Grado en Ingeniería Civil

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Obtención de curva de gasto de una estación de aforo a partir de un modelo bidimensional (HEC-RAS). Aplicación a caso práctico en río Rivera de Huesna (Sevilla).
(2025) Moreno García, Juan Manuel; Ruiz Reina, Antonio; Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
El presente Trabajo Fin de Grado tiene como objetivo desarrollar una metodología para la obtención de curvas de gasto en estaciones de aforo mediante modelos hidrodinámicos bidimensionales utilizando el software HEC RAS. El estudio se centra en la estación de aforo nº 5127, situada en el río Rivera de Huesna, en la provincia de Sevilla. A lo largo del trabajo se realiza una modelización de la estación de aforo, considerando tanto la geometría como la influencia de distintos elementos como el puente de la carretera A-436, el arroyo Parroso o la condición de contorno aguas abajo. Se analiza el impacto de parámetros clave como la rugosidad, la resolución de la malla o la forma del hidrograma de entrada, especialmente en lo relativo a la histéresis de la curva de gasto. A partir de una primera simulación base, se han propuesto y probado distintas variantes que permiten mejorar la estabilidad numérica, reducir los errores de convergencia y aumentar la representatividad del modelo. Asimismo, se ha evaluado la fiabilidad de la curva oficial de gasto actualmente utilizada, comprobando su limitado rango de validez y la necesidad de ampliarlo. Finalmente, se propone una curva de gasto definitiva basada en la rama ascendente de la simulación con mayor caudal pico, complementada en la parte baja con simulaciones de menor caudal y apoyada en la curva oficial cuando esta ofrece resultados consistentes. Esta propuesta busca servir como herramienta de referencia para la obtención de futuras curvas de gasto, proponiendo una metodología general para su obtención mediante modelos 2D, basada en criterios técnicos y consideraciones hidráulicas observadas durante el desarrollo del trabajo.
Análisis del comportamiento hidrológico e hidrogeológico de la cuenca del río Guadaíra mediante HEC-HMS
(2025) Gómez Gómez, José Carlos; Zarzuelo Romero, Carmen; Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
Este estudio se ha centrado en la modelización hidrogeológica de una cuenca del sur peninsular mediante el software HEC-HMS, con el objetivo de mejorar la estimación de escorrentía a través de un análisis detallado de las pérdidas de precipitación. La cuenca seleccionada es la del río Guadaíra, caracterizada por un clima mediterráneo, con lluvias concentradas en otoño e invierno, y asentada sobre dos unidades hidrogeológicas principales (05.47 y 05.48), lo que condiciona significativamente el comportamiento tanto del flujo superficial como subterráneo. Se analizaron los distintos métodos de cálculo de pérdidas por infiltración disponibles en HEC-HMS, concluyendo que el método del número de curva (CN) discretizado era el más adecuado, al adaptarse mejor a la variabilidad espacial del terreno y ofrecer estimaciones coherentes con los valores calculados mediante análisis estadísticos a partir de un aforo. Partiendo de este modelo base, se incorporaron progresivamente procesos adicionales de pérdidas de precipitación como la intercepción por vegetación (canopy), el almacenamiento en el suelo (SMA) y la evapotranspiración, observándose una reducción acumulada del caudal pico del 16.6%, junto con un retraso en el tiempo de concentración de la cuenca (~40 minutos). Posteriormente, se desarrolló un análisis estacional mensual con el fin de caracterizar la evolución de las pérdidas a lo largo del año y diseñar una estrategia de gestión hídrica que permita aprovechar el agua almacenada en las unidades hidrogeológicas en periodos húmedos para su uso durante los meses más secos. Inicialmente, se evaluó la viabilidad de modificar las características del terreno para mejorar la infiltración; sin embargo, los resultados mostraron que esta medida resulta poco efectiva en verano (~5%), especialmente en zonas como la campiña sevillana, donde las precipitaciones son muy escasas y la evapotranspiración alcanza valores extremos. Se analizaron distintas estrategias para mejorar la gestión hídrica en una cuenca con alta demanda agrícola. La modificación del uso del suelo (alternativa 1) permitió incrementar el caudal pico hasta en un 176 % y el volumen de escorrentía en un 149% en mayo, pero resultó poco eficaz en condiciones secas, con una reducción media del 80% en los volúmenes almacenados en agosto. Como alternativa, se propuso la implementación de pozos de captación en las subcuencas con presencia de acuíferos, simulando la extracción de volúmenes equivalentes a los almacenados en mayo y ajustados según la precipitación estival. Esta estrategia permitió aumentar hasta un 40% el volumen disponible en verano, demostrando ser una solución eficaz y realista para la gestión de recursos hídricos en cuencas con fuerte estacionalidad climática.
