Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos

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A 2.5D spectral approach based on the BEM and the FEM to study wave propagation in fluid acoustics and elastodynamics
(2016) Cruz-Muñoz, Francisco Javier; Romero Ordóñez, Antonio; Galvín, Pedro; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
En este trabajo se presenta una formulación espectral en dos dimensiones y media (2.5D) basada en el método de los elementos finitos (MEF) y el método de los elementos de contorno (MEC) para estudiar la propagación de ondas en medios acústicos y elásticos en problemas tridimensionales (3D). El análisis se lleva a cabo mediante la superposición de problemas bidimensionales (2D) para diferentes números de onda a lo largo de la coordenada longitudinal. El método numérico está basado en la descomposición del dominio para representar el sistema fluido-estructura. Se presenta en este trabajo un elemento finito espectral para representar ondas guiadas en sólidos con sección transversal arbitraria. Además, el MEC se extiende a la formulación espectral para estudiar medios fluidos infinitos. Ambas aproximaciones utilizan polinomios de interpolación de Lagrage como funciones de forma en los puntos de Legendre-Gauss-Lobatto (LGL). Las técnicas propuestas se han verificado mediante dos problemas de referencia: la propagación de ondas en un medio fluido infinito en presencia de una cavidad rígida fija y la propagación de ondas en un carril libre, y los resultados obtenidos presentan un buen grado de acuerdo con las soluciones de referencia. Se realiza un breve análisis h - p para evaluar la precisión de los métodos.
Análisis de la demanda y diseño de estrategias de promoción del uso de la bicicleta en Sevilla
(2019) García Sánchez, Alejandra; Romero Pérez, Luis Miguel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería y Ciencia de los Materiales y del Transporte
Sevilla, gracias al Plan Director de la Bicicleta aprobado en 2007, consiguió impulsar el uso de la misma hasta alcanzar un 6% de reparto modal, valor que no ha sido actualizado hasta la fecha dada la escasez de estudios de movilidad. A raíz del Programa de la Bicicleta Sevilla 2020 aprobado en el Exmo. Ayuntamiento Pleno en diciembre de 2017 se establece la necesidad de continuar avanzando, de tal forma que se consiga alcanzar al menos un 15% de reparto modal en 2020. Con el fin de evaluar la situación de la bicicleta de Sevilla y promocionar su uso, surge este Trabajo Fin de Máster, en el cual se actualizan los datos de movilidad disponibles de tal forma que se consigan obtener volúmenes de demanda parecidos a los observados en las diferentes vías que conforman la infraestructura de la bicicleta. A esto le sigue un posterior análisis de la demanda para concluir con un mapa esquemático de la red de bicicleta de Sevilla, en el que se define un conjunto de líneas, sintetizando las rutas principales obtenidas, representando la bicicleta como un modo de transporte moderno y eficiente. La creación de líneas de bicicleta no solo busca atraer a la población hacia el modo de transporte en estudio, sino conocer la importancia de cada una de ellas en función de su demanda con el fin de priorizar las posibles futuras actuaciones sobre la infraestructura
Análisis de la respuesta sísmica de puentes de hormigón pretensado construidos por voladizos sucesivos
(2016) Nancu Nancu, María Luiza; Medina Encina, Fernando; Martínez de la Concha, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
Análisis de la viabilidad del uso de hormigones de ultra-altas prestaciones en estructuras de puentes con tipologías convencionales
(2020) Punta de la Herrán, José Antonio; Martínez de la Concha, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
Los hormigones de ultra altas prestaciones son hoy en día objeto de muchos estudios y ensayos, con el objeto de conocer mejor tanto su estructura como su comportamiento. Desde su precusor en los años 50, con una resitencia de 50 MPa, se ha conseguido fabricar hormigones de más de 100 MPa, y con una resistencia a la tracción considerable, en contraste con los hormigones convencionales. El objetivo de este trabajo es, a partir de datos de laboratorio de estos hormigones, estudiar la viabilidad de apliación de estos hormigones en estructuras de puentes de tipología convencional. Para realizar este estudio, se ha procedido generando un modelo de elementos finitos del Viaducto de Contreras, de forma que se pudieran obtener los esfuerzos en el arco, ya que es el elemento que mayores esfuerzos presenta. Se modeliza tanto la estructura del proyecto original, como cuatro alternativas en las que se emplean hormigones de ultra altas prestaciones. Tras obtener los esfuerzos, se comprueban las secciones, de forma que se pueda comprobar la reducción de armaduras o espesores que supone el empleo de estos hormigones. Finalmente, se incluyen los costes en el análisis para determinar su viabilidad. Evaluando los costes de fabricación de estos hormigones hoy en día, en relación con el ahorro de material debido a su mayor capacidad, se constata que aún están lejos de ser viables para su utilización en estructuras de puentes con tipología convencional. Sin embargo, su uso cada vez está más extendido en aplicaciones que requieren resistir grandes esfuerzos sin un gran volumen de material; además, los medios de fabricación evolucionan continuamente, por lo que es posible que la distancia actual existente entre el coste de los hormigones convencionales y los UHPC se vea acortada con el paso de los años.
