Grado en Ingeniería Civil

URI permanente para esta colecciónhttps://hdl.handle.net/11441/27077

Examinar

Mostrando 1 - 20 de 179

Metodologías basadas en modelado numérico para el análisis del efecto de la subida del nivel medio del mar en la hidrodinámica y la distribución de salinidad de estuarios
(2024) Gutiérrez Alvear, Mª Antonia; López-Ruiz, Alejandro; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
Los estuarios aluviales se definen como la transición entre el río y el mar. Pero el interés de los estuarios no reside en su definición, sino en todo de lo que de él depende. La variabilidad temporal de la salinidad que presenta les confiere unas condiciones ambientales únicas. Sus características y los hábitats únicos que desarrolla favorecen que la flora y la fauna de los estuarios sean extremadamente ricas. Además suelen ser zonas con suelos muy fértiles, llanas y con agua dulce, por lo que constituyen escenarios propicios para la agricultura. Además, si son navegables, pueden constituir un importante medio de comunicación del mar con la tierra. Sin embargo, la gran riqueza que estos sistemas poseen lo hacen a su vez frágiles frente a cambios en su hidrodinámica. En efecto, actividades humanas (construcción de presas, dragado del lecho...) o naturales (sequías, subida del nivel medio del mar...) alteran su equilibrio y pueden tener consecuencias negativas para todo lo que se desarrolla a su alrededor . En este sentido, el cambio climático supone un riesgo tanto a escala global como a escala reducida. Particularmente, los estuarios pueden verse afectados por los cambios que se están produciendo en el clima, tales como el aumento de las precipitaciones, las sequías, la acidificación del mar, la subida del nivel medio del mar, etc. En concreto, la subida del nivel medio del mar es lo que interesa principalmente en este proyecto. Y en consecuencia, la influencia que este parámetro puede tener en el desarrollo de la hidrodinámica y en la distribución de salinidad del estuario . En esta línea, uno de los objetivos principales del trabajo consiste en el ajuste de un modelo númerico de estuario aluvial, construido bajo las hipótesis de estuario ideal. Se necesita hacerlo eficiente desde el punto de vista computacional, capaz de simular escenarios con horizontes temporales de decenas de años. Y hacerlo eficaz desde el punto de vista de resultados, capaz de generarlos acordes al comportamiento típico de los estuarios sobre los que se basa. Una vez logrado este objetivo, la herramienta se empleará para el estudio del comportamiento de los estuarios frente a una serie de escenarios futuros. Estos escenarios están caracterizados por un incremento del nivel medio del mar diferente para cada uno de ellos. Con el propósito de alcanzar dichos objetivos, se procederá, en primer lugar, a describir el IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) y sus previsiones. El IPCC es el órgano principal en materia de cambio climático a nivel global. Está compuesto por un grupo internacional de científicos, expertos en materia de cambio climático, que elaboran evaluaciones del cambio climático, sus causas, previsiones, posibles repercusiones y estrategias de respuesta. Dada la autoridad que se le reconoce a nivel internacional, en el trabajo se emplearán proyecciones de subida del nivel medio del mar del IPCC. Para justificar su empleo se describirá igualmente su método de trabajo. El modelo final debe predecir un comportamiento del estuario acorde a unos patrones teóricos. Con esta finalidad, se definirá la hidrodinámica típica de los estuarios aluviales y las características típicas de los estuarios ideales, sobre cuyas bases descansa el modelo original que se adaptará. Para lograr el primer objetivo se adaptará un modelo ya construido ([Martín-Llanes and López-Ruiz, 2024]) para optimizar su eficiencia desde el punto de vista computacional, de manera que permita realizar simulaciones de gran periodo de cálculo en menos tiempo. Se describirán las técnicas diseñadas y empleadas para reducir las necesidades de cálculo y el tiempo de simulación, manteniendo la precisión de los resultados. Finalmente, se empleará la herramienta para predecir los efectos que distintos valores de subida del nivel medio del mar pueden ocasionar en la hidrodinámica y en la distribución de salinidad de los estuarios. Los resultados y las conclusiones que se derivan del trabajo permiten comprobar la eficacia del modelo y la mejora en la eficiencia computacional. Además, permiten concluir que un aumento del nivel medio del mar podría alterar la hidrodinámica de los estuarios y su distribución de salinidad, aumentando el alcance de la intrusión salina y aumentando el nivel medio del agua en el mismo, lo cuál puede tener un impacto significativo en estos sistemas ambientales y sociales.
Calibración de un modelo hidráulico de lluvia distribuida en una cuenca: procedimiento y sensibilidad de parámetros. Aplicación al caso del río Frailes (Granada)
(2024) Gándara Álvarez, Gerardo; Ruiz Reina, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
El agua es un recurso fundamental para la vida en la tierra, por lo que su gestión y la investigación hidrológica son tareas esenciales para obtener proyecciones en el futuro. Los modelos hidrológicos son herramientas fundamentales, ya que permiten simular y prever el comportamiento del agua a nivel de cuenca hidrográfica, lo que facilita la planificación de medidas preventivas para reducir los riesgos ante eventos climáticos extremos como sequías e inundaciones. En el presente trabajo, se ha llevado a cabo un modelo de lluvia distribuida mediante el software HEC-RAS en la cuenca del río Frailes (Granada). Mediante este modelo se busca aproximarse al comportamiento del ciclo del agua en la cuenca de estudio, aunque esto puede resultar complicado debido a la alta incertidumbre en el comportamiento climático en los últimos años. El estudio realizado se centra en un análisis hidrológico de un evento a corto plazo (como una avenida o evento extremo). Es importante distinguirlos de un análisis hidrológico de largo plazo, en el que se evalúa los recursos hídricos de una cuenca. El objetivo principal del trabajo es calibrar los parámetros hidrológicos e hidráulicos más significativos en la cuenca de estudio utilizando datos reales de precipitación. Para lograr esto, se realiza una comparación entre los resultados obtenidos de la simulación y los datos medidos in situ. Esta comparación revela cierto grado de discrepancia, lo que requiere la reasignación o ajuste de los parámetros del modelo con el fin de reducir la incertidumbre en la modelación utilizando el caudal como variable de respuesta. Una vez calibrado el modelo, es crucial validarlo para evaluar su capacidad de predicción en fenómenos meteorológicos extremos. Para ello, se utilizan datos de precipitación reales diferentes a los empleados en la calibración y se comparan con los resultados simulados. En el desarrollo del documento se detalla la metodología empleada para la calibración, la identificación de tormentas, la recopilación de datos reales de precipitación y de partida, el análisis de sensibilidad de los parámetros en el modelo, los problemas generales de calibración y las conclusiones, que incluyen recomendaciones para futuras calibraciones.
