«Modelos Matemáticos en Ciencia e Ingeniería». Enrique Castillo Ron

Enrique Castillo Ron fue el encargado de abrir la sesión inaugural 2011 de la Real Academia de Ingeniería. Lo hizo con una intensa conferencia sobre «Modelos Matemáticos en Ciencia eIngeniería», y cuando digo intensa, quiero decir intensa, mucho más de lo que suelo enlazar habitualmente por aquí.

Pese a su intensidad, tiene algo que me parece interesante compartir, porque poco después de hablar del Teorema pi de Buckingham -imprescindible si estamos hablando de modelos-, estudia la determinación de las leyes de esfuerzos en vigas de un modo poco habitual.

Me explico. Normalmente, cuando buscamos las leyes de esfuerzos en una viga cargada de forma estática procedemos de un modo analítico. Discretizamos la viga en rebanadas de espesor diferencial, planteamos el equilibrio de fuerzas y momentos en la rebanada, hacemos uso de la relación momento-curvatura y obtenemos una ecuación diferencial ordinaria de cuarto orden. A partir de aquí, lo de siempre, se integra, se imponen las condiciones de contorno y se obtienen, sucesivamente, las leyes de esfuerzos cortantes, momentos flectores, giros y flechas.

esquema para el cálculo de las leyes de esfuerzos cortantes, momentos flectores, giros y flechas en una viga

Lo que plantea Enrique Castillo, sin embargo, es considerar“rangos” de validez para las condiciones de contorno, en lugar de valores únicos, obteniendo como conjunto de soluciones reales un politopo. Evidentemente, es un procedimiento complicado, mucho más de lo que estamos acostumbrados a ver, pero coherente con los planteamientos probabilistas hacia los que se van enfocando cada vez más las normativas, al fin y al cabo.

Como dice la conferencia:

Puesto que en la realidad no existen apoyos ni empotramientos perfectos, ni fuerzas ni momentos exactos, en la práctica es mucho más realista suponer que flechas, giros, momentos y cortantes oscilan en ciertos rangos. De esta forma se obtienen envolventes de momentos y cortantes que permiten calcular las armaduras de forma inmediata.

politopo de soluciones de cortantes, momentos, giros y flechas en una viga

El valiente que se atreva a a seguir leyendo se sorprenderá viendo la variedad de temas tratados: cálculo de vigas mediante ecuaciones funcionales, la determinación del área de un rectángulo (no, no siempre es base x altura, compruébalo), la conveniencia de hacer la declaración de la renta conjunta o separada, problemas de fatiga, curvas de crecimiento de grietas, etc. Todo ello bajo un desarrollo matemático que exige cierto esfuerzo, aviso.

Descarga la conferencia de Enrique Castillo sobre Modelos matemáticos en ciencia e ingeniería

 

Un último apunte antes de terminar. Como estas cosas no salen en prensa tanto como deberían, lo vuelvo a repetir por aquí. Enrique Castillo ganó el Premio Nacional de Investigación en Ingeniería «Leonardo Torres Quevedo» del 2010, y con un elegante «A mí me basta con el reconocimiento a mi trayectoria profesional«, donó los 100.000 € de premio a proyectos de cooperación al desarrollo en Togo y Benin, todo un ejemplo.

Contenedores, también sirven para contener desprendimientos de rocas

Gracias a The Landslide Blog (blog que ya deberías conocer) descubro este vídeo, grabado hace unos días (el 23 de diciembre de 2011, más concretamente) en la playa de Sumner, en Christchurch, Nueva Zelanda.

Se trata de un desprendimiento de rocas a causa de un “pequeño” temblor, de magnitud 5.8, al que siguió otro de 6.0, hora y media después.

Tirando del hilo en YouTube llego a este otro vídeo, también del mismo día, pero del segundo temblor, en el que se ven mejor las dos filas de contenedores, dispuestas a modo de barrera tras los temblores de marzo de 2011.

Así pues, se confirma que los contenedores también contienen desprendimientos de rocas, verificando la segunda acepción del verbo contener.

Esfuerzos laterales en cimentaciones pilotadas, ¿merece la pena mejorar el terreno?

