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El profesor Dan M. Frangopol de estancia con nosotros en la Universitat Politècnica de València

Bethlehem_Figure2Tenemos la gran suerte de contar con el profesor Dan M. Frangopol como profesor visitante en la Universitat Politècnica de València. Se trata de una estancia que solicitó nuestro grupo de investigación dentro del proyecto de investigación BRIDLIFE y que también ha sido apoyada por nuestra universidad. Es una magnífica oportunidad de poder colaborar en líneas de investigación que confluyen en la optimización multiobjetivo de estructuras a lo largo de su ciclo de vida. Ya estuvo nuestra investigadora Tatiana García Segura cuatro meses de estancia en la Universidad de Lehigh.

El curriculum y la trayectoria acad√©mica del profesor Frangopol es impresionante. Es el primer titular de la C√°tedra Fazlur R. Khan de Ingenier√≠a Estructural y Arquitectura de la Universidad de Lehigh, en Bethlehem, Pensilvania. Antes de incorporarse a esta universidad, fue profesor de ingenier√≠a civil en la Universidad de Colorado en Boulder, donde ahora es profesor em√©rito. Sus l√≠neas de investigaci√≥n se centran en la aplicaci√≥n de los conceptos probabil√≠sticos y m√©todos de la ingenier√≠a civil tales como la fiabilidad estructural, el dise√Īo basado en la probabilidad y la optimizaci√≥n de edificios, puentes y barcos navales, vigilancia de la salud estructural, mantenimiento y gesti√≥n a lo largo de su ciclo de vida, gesti√≥n de infraestructuras en condiciones de incertidumbre, evaluaci√≥n basada en el riesgo, sostenibilidad y resistencia a los desastres.

De acuerdo con el ASCE (Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles)¬†‚ÄúDan M. Frangopol is a preeminent authority in bridge safety and maintenance management, structural system reliability, and life-cycle civil engineering. His contributions have defined much of the practice around design specifications, management methods, and optimization approaches. From the maintenance of deteriorated structures and the development of system redundancy factors to assessing the performance of long-span structures, Dr. Frangopol‚Äôs research has not only saved time and money, but very likely also saved lives‚Ķ Dr. Frangopol is a renowned teacher and mentor to future engineers.‚ÄĚ

A parte de cuatro doctorados honoris causa, el profesor Frangopol presenta un índice h de 54 y más de 11900 citas (Google Scholar, 2015). Ha dirigido más de 40 tesis doctorales y ha sido profesor visitante en numerosas universidades de todo el mundo. Lo mejor es que veáis su currículum entero en su página web: http://www.lehigh.edu/~dmf206/

Os dejo a continuación los seminarios y conferencias que impartirá este mes en la Universitat Politècnica de València. Si tenéis alguna duda, me podéis enviar un correo electrónico. La entrada es libre. Os iré contando en sucesivos posts más sobre nuestra actividad este mes con el profesor Frangopol.

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3 mayo, 2016
 
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¬ŅC√≥mo motivar a nuestros alumnos de doctorado?

Los alumnos de doctorado se encuentran a veces solos y perdidos en un trabajo que a veces es a muy largo plazo y cuyos resultados tardan en salir. Nada mejor que la publicación de un trabajo científico o una nota de prensa donde se divulgue el esfuerzo realizado. Es un reconocimiento muy importante para ello. Un ejemplo de ello es esta nota de prensa de la UPV que os paso.

