduardo Torroja en la E.T.S. de Arquitectura de la
Ciudad Universitaria de Madrid
Protection against noise in concrete slabs designed by Eduardo Torroja in the E.T.S. School of Architecture in the
Ciudad Universitaria in Madrid
C. Díaz, D. Caballol, A. Díaz
J. Monfort
http://informesdelaconstruccion.revistas.csic.es
www.publicaciones.csic.es

de la construcción - Ministerio de la Presidencia

Transcripción

Documentos relacionados

Mapa de aptitud trufera de Huesca. Nuevo mecanismo de

SEDE A