Soluciones constructivas para la construcción de infraestructuras sobre suelos expansivos
(2024) Zuluaga Morales, Juan Manuel; Bauzá Castelló, Juan Diego; Universidad de Sevilla. Departamento de Estructuras de Edificación e Ingeniería del Terreno
Las arcillas expansivas presentan un serio problema en todo el mundo debido a su cambio de volumen por cambios en el contenido de humedad, sobre todo en zonas con climas áridos o semiáridos. El estudio recopilatorio que se realiza en este documento introduce el problema de las arcillas expansivas, describiendo las características y variables que controlan la expansión; enumera las diferentes formas de reconocimiento e identificación; repasa los aspectos más importantes de la extensa literatura existente relacionada con el tratamiento de los suelos expansivos en cimentaciones; y, por último, se centra principalmente en las recomendaciones constructivas para infraestructuras de carreteras, debido a la menor atención que ha recibido a lo largo de los años. Para carreteras, se aborda el problema de la expansión en orden cronológico desde el diseño, pasando por los diferentes tratamientos existentes, y, por último, tras la construcción de la infraestructura, las medidas que se pueden tomar para corregir el problema de la expansión y los daños ocasionados. Primeramente, se repasan los diferentes métodos de dimensionamiento de firmes y cómo se evalúa el fenómeno de expansión en ellos, haciendo un análisis especial para el dimensionamiento de aeropuertos; se describen las características de diseño a tener en cuenta para evitar o reducir el problema y como se puede evaluar su efectividad; y se exponen algunos ejemplos de casos reales. En el tratamiento de los suelos que sufren cambios de volumen por cambios en el contenido de agua, el enfoque seguido tiene la siguiente organización: evitar el suelo expansivo, modificando la traza del camino; alterar la estructura del suelo de forma mecánica o química, con procesos como la compactación, la sustitución o la estabilización con aditivos tradicionales (cal, cemento, ceniza volante) y no tradicionales; controlar el contenido de humedad mediante la impermeabilización del suelo, o aumentando el contenido de humedad para que el suelo expanda previa la ejecución de la obra; y, por último, los diferentes geosintéticos utilizados para impermeabilizar, separar y reforzar las arcillas expansivas. Para terminar, se describen las diferentes opciones para el tratamiento de carreteras ya construidas y que presentan patologías derivadas del hinchamiento o la retracción, poniendo énfasis en la importancia de su mantenimiento.
Efecto de la torsión en el comportamiento dinámico de puentes esviados calculados con modelos tipo viga
(2024) Sánchez García, Elías; Galvín, Pedro; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
El presente trabajo se fundamenta en el desarrollo de las respuestas de puentes oblicuos definidos a partir de modelos tipo viga, con ambos extremos apoyados y considerando únicamente un único vano. Al definir puentes con un determinado esviaje en planta, una de las principales consideraciones es el efecto conjunto de los modos de vibración de torsión y flexión en la propia respuesta de la estructura. Dicha respuesta puede ser en términos de desplazamientos, giros, velocidades o aceleraciones. Los modelos que se desarrollan son puentes ferroviarios, por tanto, las cargas consideradas son un eje singular que circula a una determinada velocidad y un conjunto de ejes simulando un vehículo ferroviario. Además, se muestran diferentes puentes con diversas longitudes, con sus respectivas características: amortiguamiento estructural, frecuencias o rigideces a considerar, canto de la sección o punto donde obtener cada respuesta, entre otros. Todo esto, permite definir cada una de las respuestas que se presentan. Además, lo considerable en el presente desarrollo es mostrar diversas respuestas, considerando varios esviajes. Es decir, se busca analizar las diferencias entre puentes de esviaje nulo y esviaje no nulo, para mostrar qué conlleva considerar un puente oblicuo, como si no lo fuese. También, como se ha comentado se definen varios esviajes para poder definir conclusiones claras y precisas.