Uso de la IA en la actualización del estado de edificaciones aisladas incluidas en el Nomenclátor Geográfico de Andalucía
(2025) Martínez Gómez, Natalia; Torrecillas Lozano, Cristina; Ramos Sánchez, Francisco Jesús; Ingeniería Gráfica
El Nomenclátor Geográfico de Andalucía (NGA) es una base de datos toponímica que recoge más de 245.000 entidades geográficas del territorio andaluz. En los últimos años, un estudio ha evidenciado que muchas edificaciones rurales aisladas han experimentado un deterioro progresivo en su uso, siendo abandonadas, demolidas o sustituidas por otras con denominaciones distintas, sin que estos cambios se reflejen de forma ágil y precisa en el campo relativo al estatus del inmueble en el registro. En un contexto de creciente integración entre inteligencia artificial (IA) y Sistemas de Información Geográfica (SIG), este estudio propone una metodología innovadora para optimizar los procesos de actualización del NGA mediante automatización inteligente. La investigación se ha desarrollado en dos fases: una prueba piloto sobre una muestra de 285 edificaciones rurales registradas en el NGA, y una validación sobre una muestra independiente de 959 entidades. Como datos de entrada se han empleado ortofotografías aéreas del Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA) y la información alfanumérica del propio NGA. La metodología se ha implementado en entornos SIG mediante automatización de tareas en Python asistida por IA. Se han aplicado tres enfoques diferenciados, dos basados en IA, y otro convencional: i) análisis de imágenes mediante modelos de lenguaje de gran tamaño (LLMs); ii) detección de huellas de edificación mediante modelos de aprendizaje profundo preentrenados; y iii) geoprocesamiento SIG sobre información catastral. Los resultados, evaluados según la tasa de acierto y la desviación estándar por categorías, muestran un rendimiento significativamente superior de los métodos basados en IA frente a las técnicas tradicionales. El análisis multicriterio y la validación sobre una muestra independiente confirman la eficacia de la combinación de enfoques, con tasas de acierto por categoría superiores al 93,2%, una desviación estándar del 2,7% y una tasa global de acierto del 97,8%. Estos resultados refuerzan el potencial de la IA para desarrollar soluciones más escalables y transferibles a otros contextos del NGA.
Análisis Dinámico Comparativo de Dos Tableros de Puente de Ferrocarril
(2025) Sánchez Bellido, Juan de Dios; Martínez de la Concha, Antonio; Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
El trabajo tiene como objetivo analizar y comparar el comportamiento estructural de dos modelos de puentes ferroviarios: uno de hormigón pretensado y otro mixto, ambos con una luz de 21 metros y una separación entre ejes de vigas de 4,70 metros. El enfoque principal es un análisis dinámico que permita evaluar el desempeño de ambos materiales frente a cargas dinámicas características de los puentes ferroviarios. Se desarrollan modelos con características estructurales similares, analizando cómo responden en términos de resistencia, rigidez y capacidad de amortiguación. Se destaca que las luces menores pueden incrementar las tensiones y vibraciones, lo que afecta la durabilidad y seguridad estructural. El estudio incluye detalles de diseño, geometría, materiales, condiciones de carga y métodos de análisis, y compara los resultados dinámicos obtenidos para determinar el material que mejor responde ante este tipo de cargas. Los resultados buscan proporcionar información para la selección de materiales en futuros proyectos y contribuir al conocimiento en el diseño de puentes ferroviarios seguros y eficientes bajo cargas dinámicas. Este proyecto aborda el planteamiento del problema, sus objetivos, la descripción de los modelos, los métodos de análisis, los resultados y conclusiones y algunas recomendaciones y referencias.