Análisis de secciones mixtas flectadas con conexión parcial. Desarrollo de una herramienta informática.
(2018) Sánchez Carrasco, Rafael; Cifuentes-Bulté, Héctor; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
Este documento es una memoria que acompaña al software de cálculo de secciones mixtas MixtasCalc que, en su conjunto, forman un Trabajo Fin de Máster para el Máster Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad de Sevilla impartido en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería. Aquí se realiza un análisis del comportamiento de varias tipologías comunes de secciones mixtas. MixtasCalc es una herramienta informática de cálculo de secciones mixtas a flexión pura. Permite calcular las principales propiedades resistentes a flexión (clasificación de la sección, momentos resistentes últimos elástico y plástico, rigidez a flexión, resistencia a cortante, etc.) para un abanico de tipologías de sección y clases resistentes de materiales. Además, incluye un módulo dedicado al cálculo del esfuerzo rasante y deformada de la viga teniendo en cuenta la interacción parcial hormigón-acero debida a la deformabilidad de la conexión. El programa se ha desarrollado con Matlab en su versión R2015b. El cálculo se hace acorde a lo establecido en el Eurocódigo 4: Proyecto de estructuras mixtas de acero y hormigón (UNE-EN 1994-1-1). En los casos en los que se permiten ciertas libertades de procedimiento o valores a decidir por la autoridad nacional competente del Estado miembro (pues el ámbito de aplicación de esta normativa es a nivel europeo) se ha tomado lo establecido en el correspondiente anexo nacional o, en su defecto, lo establecido en las normativas nacionales EAE (Instrucción de acero Estructural) y EHE (Instrucción de Hormigón Estructural). El estudio de la influencia de la conexión mediante pernos sigue la metodología establecida en el manual de Julio Martínez Calzón. En este documento, además de otros temas, se presenta el programa, su planteamiento y las instrucciones para manejarlo a través de una intuitiva interfaz. También se muestra la relación de resultados que se pueden obtener y los fundamentos de cálculo de los algoritmos implementados necesario para ello. Por último, se recuerda que el motivo de este proyecto ha sido un Trabajo Fin de Máster, y que su elaboración ha sido llevada a cabo por un estudiante por lo que su propósito es plenamente académico. El autor da total libertad de copia, distribución y modificación tanto del programa informático como de esta memoria eximiéndose de cualquier responsabilidad derivada del uso de los mismos.
Análisis del comportamiento dinámico en estructuras de la ingeniería civil por medio de la visión computacional.
(2023) Suárez Álvarez, Jesús; Jiménez Alonso, Javier Fernando; Universidad de Sevilla. Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
En el presente Trabajo de Fin de Máster se pretende llevar a cabo la aplicación de Análisis Modal Operacional sobre estructuras reales por medio del uso de sensores de visión computacional y técnicas de “Template-Matching”. Los sensores de visión computacional son sensores tipo contacless utilizados en el campo de las estructuras para medir los desplazamientos a los que se ve sometido una estructura determinada, frecuentemente ante cargas arbitrarias. Las técnicas de “Template-Matching” son utilizadas para la identificación de un punto determinado en una grabación, dicho punto es frecuentemente denominado “template”. La combinación de los sensores de visión computacional y estas técnicas serán desarrolladas para poder obtener los desplazamientos de un punto de una determinada estructura haciendo uso de una “Consumer Grade Camera”, es decir, una cámara de uso particular con características técnicas comunes. Previamente a la ejecución de los ensayos de medición se efectuarán ensayos de prueba en los que se calibrará el método hasta conseguir que los resultados arrojados por el mismo sean considerados como válidos. Durante esta fase, se procederá a analizar el movimiento de un péndulo al ser una “estructura” relativamente sencilla que presenta un único grado de libertad. Una vez calibrado adecuadamente el método, utilizando un sensor de visión computacional y las técnicas de “Template-Matching” junto a la aplicación del Análisis Modal Operacional se obtendrán las propiedades modales de una estructura: modos de vibración, frecuencia natural y relación de amortiguamiento. La estructura elegida en este caso se trata de una viga en voladizo, empotrada en un extremo, consistiendo en una estructura con un total de seis grados de libertad. Además, se consigue realizar un ensayo con resultados satisfactorios en campo de aplicación de este tipo de técnicas con una “Consumer Grade Camera”, obteniendo la frecuencia natural de la estructura de forma aproximada.