Rehabilitación del Firme en la Carretera de la Esclusa. Puerto de Sevilla
(2024) Ramírez García, Isaac; Baena Ureña, Francisco Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería y Ciencia de los Materiales y del Transporte
El problema que pretende resolver el presente proyecto tiene su origen en un deterioro prematuro del firme en los Viales Sur y Este de la Carretera de la Esclusa, en Sevilla. Esta carretera es de reciente construcción, siendo la puesta en servicio de estos Viales en Febrero de 2019. Parte del problema tienen su origen en el aumento del tráfico que soportan estos viales motivados por las Obras de sustitución de tirantes del Puente del Centenario. Las obras darían comienzo el 7 de agosto de 2021, tras la firma del Acta de Comprobación de Replanteo, entrando en funcionamiento los desvíos diseñados para la actuación. En Junio de 2022, tan sólo 3 años más tarde desde la construcción del firme, y 10 meses más tarde desde la puesta en funcionamiento de los desvíos, se detecta que el firme existente en la Carretera de la Esclusa ha sufrido un deterioro significativo en un periodo de tiempo muy corto. Estas circunstancias apuntan a una clara falta de capacidad estructural del firme. Por este motivo, se redacta el presente “Proyecto de Rehabilitación del Firme en la Carretera de la Esclusa”
Análisis comparativo de las sobretensiones debidas a la sobrecarga en la armadura de tres tipologías de puentes
(2024) Rubio Capitán, Vanesa; Martínez de la Concha, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
El presente trabajo persigue la comparación de tres tipologías de puentes desde el punto de vista del análisis tensional que se genera en los tirantes debido a la sobrecarga de uso, las tipologías que se estudian son extradosada, atirantada y de hormigón pretensado. De manera, que debido a esta acción de la sobrecarga aplicada en cada modelo variará el comportamiento a fatiga de cada caso. Para ello, se utilizará el programa informático Midas Civil. Tras la realización del análisis de la variación tensional en los tirantes, se comprobará como varía dicha tensión en función de la tipología, siendo mayor en el modelo atirantado que en el modelo extradosado y a su vez superior que en el modelo pretensado. Determinando, por consiguiente, la vida a fatiga y el número de ciclos que generan el fallo de cada una de las estructuras, comprobando que en el modelo pretensado el número de ciclos por el cual la estructura comience a fallar será muy elevado, no provocando fallo por fatiga, mientras que en el modelo atirantado la vida a fatiga será inferior que en el modelo extradosado, por este motivo la limitación de tensiones en los cables del modelo atirantado es mayor que en el extradosado. Previamente al análisis de los modelos se procederá a realizar una explicación de cada tipología de manera que pongamos en contexto al lector sobre el comportamiento estructural determinando algunos de los aspectos fundamentales de cada tipología, exponiendo algunas de las ventajas de cada una en cuanto a su función, también se realizará una breve explicación acerca de la evolución histórica de dichas estructuras que nos permitan entender mejor el motivo del diseño de estas.
Estudio de la red ferroviaria de mercancías en España
(2024) Pérez Béjar, Ignacio; Wideberg, Johan; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería y Ciencia de los Materiales y del Transporte
El transporte ferroviario de mercancías juega un papel crucial en la cadena logística de un país, y contribuye a la eficiencia, sostenibilidad y competitividad de la industria nacional. En la actualidad, este sector cuenta en España con unos volúmenes y una cuota modal insatisfactoria con respecto a los resultados de otros países de la Unión Europea. Sin embargo, son numerosas las medidas en ejecución y en proyecto para impulsar el uso del ferrocarril, y así lograr múltiples objetivos como la reducción de las emisiones de efecto invernadero al medio ambiente o la descongestión de las ciudades y los costes externos asociados al transporte por carretera. Es por ello que en el siguiente trabajo exponemos y analizamos el estado actual del transporte de mercancías por ferrocarril en España, atendiendo a sus características y a sus volúmenes de transporte actuales, junto con una comparación con otros países similares de la UE. Además, se exponen las medidas proyectadas para el fomento del uso del ferrocarril como medio de transporte de mercancías y sus virtudes frente otros medios de transporte.
Characterization of the dynamic damping properties of a fiber-reinforced metaconcrete
(2024) González Villegas, Violeta; Molinos Pérez, Miguel; Cifuentes-Bulté, Héctor; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
Este trabajo se centra en la caracterización de las propiedades dinámicas de amortiguación de un material reforzado con distintos tipos de fibras llamado metahormigón. Los metahormigones son un tipo de metamaterial diseñado para tener propiedades específicas que no se encuentran en los materiales convencionales. Estas propiedades se logran mediante la agregación de fibras que controlan la propagación de ondas, y en consecuencia, amortiguan las vibraciones producidas en el hormigón. El objetivo de este Trabajo Fin de Grado es la validación experimental de las propiedades amortiguadoras de varios especímenes de metahormigón reforzado con distintos tipos de fibras sometidos a ondas de alta frecuencia. Para la campaña experimental se utilizaron 4 tipos distintos de especímenes de metahormigón de ultra alta resistencia reforzado con diferentes fibras: un hormigón convencional sin fibras (D0), un metahormigón reforzado con fibras cortas (DS), un metahormigón reforzado con fibras largas (DL) y un metahormigón híbrido reforzado con una proporción 50/50 de fibras cortas y largas (DSL). De cada tipo de espécimen se sacaron a su vez 4 probetas cúbicas para poder promediar las medidas registradas. De esta forma, las 16 probetas fueron sometidas a un rango de frecuencias de 0 Hz hasta 25,000 Hz generadas por un altavoz colocado en la cara superior de la probeta. A su vez, se recogieron datos de aceleraciones con 2 acelerómetros, uno en la cara superior de la probeta (RW) y otro en la cara inferior (DW). Las aceleraciones recogidas se pasaron al dominio de la frecuencia a través de la Transformada Rápida de Fourier (FFT) para su análisis, obteniendo la respuesta promediada de todos los especímenes para cada frecuencia. Los resultados de las aceleraciones en el dominio de la frecuencia muestran un comportamiento amortiguador de los metahormigones para un cierto rango de frecuencias, obteniendo para otros rangos un comportamiento contrario. Para obtener una mejor discusión de los resultados se hizo uso de un parámetro denominado transmisibilidad, el cual cuantifica la disminución de aceleraciones en comparación con otra de referencia. En este caso se ha estudiado las transmisibilidades de los metahormigones (DS, DL y DSL) con respecto al espécimen convencional sin fibras (D0). Los resultados obtenidos muestran para ciertos rangos de frecuencias una clara atenuación de las vibraciones registradas, cumpliendo así la hipótesis contemplada. Para otros rangos su análisis es un poco más complejo y se observan aumentos de las aceleraciones registradas. De esta forma, con este trabajo se contribuye a la compresión de las capacidades de amortiguación de los metahormigones de ultra alta resistencia reforzados con fibras y su potencial para mejorar la resistencia de las estructuras frente a cargas dinámicas, lo cual resulta de gran relevancia para aplicaciones en la Ingeniería Civil donde la reducción de vibraciones es crucial.