NOTICIA UPV: http://www.upv.es/noticias-upv/noticia-7028-diseno-de-puent-es.html

V√≠ctor Yepes, Jos√© Vicente Mart√≠ y Tatiana Garc√≠a, investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnolog√≠a del Hormig√≥n de la Universitat Polit√®cnica de Val√®ncia (ICITECH-UPV), han desarrollado una metodolog√≠a que permite minimizar las emisiones de di√≥xido de carbono (CO2) y los costes de los puentes de carretera de vigas de hormig√≥n – en concreto, los de vigas de hormig√≥n pretensado prefabricadas con secci√≥n transversal en doble U – a partir de la simulaci√≥n con ordenador, a la hora del dise√Īo de la infraestructura, del comportamiento social de las luci√©rnagas

Las luci√©rnagas se comportan de forma inteligente como colectivo, y basan su comportamiento social en la luminosidad que emiten (luciferina), generando patrones v√°lidos cuando se trasladan al dise√Īo de puentes de carretera de vigas de hormig√≥n.

Ahorros de entre un 20% y un 50% de costes

“Su caracter√≠stica m√°s distintiva es el cortejo nocturno”, explica V√≠ctor Yepes. “Los machos patrullan en busca de pareja con un vuelo caracter√≠stico, mientras emiten secuencias de destellos de luz propios de cada especie a las que las hembras de la misma pueden responder con destellos espec√≠ficos, dando lugar al apareamiento”.

“Cada luci√©rnaga selecciona”, prosigue Yepes, “utilizando un mecanismo probabil√≠stico, un vecino que tiene un valor m√°s alto de luciferina que el suyo propio, y se mueve hacia √©l. Trasladando este comportamiento al dise√Īo de los puentes, se han conseguido ahorros que oscilan entre un 20 y un 50% con respecto al dise√Īo de puentes reales”.

Reducción muy significativa también de las emisiones de CO2

Además, los resultados indican que, de media, la reducción de cada euro en coste permite ahorrar hasta 1,75 kg en emisiones de CO2, un dato de gran importancia cara a la reducción de gases de efecto invernadero, responsables del calentamiento global del planeta.

Metodología desarrollada a partir de un algoritmo híbrido de optimización y el recocido simulado

En el desarrollo de la nueva metodología, los investigadores han utilizado un algoritmo híbrido de optimización por enjambre de luciérnagas (glow worm swarm optimization, GSO) y el recocido simulado (simulated anneling, SA), denominado SAGSO.

“En este algoritmo”, comenta Yepes, “la estructura del puente se define a partir de 40 variables, que incluyen los tipos de materiales y las armaduras de la viga y la losa. El algoritmo considera cada puente como una luci√©rnaga, de forma que un puente de menor coste o emisiones presenta un mayor valor de luciferina, es decir, resulta m√°s prometedor en la b√ļsqueda de mejores soluciones. Este principio permite optimizar al m√°ximo su dise√Īo”

Eficacia probada en la simulaci√≥n de dise√Īo de un puente en la autov√≠a del Mediterr√°neo

Para comprobar la eficacia de esta nueva metodolog√≠a, los investigadores del ICITECH-UPV la aplicaron a la simulaci√≥n de dise√Īo de un puente real, el viaducto 1 del tramo Muro de Alcoy-Puerto de Albaida del proyecto de construcci√≥n de la autov√≠a del Mediterr√°neo.

“Aplicando nuestra metodolog√≠a, el coste total del puente optimizado habr√≠a sido un 50% m√°s barato, sin merma de calidad o seguridad”; concluye Yepes. Este trabajo se enmarca dentro del proyecto HORSOST, financiado por el Ministerio de Econom√≠a y Competitividad.

Más información

Os dejo la entrevista que nos hicieron al respecto en Radio Nacional de Espa√Īa Comunidad Valenciana.

Agradecimientos: Los autores agradecen el aporte financiero realizado para este trabajo por parte del Ministerio de Ciencia e Innovación (Proyecto de Investigación BIA2011-23602).