Análisis del efecto de los agentes marinos en la regeneración de playas
(2019) Decena Gamero, Joaquín; López-Ruiz, Alejandro; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
En la actualidad, casi la mitad de la población mundial vive en zonas costeras. Sin embargo, el 70 % de las playas del mundo están sufriendo erosión. Además, el continuo crecimiento de la población y las industrias que ha tenido lugar cerca de la costa durante décadas, junto con el cambio climático y el consecuente incremento del nivel del mar, han puesto en riesgo a los habitantes costeros y los ecosistemas [Villatoro et al., 2014]. Para luchar contra este problema, se introduce una nueva forma de defensa costera, las mega- regeneraciones. Esta técnica de protección costera suave presenta cierta incertidumbre relativa a su durabilidad y evolución. Por estos motivos el presente trabajo se centra en analizar la influencia que tiene el clima marítimo sobre la evolución espacial y temporal de las mega-regeneraciones. Tras un primer capítulo introductorio, el capítulo 2 se ha dedicado a explicar los conceptos básicos de las mega-regeneraciones y a analizar los antecedentes. Para poder estudiar este fenómeno, se ha realizado un modelo numérico de una mega-regeneración sin localización definida, empleando el software Delft3D. Los detalles del modelo están descritos en el capítulo 3. Se estudiará la influencia que tienen diferentes escenarios climáticos en la evolución de la mega-regeneración. Los escenarios definidos difieren principalmente en los valores de carrera de marea y clima de las olas. En total se han definido un conjunto de 36 escenarios, con objeto de identificar los cambios que en la línea de costa provocan las variaciones de: altura de ola, dirección del oleaje, período del oleaje y amplitud de marea. Estos resultados se analizan detenidamente en el capítulo 4. Las conclusiones que podemos extraer de este estudio son muy variadas y se analizan en detalle en el capítulo 5 de este trabajo. Sin embargo, desde el punto de vista de qué combinaciones de clima marítimo conducen mayores anchos de playa seca, podemos concluir que para la batimetría analizada, los casos que presentan oleaje de largo período (12 s), mayor altura de ola (2 m) y grandes amplitudes de marea (2 m), son los que conducen a mayores anchos de playa seca. Finalmente, en el capítulo 6 se proponen una serie de recomendaciones para optimizar las mega-regeneraciones y alargar su vida útil.
Análisis del sistema público de transporte de Málaga mediante simulaciones macroscópicas
(2019) Fernández Tejada, Javier; Romero Pérez, Luis Miguel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería y Ciencia de los Materiales y del Transporte
En los últimos años, el estudio de las ciudades desde una perspectiva de sostenibilidad ocupa a científicos y planificadores, tanto más cuanto los actuales procesos de crecimiento urbano están revelando unos patrones con evidentes costes ambientales, sociales y también económicos. Los conceptos de movilidad y transporte sostenibles se sitúan, por supuesto, en el núcleo de la investigación sobre la sostenibilidad urbana y también en la base de las políticas urbanísticas, como elementos fundamentales que son de la estructura y funcionamiento de las ciudades. En este sentido, la congestión urbana es un problema que afecta de manera específica a los accesos y grandes distribuidores viarios de las principales aglomeraciones en los periodos punta diarios, y a lo largo de todo el día en los espacios centrales. Se trata de una congestión provocada, fundamentalmente, por lostráficos privados que impide, además, el desarrollo del transporte público por carretera. Un efecto adverso de esta congestión del tráfico, como ya se ha señalado, es la degradación que experimenta la velocidad comercial del transporte público de personas que comparte viario con el coche. En este documento se va a realizar, por tanto, un estudio de movilidad motorizada de los desplazamientos de los viajeros habituales del municipio de Málaga y de su corona metropolitana, en los periodos punta diarios, distinguiendo entre aquellos que se producen en modo privado de los que se realizan a través del sistema de Transporte Público que da servicio a los ciudadanos. Para ello se generará un modelo digital de la red de carreteras y sobre ella, la red de Transporte Público, mediante el programa informático Transcad, donde se ejecutarán sendas macro-simulaciones de la demanda de viaje de los usuarios. Finalmente, los resultados obtenidos del modelo generado serán analizados a partir de un sistema de indicadores territoriales de sostenibilidad de la movilidad y calidad del transporte público de la provincia de Málaga, estructurar éstos en un sistema jerarquizado y coherente con el marco conceptual y estudiar las posibilidades de los SIG para la elaboración de distintos tipos de indicadores. El propósito final es evaluar la sostenibilidad de un modelo de ciudad desde la perspectiva de la movilidad y calidad del transporte, de los que se derivan medidas operativas y propuestas de actuación en base a estos indicadores.