– ¿Qué problema tienen los pilotes?
– ¿Los pilotes?, ninguno, si funcionan muy bien.
– Vale, pero si buscamos fallos, ¿qué problemas pueden tener los pilotes?
– Hombre, si nos ponemos así, a ver, deja que piense…

– El izado de la armadura, si es hormigonado.
– El izado de todo el pilote, si es prefabricado.
– Que se hormigone mal, o haya derrumbes o lavados durante el hormigonado.
– Que la armadura no entre y se quede a medias.
– Romper la punta al hincarlo, si no lleva una punta de Oslo o no se ha protegido bien.
– Que no entre porque el estudio geotécnico se curó en salud y el terreno no es tan malo.
– Que se hunda hasta el fondo porque el terreno es mucho peor de lo que se pensaba.
– Que se queden cortos.
– Que sufra rozamientos negativos no previstos.
– Que pilles una ruina romana justo debajo… a un amigo le pasó.
– Que rompas una conducción de agua, también le paso a un amigo.

– ¿El mismo de antes?
– Si, es un gafe que no veas.
– Vale, pero dejando a un lado el izado, el hormigonado, los derrumbes, la punta, los estudios geotécnicos mal hechos, el rozamiento negativo, las ruinas romanas, las conducciones de agua y los amigos gafes… ¿qué otro problema podemos tener con los pilotes… especialmente a nivel estructural?

– Pues, no sé, a nivel estructural, dices… ¿los esfuerzos laterales, quizás?

– ¡¡ Correcto !!

Design Guidelines for Increasing the Lateral Resistance of Highway-Bridge Pile Foundations by Improving Weak Soils - Guía para incrementar la resistencia lateral de cimentaciones pilotadas en puentes mediante la mejora de suelos blandos - geotecnia
Bien, con esta referencia nada velada a los clásicos, presento una nueva comunicación del National Cooperative Highway Research Program (NCHRP) con el título de “Design Guidelines for Increasing the Lateral Resistance of Highway-Bridge Pile Foundations by Improving Weak Soils”, que podría traducirse -grosso modo- por «Guía para incrementar la resistencia lateral de cimentaciones pilotadas de puentes mejorando el suelo».

El texto plantea una cuestión interesante. Cuando se cimenta un puente mediante pilotes, los esfuerzos laterales (por empujes, impactos, sismos, tráfico, viento, etc), suelen resolverse aumentando el diámetro de los pilotes pero, ¿es el único método?

– ¿sería más efectivo mejorar el suelo?

– ¿sería más económico?

– ¿cuándo debería hacerse, antes o después de cimentar?

– ¿qué tipo de mejora daría el resultado óptimo, compactación dinámica, columnas de grava…?

– ¿qué dimensiones debería tener esa zona mejorada?

– ¿hasta qué profundidad debería mejorarse el terreno?

– ¿se ha probado ya, existen datos?

– ¿cómo se estudiaría el comportamiento del terreno, como un empuje pasivo?

– ¿se puede calcular de forma analítica o hay que usar modelos de elementos finitos?

Como ya habréis imaginado por el título, el texto está en inglés y en unidades americanas, pero estoy seguro de que el interesado sabrá entresacar lo más importante. Es un archivo pdf de 118 páginas y 6,70 MB al que podéis acceder pulsando en la portada superior, en este enlace, o en el icono inferior, lo que más os guste.

Design Guidelines for Increasing the Lateral Resistance of Highway-Bridge Pile Foundations by Improving Weak Soils - Guía para incrementar la resistencia lateral de cimentaciones pilotadas en puentes mediante la mejora de suelos blandos - geotecnia

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#geotecnia #cimentaciones #pilotes #ingeniería_civil #geotechnics #foundations #piles #civil_engineering

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Por el camino han ido quedando otras opciones como Google+ (que prometía mucho y se quedó en nada), pinterest o facebook (que jamás terminó de convencerme).

En cualquier caso, a día de hoy hay casi 3.500 suscriptores… me parece una cifra impresionante, gracias por leer lo que escribo, mirar las fotos o lo que sea que os guste de este ecléctico blog.

Humor de Ingenieros – Navidad

El proyecto es del 2010, pero sigue siendo válido. Se trata de un detallado belén navideño, rebautizado como “Proyecto de concesión para la construcción, conservación y explotación de pesebre, accesos y estación depuradora de aguas residuales”, obra de ápiceXXII.

Pulsa sobre la imagen para comprobar hasta qué punto han cuidado todos los detalles y no te pierdas los “Pasos a seguir para la optimización de belén”… reales como la vida misma.

Proyecto_Pesebre_2010

Actualización Navidad 2012: En el último libro del Papa Benedicto XVI se afirma que no había animales en el portal, pero no hay problema, el autor ya lo tuvo en cuenta, la nota 10 especifica que:

«La única función de estos animales (la mula y el buey) es dar calor por lo que se sustituyen por una hoguera. Realizaremos un «assessment center» con los dos animales, y el que lo supere trabajará como animal de carga en el servicio de logística«.