21 noviembre, 2014
 
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Aportaciones al VI Congreso Internacional de Estructuras ACHE

Durante los d√≠as 3 a 5 de junio de 2014 tendr√° lugar en Madrid el¬†VI Congreso Internacional de Estructuras¬†organizado por la Asociaci√≥n Cient√≠fico-t√©cnica el Hormig√≥n Estructural (ACHE). Es una magn√≠fica oportunidad de encuentro entre profesionales y especialistas¬†relacionados con las estructuras. Nuestro grupo de investigaci√≥n no pod√≠a faltar a esta cita. Es por ello que, como avance, dejamos a continuaci√≥n los res√ļmenes¬†de las comunicaciones que est√°n previstas exponer en el marco de dicho congreso. Os esperamos en el congreso para tener una excusa para compartir ideas.

YEPES, V.;¬†¬†MART√ć, J.V.; ALCAL√Ā, J.;¬†GARC√ćA-SEGURA, T. (2014).¬†Dise√Īo eficiente de estructuras con hormigones no convencionales basados en criterios sostenibles multiobjetivo: HORSOST.

El objetivo principal del proyecto de investigaci√≥n HORSOST consiste en desarrollar una metodolog√≠a que permita establecer criterios de dise√Īo de estructuras realizadas con hormig√≥n no convencional de forma que se maximice su contribuci√≥n a la sostenibilidad. Para ello se emplean t√©cnicas de an√°lisis inteligente y miner√≠a de datos, algoritmos de optimizaci√≥n heur√≠stica multicriterio y el an√°lisis del ciclo de vida (elaboraci√≥n, transporte, procedimientos constructivos, mantenimiento, etc.). La tipolog√≠a de estructuras objeto del proyecto son los puentes losa y vigas artesa pretensadas, pilas y estribos de puente, marcos y b√≥vedas de paso de carreteras. El proyecto se centra en hormigones de alta resistencia, reforzados con fibras y autocompactantes. Se analizan y comparan los criterios de dise√Īo sostenible entre los hormigones convencionales y no convencionales para cada una de las tipolog√≠as estructurales.

GARC√ćA-SEGURA, T.; YEPES, V.; ALCAL√Ā, J.; MART√ć, J.V. (2014).¬†Influencia de la carbonataci√≥n y durabilidad en el ciclo de vida del hormig√≥n fabricado con cementos con adiciones.

Este artículo describe la influencia de la carbonatación y la durabilidad en el estudio de las emisiones de CO2 de un pilar de hormigón armado fabricado con cemento con adiciones. Se han valorado dichas emisiones desde la producción de las materias primas hasta la demolición de la estructura. El uso de cementos con cenizas volantes y escorias de alto horno reduce entre un 20 y 70% las emisiones de producción del cemento. Sin embargo, la absorción de CO2 por carbonatación disminuye entre un 20 y 80%. Se demuestra la gran influencia de la carbonatación durante la etapa de uso y después de la demolición como material de relleno. Finalmente se comprueba que las emisiones anuales cuando se utilizan cementos con adiciones son menores. Por tanto, las menores emisiones de producción de los cementos con adiciones compensan la reducción en durabilidad y captura de CO2 por carbonatación.

GARC√ćA-SEGURA, T.; YEPES, V.; ALCAL√Ā, J.; MART√ć, J.V. (2014).¬†Optimizaci√≥n multiobjetivo para el estudio de la sostenibilidad del hormig√≥n autocompactante.

El prop√≥sito de este art√≠culo es presentar la optimizaci√≥n multiobjetivo como herramienta para el estudio de la sostenibilidad de los hormigones autocompactantes. Se toma como ejemplo una viga en doble T de hormig√≥n de 15 m de luz definida por 20 variables. Una variable recoge ocho posibles dosificaciones de hormig√≥n. Cuatro hormigones convencionales CC y cuatro hormigones autocompactantes SCC representan cuatro clases resistentes. Se utiliza el algoritmo recocido simulado multiobjetivo ‚ÄúMultiobjective Simulated Annealing‚ÄĚ (MOSA) para optimizar el coste, las emisiones de CO2¬†y la durabilidad. Los resultados muestran la viabilidad econ√≥mica de las reducciones de las emisiones de CO2¬†de las mejoras en durabilidad. Adem√°s, las soluciones con menor coste y emisi√≥n anual utilizan hormig√≥n autocompactante. Los resultados proporcionan al proyectista estructural criterios para elegir soluciones m√°s sostenibles.