Análisis estructural del vano de acceso al puente sobre el río Guadalquivir para paso de la SE-40 en Coria del Río
(2024) Aznárez Gordon, José Manuel; Martínez de la Concha, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
En el presente documento se ha realizado un estudio estructural de un tramo de un viaducto de aproximación a un puente de gran envergadura. Este es un proyecto académico, en el que se han tomado datos no reales pero de gran interés académico, como son la construcción de puentes en zonas de altísima sismicidad y con suelos pobres. El objetivo de este documento es analizar estructuralmente un tramo de viaducto en condiciones de alta sismicidad y suelos poco favorables, considerando diferentes fases de construcción y explotación, pero no el diseño del viaducto. Este trabajo se desarrolla en 6 apartados principales (además de 5 anexos), en los que tras una breve introducción y tras la descripción de la estructura y su modelización, se procede a la comprobación de cuatro situaciones diferentes: situación persistente o de explotación, situación constructiva, situación de sismo en fase de construcción y situación de sismo en fase de explotación; teniendo un sismo diferente de diseño para cada una de estas dos últimas fases. En cada una de ellas, se procede a describir las particularidades de modelización de cada una. Posteriormente, se verifican los pilotes, pilas y finalmente la superestructura, teniendo en cuenta los distintos estados último, de servicio y accidental, según sea el caso. Tipológicamente, este viaducto es un tablero continuo con sección en cajón de 15 m de ancho y 3,5 de canto, aunque en fase constructiva se va construyendo con una viga de lanzamiento, dejando para un último momento el hormigonado in situ de los tramos sobre las pilas. De esta manera, en fase constructiva es un tablero de tramos isostáticos, pasando a ser hiperestático una vez dichos tramos trabajan. Además, para la resistencia del sismo en fase de explotación, los apoyos definitivos son péndulos dobles de fricción, que aíslan con suficiente efectividad al tablero de los efectos sísmicos que sí afectarán a la subestructura A su vez, para asegurar la resistencia de la estructura en cada etapa de construcción y uso, el pretensado se realiza en tres fases, adaptándose a las necesidades de cada tramo: inicialmente se pretensa siguiendo un perfil característico de cargas homogéneamente repartidas en el vano para cada vano isostático. Posteriormente, cuando se hormigona el tramo sobre la pila se añade un pretensado recto que compensa los momentos negativos resultado de la hiperestaticidad. Y finalmente, previo paso de la sustitución de apoyos, se postesan más tendones en los vanos para resistir las sobrecargas del modelo en servicio. Finalmente, una vez realizadas todas las comprobaciones pertinentes, en los anexos se tratan con más profundidad temas de interés para el cálculo del viaducto como son las cimentaciones pilotadas, definición y combinaciones de cargas, esfuerzos de segundo orden en pilas, cálculo y armado de los encepados y tablas de comprobación a flexión del tablero.
Análisis morfodinámico de la desembocadura del río Guadiana
(2019) Díaz Peña, David; López-Ruiz, Alejandro; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
La hidrodinámica del estuario del río Guadiana (suroeste de España) está controlada por la acción conjunta del oleaje, las variaciones del nivel del mar, la descarga fluvial y el viento. La particularidad de este estuario es la existencia de un delta sumergido en la entrada de la desembocadura que en condiciones extremas limita las condiciones de navegabilidad del mismo. Esta problemática es considerada como el resultado antes los cambios bruscos que se han dado en la hidrodinámica de la desembocadura como respuesta a la construcción de los diques paralelos de encauzamiento de la desembocadura entre los años 1os años 1972 y 1974 junto con la gran regulación del río, tanto en caudal como en aporte de sólidos en su descarga, a lo largo de su recorrido mediante la construcción de presas u otras obras civiles. Para asegurar la seguridad en la navegación, la Agencia Pública de Puertos de Andalucía ha llevado a cabo operaciones de dragado del canal de navegación en los años 1987 y 2015. A partir de la batimetría del año 2016 y a través del análisis de los resultados preliminares obtenidos mediante un modelo numérico junto con alguna modificación en la batimetría inicial, se ha definido la discretización numérica de la zona de estudio para posibilitar una caracterización válida de la hidrodinámica de la desembocadura. Con esta herramienta se ha estudiado dicha hidrodinámica mediante el análisis de los resultados proporcionados por el modelo ante diferentes escenarios de simulación. Los datos de la zona de estudio utilizados en este trabajo muestran que el estuario consiste en un sistema mesomareal y semidiruno, con una carrera de marea media de 2 m. La marea tiene influencia en toda la zona de estudio, inundando una amplia zona de marismas y avance de la línea de costa sobre todo en el margen de la costa española. La dirección de procedencia de oleaje más frecuente es WSW, con alturas de ola entre 0 y 5 m y periodos de pico entre 2 y 21 s, predominando las alturas de ola inferiores a 1 m y periodos pico entre 4 y 6 s. Las direcciones de procedencia del viento más frecuentes son NNW y SW, con rango de velocidades de viento entre 0 y 21 m/s y más frecuentes entre 2 y 6 m/s. En situaciones de bajamar, sobre todo en las máximas, la profundidad en el canal de navegación se considera insuficiente para el cumplimiento de las condiciones mínimas de navegabilidad. Esta problemática se incrementa ante la acción del oleaje con dirección de procedencia WSW o SW, las cuales son las de mayor probabilidad de ocurrencia en el dominio de estudio llegándose a alcanzar calados de valores inferiores a 2.5 m. Por lo tanto, se llega a la conclusión de que la dinámica de la zona de estudio resulta con un comportamiento del modelo numérico en el cual se observan resultados que tienden a la reducción del calado en la zona más cercana del canal de navegación a la bocana de la desembocadura, considerándose con la zona más crítica y de mayor interés en el estudio del mismo. En cuanto a los resultados obtenidos a partir de la