Mejorar el Hormigón

El pasado 26 de febrero, la Asociación Nacional de Constructores Independientes (ANCI) entregó en el museo Thyssen de Madrid el Premio ANCI 2019 a Tesis Doctorales al Dr. Ingeniero de Caminos Canales y Puertos de la Universidad de Castilla-La Mancha, José Joaquín Ortega Parreño, natural de La Roda (Albacete), por su tesis doctoral “Mechanical damage in concrete and other cohesive materials” (“Daño mecánico en el hormigón y otros materiales cohesivos”), la mejor de todas las presentadas al concurso, según el jurado de la XXI edición del premio, que fue fallado el pasado 28 de noviembre y que ANCI entrega anualmente desde hace 21 años con el objetivo de estimular la investigación en el sector de la construcción y de la obra pública premiando las mejores tesis doctorales de los ingenieros de caminos, canales y puertos recibidas con calificación de cum laude en las universidades españolas.

EL SECRETARIO DE ESTADO DE TRANSPORTES, MOVILIDAD Y AGENDA URBANA DESTACÓ LA NECESIDAD DE UN PACTO DE ESTADO DE INFRAESTRUCTURAS EN EL QUE ANCI DEBE JUGAR “UN PAPEL MUY IMPORTANTE”.

Según el propio galardonado, la tesis se basa en revisar diferentes elementos y métodos para mejorar la estimación de la resistencia del hormigón y proponer mejoras en este sentido. Dicha tesis, leída en la Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad de Castilla-La Mancha el 6 de mayo de 2019, estuvo dirigida por Gonzalo Ruiz López y Xiaoxin Zhang y fue puntuada con Sobresaliente cum laude por un jurado presidido por Chengxiang Yu, actuando de secretario Héctor Cifuentes Bulté y de vocal Vitor Manuel Couto Fernandes Cunha, encumbrándose el autor con este trabajo a la categoría de doctor ingeniero de caminos.

ACTO EN EL MUSEO THYSSEN

El jurado del premio estuvo presidido por Francisco Ballester Muñoz, profesor de la Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Santander, siendo vocales del mismo Andrés Valiente, Ignacio Losada, Juan Loureda y Vicente Vilanova, actuando como secretaria del jurado la directora gerente de ANCI, María Concepción Santos Pedraz.

El acto de la asociación española de las constructoras no cotizadas, celebrado en el Museo Nacional Thyssen-Bornemisza, estuvo presidido por el secretario de Estado del Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana (MITMA), Pedro Saura García, junto al presidente de ANCI, Jaime Lamo de Espinosa, acompañados en la mesa presidencial por Guillermo Cisneros, rector de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM); Miguel Ángel Collado, rector de la Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM), y Juan Lazcano, presidente de la Confederación Nacional de la Construcción (CNC) y de la Asociación Española de la Carretera (AEC).

Entre los asistentes figuraban el consejero de Fomento del Gobierno de Castilla- La Mancha, Ignacio Hernando; el rector de la UCLM, Miguel Ángel Collado; la directora de la Escuela de Ingenieros de Caminos de la UCLM, Ana Rivas; el ex ministro de obras públicas Salvador Sánchez-Terán; secretarios, directores generales y altos cargos de varios ministerios, directores de escuelas de caminos, representantes diplomáticos y presidentes de empresas públicas y privadas, entre ellos los de las veinticinco componentes de ANCI.

Durante su intervención, Saura destacó la necesidad de que “la empresa, la Universidad y la Administración estemos en el mismo camino” ante los retos que plantea la movilidad. “España tiene que liderar la respuesta en Europa y en el mundo”, declaró. El objetivo es invertir de otra manera. “Hay que pensar en la conservación de las infraestructuras que hemos hecho, la intermodalidad, las cercanías, en la centralidad del servicio al ciudadano”. Al respecto, Saura afirmó que el Ministerio “ha incrementado la inversión un 80% en el último año”.

El secretario de Estado indicó que la “estrategia de movilidad sostenible” que plantea su ministerio persigue “un gran consenso social, económico y político” que concluya con “una nueva ley y un gran Pacto de Estado en materia de infraestructuras del transporte”. Para ello se dirigió a Anci, ya que “por su experiencia y su lealtad al sector y a la Administración, tiene que jugar un papel muy importante”.

Por su parte, Lamo de Espinosa había destacado previamente la disposición de ANCI y sus asociados a colaborar “ante retos como la futura Ley de Movilidad y los que se planteen”. Subrayó el presidente de la asociación la “amplísima trayectoria de los asociados de ANCI, que avanzan en su internacionalización y a diario demuestran su capacidad para ejecutar con eficacia y cercanía cualquier obra en cualquier parte del mundo”. Y añadió: “Sin embargo, concentran el grueso de su actividad en España”.

TESIS DOCTORAL
«Daño mecánico en el hormigón y otros materiales cohesivos»

EL hormigón es uno de los principales materiales de construcción y de los más extendidos. Por tanto, el control del daño en el hormigón es fundamental para el mantenimiento de las estructuras actuales y para el diseño de las nuevas. El fallo o el comportamiento en fractura de este tipo de materiales cuasifrágiles se estudia a través de diversos métodos como el ensayo directo o modelos estadísticos, analíticos o numéricos. En esta tesis, se aplican varias de estas aproximaciones al análisis de diferentes tipos de daño en hormigón y otros materiales cohesivos como los morteros de cal. De esta manera, se han realizado contribuciones a la investigación en campos relevantes de este tema.

