Grado en Ingeniería Civil

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Proyecto constructivo de reforma de la red de saneamiento de un sector urbano
(2024) Abril Fabra, Ana; González González, Blas; Ortiz Mesa, Francisco Solano; Universidad de Sevilla. Departamento de Construcciones Arquitectónicas I (ETSA)
Data Analysis sobre Modelos BIM en formato IFC4.3
(2024) Zaforteza Quintanilla, Jaime; González González, Blas; García Romero, Francisco; Universidad de Sevilla. Departamento de Construcciones Arquitectónicas I (ETSA)
El presente Trabajo de Fin de Grado tiene como objetivo principal realizar un análisis detallado y exhaustivo de un modelo BIM utilizando el estándar abierto IFC4.3, desarrollado por BuildingSmart International. Esta nueva extensión del formato abierto es clave para la interoperabilidad en proyectos de infraestructuras civiles, permitiendo la integración de datos provenientes de diversas disciplinas, mejorando la colaboración entre los distintos agentes involucrados y presentando un modelo de libre uso en la industria. El trabajo explora las mejoras de este estándar IFC4.3 en comparación con versiones anteriores, con un enfoque particular en su aplicación en proyectos de infraestructura como carreteras y otras obras lineales. Además, se evalúa su adaptación en el contexto del Plan BIM España, que promueve la adopción de la metodología BIM en la contratación pública mediante estándares abiertos IFC. El análisis incluye el uso de software como Civil3D y BlenderBIM para gestionar estos proyectos, evaluando las mejoras que trae la versión IFC4.3. Asimismo, se identifican los desafíos técnicos en su implementación, proponiendo soluciones basadas en buenas prácticas y casos de estudio. Además, se emplea la programación mediante Python y la librería IfcOpenShell para automatizar procesos de análisis y manipulación de modelos IFC, optimizando el flujo de trabajo y mejorando la precisión en la gestión de datos. Los resultados obtenidos subrayan la relevancia de estándares abiertos como IFC4.3 para la transformación digital del sector de la construcción, destacando su impacto positivo en la eficiencia y sostenibilidad de los proyectos de ingeniería civil.
OpenBIM 5D en Proyectos de Infraestructura: Mediciones y Presupuestos con Presto-IFC
(2024) Ramírez Muñoz, Manuel; González González, Blas; Universidad de Sevilla. Departamento de Construcciones Arquitectónicas I (ETSA)
En el presente Trabajo de Fin de Grado se desarrolla una metodología para la obtención de mediciones y presupuestos en proyectos de obra civil a partir de modelos BIM en formato IFC, utilizando como herramienta principal el software Presto con su módulo IFC. La metología propuesta se valida mediante la aplicación práctica a un modelo IFC correspondiente al “Proyecto Constructivo de Obra Civil y Superestructura de la Prolongación sur del Metropolitano de Granada. Tramo: Armilla – Churriana de la Vega”, realizado por AYESA. Se realiza un análisis sobre el estado actual de la metodología BIM y openBIM en España, su aplicación en el contexto de la ingeniería civil, y el marco normativo que lo respalda, con especial énfasis en el Plan BIM en España. Asimismo, se introduce el estándar IFC, detallando su evolución, características y su relevancia en la interoperabilidad entre los distintos agentes involucrados en un proyecto del sector AECO. Se estudia también la metodología tradicional para la realización de mediciones y presupuestos en obra civil, contrastándola con la metodología propuesta basada en el uso de BIM. La aplicación práctica del flujo de trabajo propuesto con la herramienta Presto-IFC permite la obtención semiautomatizada de las mediciones y su vinculación con un presupuesto detallado, lo que facilita una mayor precisión y eficiencia en la gestión de proyectos de infraestructura. Finalmente, se presentan las conlcusiones derivadas del estudio y se proponen posibles líneas de investigación futuras en el ámbito de la integración de herramientas openBIM en proyectos de infraestructuras.