simulación de los diferentes escenarios o temporales seleccionados, se llega a la conclusión de que la existencia del río en el modelo, tanto en descarga de caudal como en aporte de sólidos al dominio de estudio, provoca un aumento considerable del volumen de sedimentos depositados y erosionados y, por lo tanto, una dinámica más intensa sobre todo en los escenarios “T1” y “T2” donde las condiciones de oleaje y clima marítimo son más extremos. Por otro lado, tras el análisis de la influencia del oleaje a partir de los cambios de batimetría en el canal de navegación al finalizar la simulación de cada escenario de simulación se demuestra que en tanto en “T1”, como en “T2” se tiende a un desplazamiento del “Outer Shoal” hacia la bocana de la desembocadura, con zonas de grandes erosiones y sedimentaciones que podrían dificultar en instantes de bajamar la navegabilidad del mismo. En cuanto al análisis global del dominio x de estudio, se llega a la conclusión de la existencia de una gran sedimentación en la zona costera portuguesa la cual se encuentra adyacente con una zanja erosiva. Dicha zona tiene una continuidad hasta la zona del dique, prolongándose hasta la zona de “Lateral Bar” y “Outer Shoal”. En cambio, en la zona más cercana a la costa española, se encuentran zonas de erosión y sedimentación aisladas y con una irregularidad en cuanto a su formación. Estos resultados anlizados a partir de la dinámica, son de mayor intensidad en “T1”, mientras que en “T2” y “T3” se encuentran resultados más suaves pero que siguen la misma tendencia. Los resultados muestran que la zona de estudio es un dominio muy dinámico, con gran transporte de sedimentos y de acción de las mareas, con un oleaje con una dirección predominante bastante aislada y con grandes cambios en su batimetría tanto en condiciones de calma como en temporales. La zona de estudio no se encuentra en equilibrio dinámico debido a la construcción del encauzamiento del estuario, entre otras obras civiles, y al continuo cambio en la regulación a la que ha sido sometido el río a lo largo de la historia mediante la construcción de embalses en su recorrido. Se demuestra que la tendencia de la dinámica de la desembocadura, debido a los diversos factores que se han ido desarrollando y describiendo a lo largo del trabajo, es de ser cerrada mediante la deposición de sedimentos y a la generación de diferentes formaciones a lo largo de la zona más cercana a la bocana de la desembocadura. Este hecho es explicado mediante los continuos trabajos de dragado que se realizan en la misma para poder seguir posibilitando la navegación de un río tan importante en el panorama español como es el Guadiana.
Análisis numérico de procesos de fractura en rocas heterogéneas mediante el uso combinado de la metodología phase field y grietas de interfase
(2020) Reinoso Cuevas, José; Durand Neyra, Percy; Universidad de Sevilla. Departamento de Estructuras de Edificación e Ingeniería del Terreno
El análisis de los fenómenos de fractura en rocas tiene implicaciones relevantes en diferentes aplicaciones en Ingeniería Civil y Geológica. El comportamiento complejo de tales materiales generalmente abarca la evolución de diferentes escenarios que implican ramificación de grietas, coalescencia, entre muchos otros. En este trabajo, la aplicación del enfoque variacional de fractura phase field se ha aplicado con éxito para la simulación de procesos de grietas en rocas, incluyendo la presencia de posibles defectos. Además, esta técnica se combina eficientemente con los métodos cohesivos de grietas de interfase con el fin de simular procesos de fractura en rocas. en primer lugar, la metodología actual se ha validado con los resultados del denominado Brazilian test en rocas homogéneas, con excelente precisión, y se examinan sus capacidades predictivas en situaciones incluyendo defectos únicos y múltiples. En segundo lugar, el estudio numérico comprende el análisis de rocas heterogéneas con la presencia de una interfases que separa diferentes litologías. Los resultados actuales exhiben excelentes capacidades potenciales de la presente técnica para simular fenómenos de grietas complejas en geo-materiales, lo que permite reproducir patrones de grietas tortuosas con mínima intervención del usuario.
Aplicación de la metodología BIM a un proyecto de construcción de un corredor de transporte para un complejo industrial. Modelo BIM 5D Costes
(2018) Vera Galindo, Carmen; González González, Blas; Universidad de Sevilla. Departamento de Construcciones Arquitectónicas I
En el presente Trabajo Fin de Máster se realiza una investigación acerca de la aplicación de la metodología BIM a obras de la ingeniería civil, en particular, a infraestructuras lineales. Esta metodología de trabajo colaborativo está bastante consolidada en el sector de la edificación desde hace algún tiempo y, en la actualidad, se está comenzando a aplicar al campo de la ingeniería civil. Se realiza una revisión documental sobre el estado del arte del BIM en ingeniería civil, para aplicarlo, posteriormente, a la construcción de un corredor de trasporte. En cuanto a la revisión bibliográfica, se ha realizado una investigación en revistas divulgativas, revistas científicas, trabajos académicos, etc., de forma que se tenga una visión lo más global posible sobre las líneas en que se trabaja actualmente. La aplicación práctica consiste en aplicar la tecnología BIM para la construcción de una obra lineal mediante metodología BIM. Se modelizará un corredor de transporte que da acceso a una zona industrial, en un tramo donde transcurren de forma paralela una carretera y una vía ferroviaria. Se ha formalizado un Equipo de Obra compuesto por varios ingenieros civiles, asignándose a cada uno la ejecución de una disciplina. La disciplina BIM que se desarrolla en el proyecto de ejecución de este Trabajo Fin de Máster es la relativa al nivel BIM 5D de Costes. Esta disciplina desarrolla un presupuesto BIM para vincularlo a un modelo BIM 3D que permita llevar a cabo la valoración de la construcción de una infraestructura lineal y su seguimiento de obra. Para concluir el trabajo, se exponen las conclusiones y las posibles futuras líneas de investigación en relación a la aplicación de la metodología BIM a la ingeniería civil, y más concretamente a la ingeniería del transporte.