El puente de San Bernardo de Sevilla. Descripción, evolución histórica y modelado BIM
(2024) Sánchez Cuadrado, Marta; Ramos Sánchez, Francisco Jesús; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Gráfica
El presente Trabajo de Fin de Grado trata sobre el puente de San Bernardo, ubicado en Sevilla, construido en el año 1929 por Juan Talavera y Heredia y José Luis de Casso Romero. Es conocido popularmente como "Puente de los Bomberos", por ser cercano a la estación de bomberos de la zona. En el documento presente se aborda su historia, evolución de su estructura por las reformas a las que ha sido sometido y modelado en Revit utilizando la metodología BIM (Building Information Modeling). El análisis comienza con una detallada explicación de la historia del puente, destacando su importancia arquitectónica y estructural a lo largo del tiempo, tras lo cual se describen en detalle las diferentes partes que componen el mismo, incluyendo sus elementos arquitectónicos y estructurales, como vigas, pilares, rampas y barandillas. El puente de San Bernardo, junto con el puente de Luis Montoto y el de la Enramadilla, fue construido entre los años 20 y 30 para salvar el paso del ferrocarril, garantizando la seguridad de los ciudadanos y proporcionando un paso elevado para vehículos y peatones sobre las vías del tren. Aunque posteriormente se cuestionó su demolición, su valor arquitectónico hizo que fuera el único de los tres puentes que se conservara hasta hoy. Además, seis décadas después, con motivo de las obras y reformas que tuvieron lugar en la ciudad por motivo de la Exposición Universal de 1992 en Sevilla, fue remodelado. Durante esta reforma, se demolió la zona central del puente, manteniendo solo los estribos, como puede verse en imágenes del presente documento. La empresa adjudicataria de la licitación para el proyecto de reforma fue OBRASCON. La estructura central fue reemplazada por una con pilares y vigas prefabricadas, pero se decidió que debía mantener la estética y forma lo más parecida a la original posible, por lo que se decidió conservar el mismo número de vanos que el puente original. Tras describir las distintas partes que componen el puente en la actualidad, se procede al modelado del puente en su estado actual. Este incluye encepados, pilotes, pilares, vigas, estribos, losas de encofrado perdido, losa de tablero, bordillos, aceras, garitas y escaleras. A lo largo del documento, se explican en detalle los procesos y herramientas de modelado utilizados para crear cada una de estas partes con Revit. El modelado tridimensional del puente de San Bernardo se realiza utilizando diversas herramientas de Revit, como la herramienta de extrusión para vigas y pilares, y la herramienta de barrido para elementos más complejos como molduras y barandillas. Estas herramientas permiten adaptarse a las formas específicas y pendientes del puente, asegurando un alto nivel de realismo y precisión en el modelo. Se presta especial atención a elementos clave como el encofrado perdido y la losa de hormigón del tablero, mostrando cómo estos componentes se integran en la estructura general del puente, aunque en el estado final del modelo no sean reconocibles a simple vista. Las aceras y las marcas viales también son representadas detalladamente, utilizando técnicas avanzadas para reflejar con precisión las áreas de circulación vehicular y peatonal. Se describen los métodos empleados para modelar estas características, destacando la utilidad de Revit en la creación de modelos detallados y precisos. Además, el proyecto resalta la capacidad del BIM para gestionar y modelar proyectos complejos. El flujo de trabajo para el modelado ha seguido un proceso similar al de la construcción real, de modo que, cuando se lleven a cabo obras proyectadas con BIM, su construcción sea una réplica del modelo, pero a escala 1:1. El modelo 3D del puente de San Bernardo no solo proporciona una documentación exhaustiva de su estado actual, sino que también sirve como una base sólida para futuras investigaciones y trabajos de conservación. En conclusión, el trabajo realizado permite apreciar el valor del BIM en la documentación y gestión de proyectos de estructuras e infraestructuras. El modelo asegura que el puente de San Bernardo esté representado y pueda ser utilizado como referencia para futuras modificaciones. Además, se pretende demostrar la capacidad de la alumna para utilizar Revit de manera avanzada que se ha adquirido con la realización del modelo, sino que también resalta cómo la metodología BIM puede facilitar la creación de modelos precisos y detallados, contribuyendo al ahorro de tiempo y la eficiente gestión de la información.