Análisis de actuadores piezoeléctricos para pantallas hápticas
(2024) Seva López, María José; Rodríguez de Tembleque Solano, Luis; Buroni Cuneo, Federico Carlos; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
El presente proyecto se basa en el análisis de actuadores piezoeléctricos utilizados en sistemas hápticos de pantallas electrónicas, empleando simulaciones mediante el método de elementos finitos. Los materiales piezoeléctricos son de gran interés tecnológico debido a su capacidad única de convertir energía mecánica en energía eléctrica y viceversa, lo que ha permitido el desarrollo de dispositivos innovadores en campos como la medicina y la ingeniería. El presente estudio presta especial atención a los pulsadores, los cuales emplean material piezoeléctrico y están diseñados para responder a cambios en el voltaje aplicado. En este contexto, se caracteriza el comportamiento piezoeléctrico de los actuadores, evaluando su desempeño en aplicaciones hápticas con el objetivo de optimizar su diseño y funcionalidad. El principio de funcionamiento de los pulsadores se basa en la propiedad piezoeléctrica del material utilizado. Cuando se aplica un voltaje al material piezoeléctrico, este experimenta un cambio en su geometría, lo que resulta en una variación en su volumen. Esta alteración geométrica genera un movimiento en la posición del pulsador. El análisis detallado de este fenómeno implica la simulación de las interacciones que ocurren en el dispositivo, incluyendo las deformaciones y el comportamiento dinámico. Utilizando modelización de elementos finitos utilizando el software comercial ANSYS, se desarrollan modelos tridimensionales detallados de los pulsadores, teniendo en cuenta la geometría, y las propiedades tanto del material piezoeléctrico, así como de los demás materiales que conformarán el pulsador. Las simulaciones numéricas permiten analizar el desplazamiento resultante bajo diferentes señales eléctricas, así como las fuerzas transmitidas a la pantalla. Se realiza un estudio paramétrico para determinar la geometría óptima que maximice la fuerza de actuación háptica. Se espera que los resultados de estas simulaciones proporcionen una comprensión más profunda del comportamiento de los actuadores piezoeléctricos y sean fundamentales para optimizar su diseño y mejorar su rendimiento en aplicaciones prácticas.
Propuestas de actuaciones para disminuir las inundaciones del Arroyo del Salado a su paso por el Polígono Industrial “El Cañuelo” (Córdoba)
(2024) León Cumplido, Elvira; Zarzuelo Romero, Carmen; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
El Polígono Industrial “El Cañuelo” situado en el término municipal de Santaella sufre frecuentes inundaciones como consecuencia del desbordamiento del Arroyo del Salado, el cual discurre por una zona relativamente próxima a éste. Con el objetivo de establecer medidas para paliar estos efectos adversos se procede a realizar un estudio hidrológico-hidráulico, el cual proporciona la información suficiente para conocer el alcance de las inundaciones a corto y largo plazo. Este estudio permitirá proponer diversos métodos de actuación que intenten menoscabar los daños y que sean compatibles con la dinámica fluvial. Esto no será fácil de alcanzar ya que existen presiones humanas que junto con la topografía dificultan en gran medida solucionar el problema existente.
Actuaciones para aumento de calado en muelle portuario comercial
(2024) Martín Pérez, Rafael; Vázquez-Boza, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Estructuras de Edificación e Ingeniería del Terreno
El crecimiento continuado, y muy pronunciado desde la última década del siglo XX, del transporte de mercancías por vía marítima, ha propiciado el desarrollo de buques y cargueros portacontenedores cada vez de mayores dimensiones, lo que redunda en que estos tengan unas necesidades de calado mayores. Con ello provocan que la infraestructura portuaria, en la mayoría de los casos con muchos años de antigüedad, no pueda darles cabida. No escapa a esta casuística el Puerto de Algeciras, tercer puerto español y entre los más importantes a nivel europeo, que se ha visto sometido a numerosas obras de ampliación de superficie de almacenamiento y longitud de muelles y, más recientemente, de mejoras o aumentos de calado. En este trabajo fin de grado, se analizan las condiciones de estabilidad del tramo del muelle Juan Carlos I Norte ejecutado en la tipología de muelle de bloques entre los bolardos B85 y B91 frente a una mejora de calado 7,50 metros, en base a los métodos de comprobación del cálculo clásico.
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.

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