Aplicación de la metodología BIM al diseño de un paso superior de una autovía
(2020) Dorado Rasero, Manuel; Martínez de la Concha, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
En los últimos años nos hemos acostumbrado a escuchar y leer mucho acerca de que la Metodología BIM (Building Information Modeling) es el futuro de la Construcción, porque el mercado actual demanda una mayor productividad dentro de un sector poco eficiente, debido principalmente los tradicionales métodos utilizados. Ante esta emergente irrupción, es sabido que tendremos que cambiar la forma de diseñar y construir los proyectos, pero hoy en día, todavía existe un gran desconocimiento en muchos aspectos, por lo que debemos hacer una investigación más profunda antes de poner en práctica esta metodología correctamente. El principal objetivo de este Trabajo de Fin de Máster es dar un primer paso para acercarnos a la Metodología BIM, pudiéndose apreciar a lo largo de los Capítulos que forman parte de este documento dos bloques claramente diferenciados; uno teórico y otro práctico. En la primera parte comenzaremos con la definición de los conceptos más básicos e introduciremos poco a poco toda la terminología de un entorno BIM. Para sacar las primeras conclusiones, pondremos en contexto la Metodología BIM a nivel mundial y explicaremos los pasos a seguir para su correcta implantación en las Infraestructuras Civiles. Aunque toda esa información resulta necesaria para tener una visión más clara de lo que significa BIM, la mayor parte del presente Trabajo de Fin de Máster se centra en realizar una segunda parte práctica, que podría ser aplicada a un proyecto real de construcción. Concretamente, se trata de un proyecto para la Estructura de un Paso Superior de Autovía, que inicialmente se diseñará y calculará conforme a la normativa nacional y posteriormente se realizará un modelo BIM completo de la misma, incluyendo su información geométrica, materiales, costes, además de su planificación temporal y económica. Finalmente, una vez que consigamos realizar lo que se pretende, compararemos la aplicación de BIM frente a la metodología tradicional para comprobar si definitivamente proporciona mayores ventajas y si realmente resulta ser más efectiva a la hora de gestionar la información de un proyecto.
Aplicación de realidad virtual para el análisis de seguridad vial de carreteras con modelos BIM
(2021) Benavente Lepe, Manuel María; González González, Blas; García Romero, Francisco; Universidad de Sevilla. Departamento de Construcciones Arquitectónicas I (ETSA)
En el presente Trabajo Fin de Máster se desarrolla un entorno virtual a partir de nubes de puntos aplicando la tecnología de la Realidad Virtual. En concreto, este estudio aborda la representación gráfica de infraestructuras de carreteras y la propuesta de desarrollo de una herramienta que permita el análisis de seguridad vial. El principal propósito es establecer las bases para futuros trabajos de investigación sobre la aplicación de esta tecnología en el sector AEC. En cuanto al contenido del estudio, se comienza con la investigación sobre el estado del arte de la tecnología del levantamiento topográfico mediante nube de puntos. Para ello, se estudian los diferentes equipos técnicos (RPA, Escáner láser…) y tecnologías (fotogrametría, LiDAR) que permiten generar una nube de puntos. Posteriormente, se analiza el flujo de trabajo con una nube de puntos, comenzando con los trabajos previos y finalizando con el análisis y tratamiento de la información recogida. Continuando con la segunda línea de investigación, la digitalización de la realidad, se realiza una investigación sobre las diferentes técnicas disponibles (Realidad Virtual, Realidad Aumentada y Realidad Mixta), concluyendo que la Realidad Virtual (RV) es una técnica de utilidad para este estudio. Desarrollando la investigación sobre esta tecnología, se exponen diferentes equipos y softwares para su aplicación. Posteriormente, se da paso al análisis del caso de estudio el cual comienza con la descripción del tramo de interés mediante un reportaje fotográfico, para así continuar con el control de calidad de la nube de puntos ofrecida por la Dirección General de Infraestructuras de la Consejería de Fomento, Infraestructuras y Ordenación del Territorio de la Junta de Andalucía. Más tarde, se genera el entorno virtual y se cierra este apartado con un análisis cualitativo de la seguridad vial en el tramo estudiado. A continuación, se establecen las bases para el desarrollo de futuros trabajos de investigación mediante la propuesta de una herramienta para el análisis de seguridad vial empleando el entorno virtual generado en el caso práctico. Por último, se finaliza el trabajo con la exposición de las futuras líneas de investigación y las conclusiones obtenidas del presente TFM con respecto a las nubes de puntos, la Realidad Virtual y sus numerosas aplicaciones en el sector AEC.