Actualización Bayesiana de Modelos de Elementos Finitos de Estructuras de Ingeniería Civil
(2024) Novales Salamero, Arturo; Jiménez Alonso, Javier Fernando; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
Hace años, el país experimentó una exponencial inversión en la construcción de nuevas estructuras que impulsaron su desarrollo. Sin embargo, con el paso del tiempo, tras ese crecimiento mencionado, se ha adaptado gradualmente la mentalidad y otorgado la importancia que merece a la última fase que todas presentan, la fase de mantenimiento, especialmente en los casos de proyectos de grandes magnitudes como puentes u otras obras de la ingeniería civil, que siempre han implicado grandes inversiones económicas. Motivo por el cual garantizar su seguridad, vida útil y buen estado de conservación pasan a formar una parte crucial en la concepción de estas infraestructuras. Para este objetivo, actualmente, se realiza un modelo con el objetivo de estudiar y realizar un seguimiento de estos elementos. Los modelos matemáticos se usan para describir digitalmente los comportamientos de las estructuras en el mundo de la ingeniería bajo condiciones operativas y extremas. Para estudiar estos modelos, se puede usar el método de los elementos finitos (MEF), un método numérico que aproxima la solución de problemas complejos para permitir el análisis y cálculo de estos. No obstante, el análisis experimental se suele ver como una fuente importante de referencia en comparación con el de elementos finitos debido a que las predicciones obtenidas con este último no satisfacen, generalmente, los resultados esperados contrastados con las observaciones experimentales. Esto se debe a factores como: dificultad en modelaje de amortiguamientos y elementos complejos, dificultad en modelar la no linealidad natural de ciertos problemas y, frecuentemente, asumir la linealidad y, hasta algo tan fundamental, como la dificultad de identificación de las propiedades de ciertos materiales. Surgidos de la necesaria corrección de estos modelos numéricos, nacen los métodos de actualización de modelos de elementos finitos, que tienen el objetivo de corregir y mejorar un modelo numérico para conseguir asemejarlo al comportamiento real de las estructuras. Así, se asume que los resultados son correctos dentro de unos ciertos niveles de incertidumbre y, por esta última razón, el modelo en estudio será optimizado para mejorarlos mediante ciertos parámetros de actualización. No obstante, en la mayoría de los trabajos que requieren el uso de MEF, el flujo de trabajo considera el uso de medidas experimentales y el modelo de elementos finitos inicial es actualizado para corregir esas incertidumbres, los métodos que veremos aquí funcionan a la inversa, puesto que el objetivo es identificar el sistema que ha generado esos datos experimentales. En este documento nos adentraremos en esta rama de la ingeniería estructural, enfocándonos especialmente en los métodos bayesianos, denominados así por su técnica basada en el Teorema de Bayes donde se usa la evidencia experimental para actualizar la probabilidad de suceso de que una hipótesis sea correcta. Para ello, trabajaremos en el estudio dinámico de una pasarela en el municipio Villanueva del Ariscal, en la provincia de Sevilla y, a partir de unos datos experimentales de partida, usaremos las distintas técnicas numéricas de actualización para conseguir acercarnos al sistema original y, de esta manera, minimizar las diferencias entre el modelo real y el modelo numérico. Un objetivo de interés, como se menciona anteriormente, en todos los campos relativos a la conservación, estudios de viabilidad, mantenimiento y monitorización de las estructuras existentes.
Análisis estructural de puentes allplan bridge y dimensionado con allplan ingeniería con modelos BIM
(2024) López Borja, Marina; González González, Blas; Bros Naranjo, Javier; Universidad de Sevilla. Departamento de Construcciones Arquitectónicas I (ETSA)
En el presente Trabajo de Fin de Grado se realiza el cálculo del pilas y zapatas de un puente usando la tecnología de modelado de información de construcción (BIM), y la obtención de planos de armado, centrando el desarrollo en explicar la metodología a seguir para el uso de los programas. Para llevar a cabo el cálculo, se utiliza Allplan Bridge, comenzando con el modelo del puente ya creado. A partir de este modelo, se obtienen los esfuerzos longitudinales que permiten calcular las cuantías mecánicas de acero necesarias. Posteriormente, con el programa Allplan, se obtiene el modelo tridimensional del puente con la armadura calculada a lo largo de toda su longitud, y se trazan los planos para plasmar los resultados. Finalmente se presentan conclusiones sobre el funcionamiento del programa. Además, se proponen futuras líneas en las que se puede trabajar y que complementarían el trabajo, acercando su aplicación al ámbito profesional.
Estudio del ensayo Single-Lap en materiales compuestos de impresión 3D
(2023) Rossi Garrido, Pablo; Aranda Romero, María Teresa; García García, Israel; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
La fabricación aditiva, o como también es conocida (Impresión 3D), ha supuesto un avance en la producción industrial, ya que permite convertir modelos digitales en objetos sólidos en tres dimensiones de forma sencilla, además de poder crearlos con diversos materiales, siendo los más usados los termoplásticos. A pesar de las ventajas que tiene este tipo de fabricación como: rapidez de fabricación, disminución del coste y la posibilidad de crear objetos complejos, tiene una desventaja que son las propiedades mecánicas del material. Por ello, en algunos casos se utiliza como material base los materiales compuestos reforzados con microfibras o fibras largas. Este trabajo tiene como objetivo el evaluar como las interfases estructuradas, fabricadas gracias a estas técnicas, pueden mejorar la calidad de una unión adhesiva en materiales compuestos. Así, se va a usar la impresora 3D MarkTwo de la empresa Markforged para la fabricación de dos tipos de probetas: planas y estructuradas. Dichas probetas se imprimirán en Onyx (Nylon reforzado con microfibras de carbono) y reforzadas en fibra de vidrio. Una vez que se han obtenido las probetas, se ensayarán a tracción para determinar su rigidez a cortadura y analizar la diferencia entre ambas.