ALCAL√Ā, J.; YEPES, V.; MART√ć, J.V.; B√ĀRCENA, A. (2014).¬†Dise√Īo autom√°tico de forjados mixtos con chapa nervada, basado en criterios de eficiencia energ√©tica y econ√≥micos.

Los forjados mixtos con chapa colaborante son una tipolog√≠a de estructuras horizontales que est√° experimentando un crecimiento continuo en las √ļltimas d√©cadas. El objetivo de este trabajo consiste en aplicar t√©cnicas heur√≠sticas para optimizar este tipo de forjados. Estos m√©todos permiten abordar el problema a partir de la definici√≥n completa del forjado mixto, al tiempo que se satisfacen las restricciones estructurales exigidas por la normativa. Se han utilizado dos funciones objetivo en la optimizaci√≥n, una econ√≥mica y otra que cuantifica el consumo energ√©tico asociado a cada dise√Īo particular. Se han empleado algoritmos basados en tres metaheur√≠sticas:¬†b√ļsqueda local de descenso¬†(DLS),¬†cristalizaci√≥n simulada¬†(SA) y aceptaci√≥n por umbrales (TA). Los mejores resultados se han obtenido con el SA. Finalmente, se ha estudiado la sensibilidad del modelo y un estudio param√©trico con diferentes tramos horizontales.

ALCAL√Ā, J.; YEPES, V.; MART√ć, J.V.; RODR√ćGUEZ-FACUNDI, A. (2014).¬†Optimizaci√≥n de forjados de losa pretensada utilizando criterios econ√≥micos y de sostenibilidad.¬†

En ese trabajo se muestran las caracter√≠sticas principales de los forjados de losa postesa¬†obtenidos con t√©cnica heur√≠sticas de optimizaci√≥n estructural. Estos m√©todos de optimizaci√≥n¬†permiten una definici√≥n completa de la estructura, pudi√©ndose encontrar dise√Īos completos de¬†forjados optimizados tanto con criterios de econom√≠a como de sostenibilidad. Los resultados¬†obtenidos en este trabajo muestran una clara tendencia a disponer cantos muy estrictos en los¬†resultados √≥ptimos. Aplicando criterios de sostenibilidad se tiende a hormigones de mayores¬†resistencias que con criterios econ√≥micos. Finalmente se han realizado pruebas de sensibilidad a¬†los precios, que muestran mucha independencia de los forjados √≥ptimos frente a las variaciones¬†de precios ensayadas.

DAS√ć, M.; YEPES, V.; ¬†L√ďPEZ-DESFIL√ćS, V.J. (2014).¬†Dise√Īo eficiente de pasarelas mixtas basado en criterios sostenibles.

El objetivo de este trabajo ha sido aplicar técnicas de optimización heurística a una pasarela peatonal mixta biapoyada. Se ha elaborado un programa en lenguaje Fortran capaz de generar pasarelas, comprobarlas y evaluar su coste, ya sea económico o en relación con su sostenibilidad (emisiones de CO2). Se han implementado los siguientes algoritmos: un Randon Walk en dos variantes (RW1 y RW2), un Descent Local Search (DLS), un Simulated Annealing (SA) y un Glowworms Swarm Optimization en dos variantes (GSO1 y GSO2). Se han comparado los resultados en función del menor coste y de la menor emisión de CO2, con la solución de referencia empleada, encontrando soluciones hasta un 25,40% más económicas atendiendo a criterios de precio y con unas emisiones del 25,44% menores. Finalmente, se ha realizado un estudio de sensibilidad de precios y un breve estudio paramétrico en función de la luz de la pasarela.