Aplicación del Software AutoCad Civil 3D al diseño de un vertedero de residuos inertes en A Rúa
(2019) Yáñez Pérez, Víctor Manuel; Cabezas García, Francisco; Morato-Moreno, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Gráfica
Este documento tiene como objetivo la obtención de las diferentes capacidades competentes y ventajas que pueda ofrecer la aplicación del software AutoCAD Civil 3D a la realización de proyectos de vertederos. El proceso consiste en el estudio de las diferentes herramientas y funciones que el programa lleva integradas y su posterior aplicación, en este caso, a la elaboración de un vertedero de residuos inertes en A Rúa (Galicia). Consiguiéndose de esta forma además, una guía metodológica para el diseño y modelado de este tipo de proyectos. Esta guía trata de ser simple y eficaz. Finalmente se obtendrá una conclusión acerca de la eficacia e idoneidad de la utilización del software AutoCAD Civil 3D a este tipo de proyectos, teniendo en cuenta que su aplicación mayoritaria se centra en la realización de infraestrucutras civiles de tipo lineal como pueden ser carreteras y autopistas, ferrocarriles, redes de saneamiento y abastecimiento…
Caracterización geométrica de tramo ferroviario
(2023) Chávez Careaga, Humberto Mauricio; García Benítez, Francisco; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería y Ciencia de los Materiales y del Transporte
El siguiente Trabajo Fin de Máster, tiene como objeto la caracterización geométrica de una vía innominada, misma que fue auscultada para la extracción de conjunto muestral de datos de las irregularidades de una serie de parámetros geométricos extraídos como señales en el dominio del espacio. Inicialmente, se realizará un análisis de las propiedades intrínsecas de estas señales a través de algunos estadísticos, para conocer su comportamiento a lo largo de la longitud de toda la vía. Seguidamente, se estudiará la vinculación de una irregularidad en un determinado tramo de la vía debido a los ocasionados a lo largo de la misma o a irregularidades de otros parámetros, a través de la función de autocorrelación y correlación cruzada, con el objeto de determinar una causa. Asimismo, se analizará el comportamiento de las señales en el dominio de la frecuencia a través transforma de Fourier, al descomponer la señal en una serie de componentes de diferentes frecuencias, para conocer la ocurrencia de estas. Finalmente, se caracterizará la calidad de la vía según de la distribución del resto de vías europeas, conforme a lo dispuesto en la normativa vigente, obteniendo un concepto global del estado de la vía y sus implicaciones.
Comportamiento del terreno en obras de construcción de sótanos mediante pantallas continuas ancladas en la ciudad de Sevilla: Contraste de los métodos numéricos y analíticos con la instrumentación geotécnica en un caso real
(2023) Guerrero Arcos, Juan; Bauzá Castelló, Juan Diego; Durand Neyra, Percy; Universidad de Sevilla. Departamento de Estructuras de Edificación e Ingeniería del Terreno
La ejecución de una excavación profunda al abrigo de pantallas conlleva inevitablemente movimientos tanto en las propias pantallas como en el terreno circundante, con el riesgo de producir graves daños a estructuras o servicios subterráneos adyacentes. Resulta, por tanto, de suma importancia profundizar en el estudio del comportamiento de las estructuras de pantallas continuas de hormigón armado. Un enfoque exclusivamente teórico para estimar los desplazamientos de la pantalla resulta inviable debido a la compleja interacción entre el terreno y la estructura, así como a las incertidumbres inherentes al comportamiento del terreno. Debido a esto, es necesario acudir a métodos de cálculo numérico para analizar y predecir el comportamiento en servicio de estas estructuras. En el presente Trabajo Fin de Máster se contrastan los resultados obtenidos con los principales programas comerciales de cálculo de pantallas con medidas de campo de un caso real, con el fin de determinar que modelos numéricos exhiben un mejor ajuste. Para ello, se cuenta con lecturas inclinométricas de una obra ejecutada mediante pantallas continuas ancladas para la construcción de un aparcamiento subterráneo de cuatro plantas en un centro hospitalario en la ciudad de Sevilla. En el marco de este estudio, se ha optado por emplear CYPE Muros Pantalla y PLAXIS para llevar a cabo la modelización numérica de la excavación. CYPE emplea el coeficiente de balasto para simular la interacción terreno-pantalla mediante el método de Winkler. Por otro lado, PLAXIS es un software de elementos finitos especializado en aplicaciones geotécnicas. Entre los trabajos realizados, se destaca el análisis de errores en las lecturas inclinométricas, el estudio del empleo del coeficiente de balasto horizontal para el diseño de pantallas y el empleo de un modelo tridimensional de la excavación en PLAXIS 3D para analizar el efecto de las esquinas y la forma de la excavación en los resultados numéricos.