Metodología BIM aplicada al diseños de las urbanizaciones con realidad virtual
(2023) Quinta Pozo, María; González González, Blas; Solano Ortíz Mesa, Francisco; Universidad de Sevilla. Departamento de Construcciones arquitectónicas I
En el presente Trabajo de Fin de Grado se lleva a cabo una investigación sobre la utilización de la tecnología BIM (Building Information Modeling) o modelado de información de construcción en las obras de urbanización, así como el estudio de la realidad virtual para estas. Para ello, se pone en práctica el uso de la metodología BIM en un caso real. En concreto, en el Trabajo de Fin de Mater de la ingeniera de caminos Alicia Moreno Rodríguez, exalumna de la Escuela, la cual desarrolló con éxito un Proyecto de Urbanización correspondiente a la Fase 2 del Plan Parcial Tamaraceite Sur. El Trabajo se centra en el modelado de los viales que constituyen el proyecto de urbanización, mediante software de la casa Autodesk, concretamente AutoCAD Civil3D 2023, el módulo auxiliar Vehicle Tracking 2023 y el programa InfraWorks. Por un lado, se realizará el modelado al completo con el software AutoCAD Civil3D, comprobándose, con el complemento Vehicle Tracking, las rutas de barrido de los diferentes vehículos que circularan por la urbanización, y la adecuación de las secciones proyectadas según el proyecto de urbanización, generándose, por último, una simulación de tráfico. Por otro lado, se expondrá el flujo de trabajo necesario para exportar el modelo de Civil3D a InfraWorks y se detallará los pasos a seguir para generar una simulación de tráfico con este último software. Para finalizar el proyecto, se expone conclusiones extraídas durante el desarrollo del mismo, así como posibles futuras líneas de investigación complementarias al presente trabajo y que no han sido tratadas en él.
Diseño de las obras geotécnicas para proyecto de la variante TF-5 en la circunvalación urbana de la Laguna (Tenerife)
(2023) Ramos Justo, Luis; Bauzá Castelló, Juan Diego; Universidad de Sevilla. Departamento de Estructuras de edificación e ingeniería del terreno
Este Trabajo Fin de Grado versa sobre un proyecto de aplicación real que se desarrollará en la isla de Tenerife (Canarias). En él, se pretende construir una nueva carretera para contribuir a una mayor fluidez en la autopista TF-5. Ésta es una de las autopistas que recorren perimetralmente la isla, y en esta zona el flujo de tráfico actual es muy denso, entre otras cuestiones por la cercanía de los municipios más poblados de toda la isla, Santa Cruz de Tenerife y La Laguna, y por servir como medio de acceso al aeropuerto de Tenerife (Los Rodeos), además de soportar el tráfico insular. Por este motivo, se proyecta esta nueva autopista que discurrirá por el sur del citado aeropuerto, a fin de contribuir a diversificar el tráfico insular, aliviando el existente en ese área. De esta forma, este Trabajo Fin de Grado contempla el estudio geológico y geotécnico de esa zona, y el diseño, encaje y comprobación de la sección transversal de 3 falsos túneles que se ubican en el enlace del oeste, donde confluyen la actual autopista TF-5 y la nueva en cuestión. Estos falsos túneles tienen diferente longitud y se realizarán utilizando el método “cut&cover”, con pantallas a cada lado de la sección y, para cerrar la superficie, se colocará una cercha metálica de unos 2 metros de canto, ubicándose sobre estas unas losas alveolares.
Diseño de puentes con tecnología BIM. Aplicación de Allplan Bridge
(2023) Hera de Oya, Tomás de la; González González, Blas; Bros Naranjo, Javier; Universidad de Sevilla. Departamento de Construcciones Arquitectónicas I
En el presente Trabajo de Fin de Grado empleamos tecnología BIM (Building Information Modeler) para llevar a cabo el diseño y modelado de un puente de hormigón pretensado para una línea ferroviaria de alta velocidad. Hemos realizado el proyecto con la tecnología citada, generando un modelo tridimensional en la herramienta de diseño ALLPLAN, explicando detalladamente el procedimiento seguido para hacer el mismo. Una vez modelado el puente, se han definido los posibles flujos de trabajo de las distintas disciplinas que deben intervenir en el proyecto para el intercambio de información entre ALLPLAN y Civil 3D, para poder llevar a cabo la exportación del modelo. Posteriormente, hemos integrado el puente en Civil 3D para poder generar el entorno y elementos necesarios de la línea ferroviaria. Para ello tomaremos como base el Trabajo de Fin de Máster de D. David Pérez Viera. Para finalizar el trabajo, se exponen las conclusiones y posibles futuras líneas de investigación que hayan surgido a lo largo de la elaboración del proyecto, cuyo estudio complementaría lo mencionado en este trabajo.
Dimensionamiento de modelos BIM de puentes con Allplan Bridge
(2023) Laffón Fernández-Trueba, Diego; González González, Blas; Universidad de Sevilla. Departamento de Construcciones Arquitectónicas I
En el presente Trabajo de Fin de Grado se lleva a cabo el cálculo del tablero de un puente usando la tecnología de modelado de información de construcción, centrando el desarrollo en explicar la metodología a seguir para el uso del programa. Para realizar el cálculo se utiliza Allplan Bridge, programa del que se parte con el modelo del puente ya creado. En él, se obtienen los esfuerzos longitudinales a partir de los cuales se calculan las cuantías mecánicas de acero necesarias. Con el objetivo de complementar el cálculo, ya que Allplan Bridge no realiza el cálculo de esfuerzos en la sección transversal, se ha usado el Prontuario Informático del Hormigón EHE-08. Posteriormente, desde el programa Allplan, se obtiene el modelo tridimensional del puente con la armadura que se ha calculado en toda su longitud y se trazan los planos para plasmar los resultados. Finalmente se exponen conclusiones acerca del funcionamiento del programa. Además, se proponen futuras líneas en las que se puede trabajar y que complementarían el trabajo, acercando su aplicación al ámbito profesional.