Impacto de la Rigidez Estructural Arco-Tablero en Puentes Arco: Respuesta a Cargas Excéntricas y Transversales
(2025) Zambrano Caro, María; Martínez de la Concha, Antonio; Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
El presente trabajo se centra en el estudio del comportamiento estructural de los puentes tipo arco. En una primera fase, se ha comparado un puente de referencia replicando el estudio desarrollado por D. Javier Manterola en su obra “Puentes: Apuntes para su diseño, cálculo y construcción. Tomo II [1]” con otro modelo que tienen mismas características, lo único que se modifica es la modelización del tablero, que en este caso es mediante placas y el de J. Manterola es con barras (modelo realizado mediante el programa MIDAS CIVIL [3] realizado por Antonio Domínguez [4]). Esta etapa ha permitido comprobar la importancia de la deformabilidad de las secciones. Una vez contrastada la diferencia entre modelización con barras o con placas de dicha estructura, se ha procedido al análisis comparativo de distintas configuraciones estructurales, organizadas en dos grupos principales: modificación relativa de las rigideces a torsión entre arco y tablero y variación de la relación flecha-luz, Para cada uno de estos casos, se han generado múltiples modelos en los que se han modificado de forma progresiva las propiedades correspondientes, con el fin de evaluar su influencia en el comportamiento global del sistema. Finalmente, se han identificado y sintetizado las conclusiones más significativas derivadas del análisis paramétrico realizado, proporcionando una visión clara sobre cómo afectan determinadas características geométricas y mecánicas al funcionamiento estructural de los puentes arco. El objetivo principal del estudio es profundizar en la comprensión del efecto que tiene la variación de ciertas propiedades estructurales sobre la respuesta del puente, con el fin de aportar criterios útiles para su diseño y optimización.
Estudio tridimensional de la vulnerabilidad sísmica de la barriada Polígono Norte de Sevilla
(2025) Castellano Andrés, Néstor; Vázquez-Boza, Manuel; Zapico Blanco, Beatriz; Estructuras de Edificación e Ingeniería del Terreno
El presente trabajo aborda la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de una tipología residencial representativa (las “minis-2P”) del Polígono Norte de Sevilla, un conjunto de viviendas sociales levantadas en los años 70–80 sobre la característica geotecnia hispalense sin normativa sismorresistente adecuada. Tras contextualizar la sismicidad de Andalucía y el desarrollo urbanístico del barrio, se plantean cuatro objetivos: caracterizar geotécnicamente el terreno, generar un modelo 3D fiel en PLAXIS 3D, determinar frecuencias naturales y modos de vibración, y validar numérico con medidas in situ . Para la caracterización geotécnica se seleccionó el sondeo S-36 extraído del proyecto constructivo de la línea 3 del metro de Sevilla, cuyas capas de margas, arenas y gravas —con niveles freáticos alrededor de −5,6 m— aportaron parámetros de rigidez y resistencia al modelo . El modelo estructural reproduce la geometría completa (pilares, vigas, forjados, cimentación) y asigna propiedades de materiales, cargas propias y permanentes, así como amortiguamiento de Rayleigh en el que se centrará gran parte de este trabajo. En campo, mediante planimetría, termografía y ensayos con acelerómetros sincronizados se detectaron ligeras discrepancias entre planos y realidad (una discontinuidad en el forjado) y se midió la respuesta vibratoria en varios puntos de la planta baja y primera planta, lo que permitió calibrar rigideces y amortiguamiento del modelo . Finalmente, el estudio de interacción suelo-estructura combinó un análisis modal “snapback” y excitaciones sísmicas reales (3 eventos sísmicos extraídos de Peer Gorund motion database , nos quedaremos con uno) para generar espectros de pseudo-aceleración, desplazamientos y amplificaciones en estratos y niveles del edificio . Los resultados muestran que las frecuencias fundamentales se ven significativamente modificadas por la presencia del terreno y los cerramientos, y que las amplificaciones dependen tanto de la rigidez del suelo como de la configuración estructural. Esta investigación proporciona un método robusto para evaluar y mitigar riesgos sísmicos en tipologías similares, contribuyendo a mejorar la resiliencia de barrios construidos sin criterios sismorresistentes adecuados.