Comprobación a fatiga de los tirantes del puente atirantado del tramo Hernani-Astigarraga de la Y Vasca
(2024) Fidalgo Redondo, Maite; Martínez de la Concha, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
El presente Trabajo de Fin de Máster se centra en el estudio del comportamiento a fatiga de los tirantes del puente atirantado de Hernani, una parte integral de la infraestructura ferroviaria conocida como la Y Vasca, que conecta los municipios de Hernani y Astigarraga, en la provincia de Gipuzkoa. Este puente representa un hito significativo al ser el primer puente atirantado para ferrocarril en España. Dado que el puente soporta trenes de alta velocidad, el análisis de fatiga es de gran importancia, ya que la estructura está sometida a cargas cíclicas. Para llevar a cabo este análisis, ha sido necesario desarrollar un modelo simplificado del viaducto utilizando el software Midas Civil, dada la complejidad de la estructura. Se respetaron tanto los materiales de la estructura, la geometría y las condiciones de contorno, así como las cargas que soporta. Posteriormente, se realizó un análisis dinámico para calcular las variaciones de tensión provocadas por cada uno de los trenes, de acuerdo con las especificaciones de fatiga establecidas en la Instrucción de Acciones a Considerar en Puentes de Ferrocarril (IAPF-10). Utilizando la Curva de Fatiga o Curva S-N del Código Estructural, se evaluaron los daños provocados por estos trenes, con el objetivo de determinar si el daño por fatiga es relevante a lo largo de la vida útil de la estructura, estimada en 100 años.
Comprobación a Fatiga del Puente Ferroviario de Alta Velocidad Arroyo Bracea II
(2022) Gallego-Casilda Martos, Juan Pablo; Martínez de la Concha, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
El actual documento es un Trabajo Fin de Máster sobre el comportamiento a fatiga de la armadura pretensada de las vigas principales del puente ferroviario para alta velocidad Bracea II, localizado en la provincia de Toledo, cerca de la frontera con la provincia de Ciudad Real, ambas pertenecientes a la Comunidad Autónoma de Castilla La Mancha. El análisis a fatiga es importante para estructuras sometidas a cargas cíclicas, ya que pueden llegar a fallar estructuralmente sin alcanzar el límite elástico. El puente en estudio está sometido al paso de trenes de alta velocidad que producen fatiga de los elementos estructurales a lo largo del tiempo. Se ha llevado a cabo una modelización de la parte de la estructura que interesa para el estudio, realizando un modelo de barras que forman un emparrillado. Para dicho modelo se ha respetado la geometría, las características de los materiales, las rigideces, los grados de libertad y la s cargas, para así representar la estructura existente y que los valores obtenidos sean representativos. Se ha llevado a cabo un análisis dinámico, se ha hecho uso de la Curva S N del elemento en estudio también denominada Curva de Fatiga, se ha realizado el estudio de las variaciones tensionales provocadas por el paso de los trenes a través de esta curva de respuesta del puente ante esa excitación y se ha calculado el daño que provoca el paso de trenes tipo acorde a la normativa vigente.
Desarrollo de un modelo de reparto de modal agregado para el sistema de transporte de Sevilla
(2021) Bravo Muñoz, Juan Manuel; Romero Pérez, Luis Miguel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería y Ciencia de los Materiales y del Transporte
En la actualidad existe un especial interés en caracterizar el uso de los diferentes modos de transporte en las grandes ciudades. El hincapié de las principales instituciones públicas por desarrollar un modelo de transporte más sostenible abarca la etapa de analizar el reparto modal existente en un área. Dicha meta puede ser alcanzada mediante la elaboración de un modelo de reparto modal el cual clasifique el número de usuarios de cada modo de transporte en las ciudades; en concreto en este trabajo se estudiará con detenimiento la ciudad y área metropolitana de Sevilla. El modelo debe ser alimentado con variables características de cada uno de los modos de transporte, las cuales serán halladas mediante su simulación (oferta y demanda) en el programa informático TransCAD. Una vez que se disponen de las variables se dispone a codificar un algoritmo en Matlab que desarrolle un modelo de reparto modal (demanda asignada a cada modo). En concreto se elaborará en este trabajo un modelo de variables acotadas para los modos de transporte del estudio: privado, público, a pie y en bicicleta. El modelo resultante debe calibrarse de forma que reproduzca el reparto modal actual. Una vez inferidos sus parámetros a través del escenario actual se tienen garantías para realizar estimaciones de un reparto modal para un escenario futuro; es decir, cambiando el valor de las variables de entrada del modelo, éste, con la forma funcional y los parámetros ya inferidos, deberá ser capaz de predecir el nuevo reparto modal de la ciudad. Paralelamente se analizará la problemática específica que dificulta el empleo del transporte privado y el transporte público principalmente. Se expondrán los lugares más concurridos y congestionados en hora punta debiendo buscar soluciones para paliar tal problema en dichas zonas. Se mencionarán así mismo algunas medidas que pueden ser tenidas en cuenta para reducir significativamente los problemas de congestión en aquellos lugares concretos en los que ocurra.

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Examinando Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos por Título