Análisis del efecto de los dragados en la distribución de salinidad de estuarios aluviales
(2023) Antequera Erro, Ignacio; López-Ruiz, Alejandro; Martín Llanes, Guillermo; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
Los estuarios aluviales son ecosistemas singulares donde se encuentran la desembocadura de un río y el mar, constituyendo la zona de transición entre el régimen litoral y fluvial donde se produce la mezcla entre el agua dulce y salada. Estas formaciones se caracterizan por su gran dinamismo hidrodinámico, ya que son influenciados por diversos agentes como las mareas, el oleaje, la descarga fluvial y el transporte de sedimentos proveniente de diferentes fuentes, entre otros. Así, la compleja interacción de todos los factores que intervienen en su equilibrio dinámico los convierte en medios altamente sensibles, con un tiempo de vida generalmente corto. No obstante, estas condiciones confieren a los estuarios el desarrollo de características propias de ambos cuerpos de agua (litoral y marino), lo que resulta en un hábitat único para una amplia diversidad de fauna y flora, ya que poseen una alta riqueza de nutrientes y variedad de recursos. Al mismo tiempo, los estuarios desempeñan un papel estratégico en el desarrollo y realización del comercio internacional desde tiempos remotos, ya que son vías de navegación hacia los puertos interiores. De esta manera, son áreas de gran interés e importancia económica para la sociedad, por lo que se debe asegurar su mantenimiento regular para garantizar la navegabilidad de los barcos a través de las operaciones de dragado. Asimismo, la diversa circulación de nutrientes y sus características topográficas, siendo terrenos generalmente llanos y fértiles, los convierten en lugares ideales para la agricultura. La coexistencia de diferentes intereses en los estuarios genera inevitablemente la confrontación entre diversos sectores de la sociedad. Ante estas presiones antrópicas, es crucial reconocer que estos ecosistemas requieren de una protección ambiental especial para su conservación, debido a la alta sensibilidad y valor ecológico que tienen. Para lograr esto, deben estudiarse detenidamente los procesos físicos que se llevan al cabo en estas formaciones, para su correcta gestión y promover el desarrollo sostenible de las actividades que se realizan en su dominio. En este sentido, este trabajo se dedica a analizar el efecto que tienen los dragados en la distribución de salinidad de los estuarios, que es uno de los aspectos más importantes en la salud ambiental de estos entornos, ya que puede tener un impacto considerable en la vida silvestre, así como en la producción de la agricultura local. Para ello, la primera parte del trabajo se centrará en describir y clasificar el comportamiento general de los estuarios aluviales, así como los principales factores que intervienen en su dinámica, que son la marea astronómica y la descarga fluvial. Asimismo, se destaca cómo la forma de los estuarios aluviales influye significantemente en su respuesta hidrodinámica, y cómo muchos de estos estuarios comparten características geométricas similares en todo el mundo, lo que nos permite introducir el concepto de estuario idealizado. A grandes rasgos, un estuario idealizado se define como aquel que se encuentra en un régimen síncrono, es decir, en equilibrio energético; donde la pérdida de energía por los efectos de la fricción es igual a la ganada por unidad de anchura debido a la convergencia de los márgenes. La geometría de los estuarios ideales que permite alcanzar este régimen se caracteriza por una convergencia exponencial de los márgenes y una profundidad del lecho aproximadamente constante. En este trabajo, utilizaremos un modelo numérico tridimensional en el software Delft3D que ha sido previamente realizado y validado tras un análisis de sensibilidad (G. Martín Llanes, 2022). Este modelo se construye sobre la base de la definición geométrica de los estuarios ideales y ha sido desarrollado específicamente para evaluar los cambios en la salinidad en respuesta a modificaciones geométricas de la batimetría, lo que lo hace adecuado para nuestro estudio. Esto nos permite adentrarnos plenamente en el análisis hidrodinámico del modelo original, que se encuentra en condiciones razonablemente intermedias, para así pasar a estudiar las consecuencias que conllevan los cambios en el perfil longitudinal del estuario al simular los dragados. Para cuantificar la evolución de la distribución de salinidad, utilizaremos varios parámetros de interés entre los que destacamos fundamentalmente la intrusión salina. Esta se define como la posición a lo largo del estuario donde los niveles de salinidad son de 3.6psu, que corresponde al 10% de la concentración del agua del mar. Por tanto, los resultados principales de la investigación se centran en el seguimiento espaciotemporal del frente salino, que estará estrechamente relacionado con el comportamiento hidrodinámico del sistema. De ahí la importancia de comprender adecuadamente el marco teórico de los estuarios, que nos permitirá la correcta interpretación y conclusión de los resultados obtenidos por el modelo. Por último, se pretende ampliar el alcance del trabajo analizando el efecto que tiene el incremento de la descarga fluvial en la distribución de la salinidad en los estuarios. Esto nos permitirá evaluar valores de descarga asociados a eventos extremos, como avenidas provocadas por regímenes de lluvias intensas, así como posibles descargas puntuales provenientes de cauces regulados aguas arriba con la presencia de una presa. Esto último podría considerarse una medida interesante para contrarrestar el avance del frente salino, y explorar posibles estrategias de gestión para mitigar los impactos negativos que tienen las operaciones de dragado.