La primera área tratada en la tesis es la fatiga de hormigón. En concreto, se ha estudiado el error cometido en su caracterización probabilista. La dispersión de los resultados de vida a fatiga para un determinado nivel de tensiones puede ser muy alto, incluso de varios órdenes de magnitud. Este comportamiento se puede describir mediante una distribución de probabilidad, que se obtiene ajustando resultados experimentales. Sin embargo, debido a la gran variabilidad de ciclos hasta el fallo que presenta el hormigón, el número de ensayos se convierte en un factor con mucha influencia en la calidad de la distribución estimada, lo que se suele obviar. Partiendo de un conjunto de 100 valores experimentales, se ha desarrollado un método estadístico para estimar el máximo error posible en la definición de la distribución para una probabilidad y un nivel de seguridad dados. Con los resultados obtenidos con el método, se puede optimizar el número de ensayos y se puede definir una distribución de fatiga de diseño para el hormigón correspondiente.

LA TESIS DE ORTEGA SE BASA EN REVISAR DIFERENTES ELEMENTOS Y MÉTODOS PARA MEJORAR LA ESTIMACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL HORMIGÓN Y PROPONER MEJORAS EN ESTE SENTIDO.

A continuación, se revisa el método analítico doble-K. El método caracteriza la fractura del hormigón en modo I a través de dos parámetros de tenacidad aplicando una equivalencia elástica. El método se aplica a un conjunto de resultados de diferentes tamaños de probeta y velocidades de carga. El parámetro Kun, correspondiente con la carga máxima, aumenta tanto con el tamaño de probeta como con la velocidad de carga. Con respecto a Kini, correspondiente con el inicio de la fisuración, el método lo obtiene mediante un procedimiento analítico que falla para tamaños grandes de probeta. Se hacen dos propuestas para obtener Kini de una manera diferente. La primera consiste en obtener el parámetro a través de la correspondiente carga de inicio de la fisuración medida directamente en la curva carga-apertura en la boca de la fisura. La segunda propuesta aplica algunas mejoras en la evaluación de las tensiones cohesivas, que corrigen el procedimiento anterior. Finalmente, la influencia de la velocidad de carga se introduce en el método mediante un factor viscoso aplicado a la ley cohesiva.

La última parte de la tesis presenta la aplicación de métodos numéricos al estudio de la fractura. Primero se estudia un tipo de anclajes metálicos para hormigón que no están cubiertos por la normativa. Se analiza el comportamiento de cuatro configuraciones geométricas diferentes bajo cargas de tracción y de cortante. Los resultados del modelo numérico se comparan y validan para cada caso con resultados experimentales previos. Estos modelos permiten análisis posteriores para estudiar el efecto de diferentes variables. Como conclusiones generales, la capacidad de los anclajes aumenta con una sujeción mecánica y un confinamiento y resistencia del hormigón mejores.

Finalmente, se estudia el efecto de escala en la resistencia a compresión de morteros de cal mediante análisis numérico. El ensayo de la normativa mide esta resistencia en prismas de 40 mm de canto. En una campaña experimental previa también se obtuvo la resistencia dada por cilindros de 150 mm de altura para dos morteros diferentes, que fue menor. Se validó un modelo del ensayo de prismas con los resultados experimentales y, después, se simularon ensayos con dos tamaños de probeta mayores, de 80 mm y 160 mm de canto. Con los resultados, se obtuvo la ley de efecto de escala para cada mortero. La conclusión es que la resistencia dada por los cilindros es muy parecida a la resistencia real del material mientras que los prismas de la normativa ofrecen valores que son alrededor de un 30 o 40% mayores.

EL INGENIERO JOSÉ JOAQUÍN ORTEGA

JOSÉ Joaquín Ortega Parreño nació en La Roda (Albacete) en 1986, está soltero y vive en Ciudad Real. Es Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos por la Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM) (2004-2010), donde se especializó en Estructuras y Geotecnia. Tiene un Máster en Territorio, Infraestructuras y Medio Ambiente por la UCLM (2011-2012) e hizo el doctorado en la misma universidad (2013-2019).

Durante un corto espacio fue ayudante del Departamento de Obras Públicas en la Consejería de Obras Públicas de Castilla- La Mancha, en 2008; en 2010, ayudante de la oficina técnica en la empresa Vías y Construcciones, S.A.; y en 2012, ayudante jefe de obra en la firma Peyber Hispánica, S.L. Actualmente, realiza investigaciones en materiales de construcción en la ETSI de Caminos de la UCLM.

En el aspecto docente, ha ejercido de profesor del curso “Autocad 2D”, modalidad online, de la UCLM (2012), y en el de “Mecánica del sólido rígido”, grado de ingeniería civil (2016-2019). Su historial se completa con numerosas publicaciones internacionales y una decena de conferencias impartidas en congresos y jornadas.

Ortega suma otro galardón al premio ANCI, obtenido en 2018, siendo estudiante de doctorado del Grupo de Mecánica de Sólidos, junto a Lucía Garijo Alonso. Se trata del premio de la Cátedra ECSA a la Construcción Sostenible y Avanzada, organizado por la Universidad Politécnica de Valencia, en el que participaron nueve equipos. El premio le fue concedido por el trabajo titulado: “Analizar el comportamiento de una placa de hormigón armado y predecir la carga de rotura”. La solución ganadora aportada se basaba en técnicas de Mecánica de Fractura, habituales en las actividades de investigación de los premiados.