MART√ć, J.V.; YEPES, V.; ALCAL√Ā, J.; GONZ√ĀLEZ-VIDOSA, F. (2014).¬†Dise√Īo de tableros isost√°ticos de puentes de vigas artesa prefabricadas pretensadas con criterios econ√≥micos.

Este trabajo describe una aproximaci√≥n al an√°lisis y dise√Īo de puentes de carreteras de tableros isost√°ticos de vigas artesa prefabricadas pretensadas con criterios econ√≥micos. El procedimiento utilizado para resolver el problema combinatorio es una variante del Recocido Simulado (SA en ingl√©s) con un movimiento de vecindad basado en el operador de mutaci√≥n de los algoritmos gen√©ticos (SAMO). Este algoritmo se aplica al coste econ√≥mico de las estructuras incluyendo las etapas de fabricaci√≥n, transporte y construcci√≥n. El problema contiene 59 variables de dise√Īo. Se realiza un estudio param√©trico para distintas luces de vano y un estudio de sensibilidad del coste de la estructura a la variaci√≥n de los precios del hormig√≥n y del acero, obteni√©ndose correlaciones √ļtiles para el predimensionamiento y el dise√Īo de la estructura, y comprob√°ndose la adaptaci√≥n del modelo a la influencia de la variaci√≥n de los precios.

30 mayo, 2014
 
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Tatiana García Segura, primer premio Cemex en sostenibilidad

http://catcemexsost.webs.upv.es/

Hoy me toca hablar de¬†Tatiana Garc√≠a Segura. Es una brillante ingeniera de caminos, canales y puertos, m√°ster en ingenier√≠a del hormig√≥n e investigadora en el Instituto de Ciencia y Tecnolog√≠a del Hormig√≥n (ICITECH), que acaba de ganar el primer premio de la¬†C√°tedra CEMEX SOSTENIBILIDAD¬†a su Tesis Fin de M√°ster en materia de sostenibilidad y medio ambiente presentada en el curso 2012-13. La tesis se denomina¬†“M√©tricas para el dise√Īo eficiente de estructuras con hormigones no convencionales basados en criterios sostenibles multiobjetivo”, dirigida por V√≠ctor Yepes Piqueras y Juli√°n Alcal√° Gonz√°lez. Dicho trabajo obtuvo la calificaci√≥n de 10 sobresaliente con matr√≠cula de honor. De este trabajo ya se han aceptado varios art√≠culos internacionales en revistas cient√≠ficas de primer nivel. Este premio constituye un espaldarazo al proyecto de investigaci√≥n¬†HORSOST¬†(BIA2011-23602), financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovaci√≥n, de la cual Tatiana es becaria FPI y yo mismo investigador principal. En este momento Tatiana est√° desarrollando su tesis doctoral aplicando los resultados obtenidos de su trabajo en el dise√Īo autom√°tico de puentes √≥ptimos postesados de secci√≥n en caj√≥n bas√°ndose en criterios sostenibles multiobjetivo aplicado al ciclo completo de vida de la estructura y utilizando hormigones no convencionales. (m√°s…)

30 noviembre, 2013
 
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ICITECH (Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón)

Os paso a continuaci√≥n un peque√Īo dossier que hemos preparado para explicar lo que hace nuestro grupo de investigaci√≥n sobre optimizaci√≥n heur√≠stica relacionado con temas de hormig√≥n (proyecto HORSOST) y con el mantenimiento de activos e infraestructuras. Esta actividad se encuentra enmarcada dentro del ICITECH (Instituto de Ciencia y Tecnolog√≠a del Hormig√≥n), del M√°ster Oficial en Ingenier√≠a del Hormig√≥n y del Programa de Doctorado en Ingenier√≠a de la Construcci√≥n de la Universidad Polit√©cnica de Valencia (verificado por ANECA).

Descargar (PDF, 5.75MB)

2 agosto, 2013
 
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Universidad Politécnica de Valencia