Estudio hidrológico e hidráulico para el diseño del sistema .de drenaje en planta solar fotovoltaica ubicada ubicada en el T.M. Carmona (Sevilla)
(2025) Prieto Betanzos, Leonardo; Zarzuelo Romero, Carmen; Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
La generación de energía mediante instalaciones fotovoltaicas se ha consolidado como una de las principales soluciones para avanzar hacia un modelo energético más sostenible. Por ello, cada vez con mayor frecuencia, encontramos este tipo de instalaciones en contacto directo con la naturaleza, ya que no representan un peligro intrínseco para el medio en el que se emplazan y, al mismo tiempo, generan un importante valor socioeconómico. No obstante, antes de la implantación de estas infraestructuras, es imprescindible llevar a cabo estudios de viabilidad, entre los que destacan los estudios hidrológicos e hidráulicos necesarios para la delimitación de cauces y zonas de Dominio Público Hidráulico (DPH). La correcta identificación de estas zonas permite asegurar que las instalaciones proyectadas no interfieren en los cauces naturales, evitando así impactos negativos sobre el medio ambiente y garantizando el cumplimiento de la normativa vigente. Además, es preciso realizar estudios hidráulicos orientados al diseño del sistema de drenaje de la propia instalación, con el fin de asegurar que no se generan alteraciones significativas en las escorrentías naturales y que, al mismo tiempo, se protege la infraestructura frente a posibles daños derivados de episodios de lluvia intensa. En este sentido, resulta fundamental estudiar el comportamiento del drenaje interno de la parcela para garantizar una gestión adecuada de las escorrentías superficiales. El presente Trabajo Fin de Grado tiene como objetivo abordar de forma integral todos los pasos necesarios para garantizar la implantación adecuada de una instalación fotovoltaica, concretamente, en el T. M. de Carmona, que cumpla con los requisitos técnicos y normativos desde el punto de vista hidráulico. Para ello, se parte de la selección de la ubicación, seguida del estudio de delimitación del Dominio Público Hidráulico (DPH) con el fin de evitar la ocupación de zonas protegidas. A continuación, se desarrolla el diseño de la implantación de la planta y de sus instalaciones, incluyendo el dimensionamiento del sistema de drenaje necesario. Este último mediante estudio detallado del comportamiento hidráulico de la parcela, con especial atención a las escorrentías superficiales, tanto externas como internas. Para el análisis de delimitación del DPH se ha usado el software IBER 3.1., mientras que para el estudio del diseño del sistema de drenaje y análisis de escorrentías de la planta fotovoltaica se ha usado el software HECRAS 6.2. Ambas herramientas de cálculo se han empleado con propósitos distintos, con el objetivo adicional de evaluar hasta qué punto sus resultados pueden ser comparables y si ambas pueden emplearse de manera complementaria y paralela en este tipo de estudios, lo que podría abrir la puerta al desarrollo de futuras metodologías integradas que combinen las ventajas de ambos modelos, mejorando así la calidad, la eficiencia y la robustez de los análisis hidráulicos.
Estudio de la interacción suelo-estructura ante eventos dinámicos en edificaciones del Polígono San Benito, Jerez de la Frontera
(2025) Fabra Forján, Jesús; Vázquez-Boza, Manuel; Zapico Blanco, Beatriz; Estructuras de Edificación e Ingeniería del Terreno
Este Trabajo Fin de Grado se enmarca dentro del proyecto “Mitigación de la Vulnerabilidad Sísmica de Edificaciones Residenciales en Grandes Barriadas Andaluzas de Antigua Construcción”, financiado por la Junta de Andalucía a través del programa EMERGIA (Ref. EMC21_00255). El objetivo es analizar la interacción suelo-estructura bajo eventos dinámicos en edificaciones residenciales del Polígono San Benito, en Jerez de la Frontera, como ejemplo representativo de un entorno urbano con construcciones de tipología similar y expuestas a sismicidad moderada. El trabajo parte desde una fase de recopilación documental y análisis del contexto urbano, geotécnico y estructural, incluyendo estudios previos y documentación del proyecto original. A partir de ahí, se llevan a cabo ensayos in situ sobre el edificio, tales como caracterización del hormigón mediante métodos no destructivos o ensayos geofísicos MASW. Estos datos permiten construir un modelo numérico detallado en PLAXIS 2D que incorpora, en un mismo entorno, tanto el suelo como la estructura. El proceso de modelización se automatiza mediante un script en Python que permite replicar y ajustar fácilmente nuevos escenarios. Sobre este modelo se realiza un análisis modal, calibrado a partir de los datos experimentales, y posteriormente, un análisis dinámico time-history utilizando registros sísmicos reales adaptados normativamente. La respuesta sísmica del sistema suelo-estructura se evalúa en términos de desplazamientos, derivas entre planta y esfuerzos internos, permitiendo estudiar el efecto del terreno en el comportamiento global del edificio. Este enfoque busca establecer una metodología robusta y replicable en estudios similares dentro del parque edificado andaluz.
Proyecto constructivo de reforma de la red de saneamiento de un sector urbano
(2024) Abril Fabra, Ana; González González, Blas; Ortiz Mesa, Francisco Solano; Construcciones Arquitectónicas I
Data Analysis sobre Modelos BIM en formato IFC4.3
(2024) Zaforteza Quintanilla, Jaime; González González, Blas; García Romero, Francisco; Construcciones Arquitectónicas I
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; Construcciones Arquitectónicas I
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; 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; 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; 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; 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; 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; 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; 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; 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; 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.

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