Calibración de un modelo hidráulico de lluvia distribuida en una cuenca: procedimiento y sensibilidad de parámetros. Aplicación al caso del río Ojailén (Ciudad Real)
(2023) López Romero, Sara; Ruiz Reina, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
En la actualidad la conexión entre la hidrología y la hidráulica es de vital importancia para comprender y modelar el comportamiento completo del ciclo hidrológico en una cuenca hidrográfica. Los modelos hidrológicos se centran en el comportamiento del agua a nivel de cuenca hidrográfica, y su finalidad es simular y predecir los procesos relacionados con el agua en la cuenca, como la precipitación, la escorrentía, la infiltración, la evaporación, etc. Los modelos hidráulicos se centran en el comportamiento del agua dentro de la red de drenaje. Se emplean estos modelos para predecir cómo el flujo de agua fluye en estos sistemas (ríos, canales, tuberías, etc.) teniendo en cuenta las características del flujo y la geometría de los canales. En el presente trabajo, con el propósito de efectuar la integración de un modelo hidrológico en un modelo hidráulico, se lleva a cabo un modelo de lluvia distribuida a través del software HEC-RAS aplicado a la cuenca del río Ojailén (Ciudad Real). Con este modelo se pretende lograr comprender el comportamiento completo del sistema. Es decir, entender cómo la precipitación se convierte en escorrentía, cómo se mueve el agua a través de la cuenca, cómo se almacena en el terreno, cómo fluye a través de los arroyos, ríos, etc. El objetivo principal del trabajo consiste en utilizar datos reales de lluvia y caudal para llevar a cabo la calibración de los parámetros hidráulicos e hidrológicos más relevantes en la cuenca de estudio. Mediante este procedimiento de calibración, se busca ajustar una serie de parámetros con el fin de lograr una correspondencia cercana entre los resultados simulados y los datos reales observados. Esto permitirá predecir de manera precisa el comportamiento de la cuenca hidrográfica en diversas condiciones hidrológicas, entre ellas, eventos de avenidas. Una vez que el modelo hidráulico ha sido calibrado, resulta crucial llevar a cabo su validación para evaluar su capacidad predictiva. Esto implica utilizar datos observados adicionales y compararlos con los resultados obtenidos a través de la simulación. La validación garantiza que el modelo sea capaz de proporcionar predicciones confiables y precisas del comportamiento hidráulico en la cuenca de estudio. Un modelo calibrado y validado, utilizando datos reales, se puede emplear para realizar predicciones de tormentas de diseño, como la tormenta de diseño de 500 años. A lo largo del documento se desarrolla la metodología seguida para la calibración y validación, los datos de partida necesarios, un análisis de sensibilidad de la influencia de los parámetros en los resultados, así como algunas recomendaciones de cara a futuras calibraciones.
Análisis del efecto de las supermanzanas en la movilidad
(2023) Zamora García, Juan Manuel; Castillo Granados, José María del; Universidad de Sevilla. Departamento de Análisis del efecto de las supermanzanas en la movilidad
Las necesidades de la sociedad actual han dejado patente que el modelo de ciudad y de movilidad se ha quedado obsoleto y es incompatible con el carácter social del ser humano. Hasta ahora, el planeamiento urbano ha considerado al automóvil como la pieza central de la movilidad en las ciudades, dejando al peatón en un segundo plano. Esto se ha visto traducido en la alta preponderancia de espacio público destinado al vehículo, limitando los espacios libres a ciertas plazas y callejones peatonales. En un contexto en el que el medio ambiente está comenzando a ocupar un lugar fundamental en las cuestiones de la sociedad, se hace necesario cambiar el modelo hacia uno más sostenible que permita reducir los valores de contaminación en las ciudades. Estos factores se han visto potenciados tras la pandemia del COVID 19, que ha demostrado la necesidad de buscar nuevos espacios libres en las ciudades que permitan el disfrute y la interacción entre los vecinos. Desde las instituciones se están realizando acciones encaminadas a lograr estos objetivos y que quedan recogidas en los Planes de Movilidad Urbana Sostenible PMUS--. Estos Planes están empezando a incorporar una nueva figura urbana que permite reorganizar el espacio urbano y la movilidad de la ciudad, las supermanzanas. En las próximas líneas se definirá este novedoso concepto, estudiando cómo el origen de las ciudades ha influido directamente en el concepto que se tiene de ellas en la actualidad, analizando sus fortalezas y debilidades y valorando los ensayos pilotos que se están realizando. Tras una introducción teórica, se estudiará la aplicación de las supermanzanas en las ciudades de pequeño tamaño a través del estudio de la ciudad de Lebrija. En este análisis se pondrá especial atención en el comportamiento de la movilidad privada, valorando cómo las actuaciones realizadas influirán en los distintos flujos de la ciudad.
Modelización y Análisis de Vigas Piezoeléctricas para la Captación de Energía
(2023) Lorenzo Espejo, María Dolores; Rodríguez de Tembleque Solano, Luis; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
Los recolectores piezoeléctricos constituyen una alternativa de gran utilidad para la conversión de energía mecánica a energía eléctrica. Estos dispositivos se emplean en ámbitos tan diversos como la medicina, la industria o la ingeniería civil. Para cada una de sus aplicaciones, el recolector piezoeléctrico se puede presentar con una morfología y en una situación de carga distinta, de modo que las variables de diseño variarán en cada caso. Este trabajo pretende modelizar un recolector piezoeléctrico en forma de viga en voladizo e identificar la susceptibilidad de su rendimiento a la variación de sus parámetros característicos y al régimen de funcionamiento (i.e., pequeños desplazamientos -1er orden- o grandes desplazamientos -2º orden-), con el fin de analizar su comportamiento y poder sugerir directrices de diseño que optimicen su operatividad. Para ello, se modelizará la viga piezoeléctrica según el método de elementos finitos y se someterá a estos modelos a cambios en sus parámetros, observando la evolución del voltaje producido. En el proceso se comprobará la influencia de los efectos de segundo orden en los resultados encontrados, evaluando la importancia de considerarlos en la caracterización del comportamiento del recolector. Estos resultados permitirán alcanzar conclusiones de utilidad para el proceso de diseño.

Examinar

Envíos recientes