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CONSEJO EDITORIAL CONSEJO EDITORIAL

INGENIERIA

CIVIL

S O ST E N I B L E

REVISTA DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS Y ARQUITECTURA UNIVERSIDAD JUÁREZ DEL ESTADO DE DURANGO

VOLUMEN 1 - NÚMERO 1

SEPTIEMBRE - FEBRERO 2012

Lic. Luis Tomas Castro Hidalgo Rector UJED M.I. José Vicente Reyes Espino Secretario General UJED Dr. José Gerardo Ignacio Gómez Romero Dirección General de Administración UJED M.C. Alberto Diosdado Salazar Director FICA M.C. Julio Gerardo Lozoya Vélez Secretario Académico FICA M.C. Julio Roberto Betancourt Chávez Jefe de División de Posgrado FICA Ing. Francisco Javier Facio Palacios Secretario Administrativo FICA Dr. Noé Villegas Flores Director de Revista Ingeniería Civil Sostenible Dra. Ana Carolina Parapinski dos Santos Jefe de Edición Portada: Puente Tudjman, Dubrovnik, Croacia Fotografía: Noé Villegas El contenido de los artículos firmados es únicamente responsabilidad del autor(es) y no de los editores. El material impreso puede reproducirse mientras sea sin fines de lucro y citando la fuente. ISSN en registro – País de edición MÉXICO – Revista Ingeniería Civils Sostenible. Avenida Universidad s/n Frac. Filadelfia, Gómez Palacio, Durango, MÉXICO. contacto@ingenieriacivilsostenible.com (52) 871-715.20.17. C.P. 35010

COMÉXICO RICS Vol.1 – No. 1

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CONTENIDO Revista Ingeniería Civil Sostenible ISSN en registro Facultad de Ingeniería, Ciencias y Arquitectura Vol. 1, No. 1 Septiembre/Febrero 2012 EDITORIAL CON SEJO EDITORIAL A Bridge Inspection System with safe evaluation 4-17 MONTSERRAT SÁNCHEZ & LLUIS GIL

Estudio relativo al diseño de mortero con incorporación de caucho para la fabricación de paneles ligeros

18-35

LUIS AGULLO, TOMÁS GARCÍA, ANTONIO AGUADO & RAVINDRA GETTU

Turismo urbano. Modalidades, experiencias y contexto Bogotá Colombia 36-51 YELINCA SALDEÑO MADERO & EDGAR ANTONIO VARGAS CASTRO

Comparación entre el comportamiento a la flexión de vigas de concreto reforzado con y sin refuerzo transversal

52-63

JOSÉ A. SIFUENTES, R. NARAYANASAMY, PONCE PALAFOX

El rol de la ingeniería civil en el desarrollo turístico de una región 64-77 YELINCA SALDEÑO MADERO

Transmission Line Towers Using Genetic Algorithm 78-92 R MERCY SHANTHI, K SUBRAMANIAN, C FREEDA CHRISTY

INFORMACIÓN PARA AUTORES

93-94

RICS es una revista semestral, de difusión científica y tecnológica de la Facultad de Ingeniería Civil, Ciencias y Arquitectura de la UJED sin fines de lucro, editada por el cuerpo académico de Tecnología del Concreto.

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BIENVENIDA DEL EDITOR La revista Ingeniería Civil Sostenible (RICS) es el órgano difusor de la producción científica en el área de ingeniería civil con un carácter sostenible en México y nivel internacional. Nuestros artículos están sometidos a una revisión y aprobación por parte de pares académicos que, finalmente autorizan o rechazan la publicación. La revista esta conformada por un Director Editor, un Editor Asociado y un Cuerpo editorial constituido por el Comité científico y el comité editorial. La revista tiene sede en Gómez Palacio, Durango, México en la Facultad de Ingeniería, Ciencias y Arquitectura de la UJED, en calle Universidad s/n. Frac. Filadelfia. Fundada en el año 2011, en la Facultad de Ingeniería, Ciencias y Arquitectura de la Universidad Juárez del Estado de Durango, Ingeniería Civil Sostenible es una publicación científica bilingüe (español/inglés) de periodicidad tetramestral dirigida a investigadores, técnicos de empresas y otros profesionales del campo de la Ciencia y Tecnología de la Ingeniería Civil. Consejo Asesor y Comité Científico Noé Villegas Flores. Universidad Juárez del Estado de Durango (nvillegas@ujed.mx) Ana Carolina Parapinski dos Santos. Universidad Juárez del Estado de Durango (parapinski@ujed.mx) Rajeswary Narayanasamy. Universidad Juárez del Estado de Durango Ravindra Raja. (Nanyang Technological University, SINGAPURE) Urs Mueller. (BAM Federal Institute for Materials Research and Testing, ALEMANIA) Carlos Felipe Urazan Bonells. (Universidad La Salle Bogotá, COLOMBIA) Néstor Guzmán Chacón. (Universidad de San Simón, BOLIVIA) Antonio Aguado de Cea. (Universidad Politécnica de Cataluña, ESPAÑA) Mauricio Centeno Ortiz. (VIATEST, MÉXICO) Katarina Malaga. (Cement and Concrete Institute CBI, SUECIA) José Ángel Ortiz Lozano. (Universidad Autónoma de Aguascalientes, MÉXICO) Edgar Vladimiro Mantilla Carrasco. (Universidade Federal de Minas Gerais, BRASIL) Mario Walter Efraín Toledo. (Universidad Salta, ARGENTINA) Diego Miramontes de León. (Universidad Autónoma de Zacatecas, MÉXICO) Luis Augusto Conde Mendes Veloso. (Universidade Federal do Pará, BRASIL) Francisco Alberto Alonso. (Universidad Autónoma de Chiapas, MÉXICO) Luis Gil Espert. (Universidad Politécnica de Cataluña, LITEM, ESPAÑA) Edder Alexander Velandia Duran. (Universidad de La Salle, COLOMBIA) Vesa Penttala. (Alto University, FINLANDIA) Oscar Gónzalez Cuevas. (Universidad Autónoma de México, MÉXICO) Ma. Cruz Alonso Alonso. (Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja - CSIC, ESPAÑA) José Mora Ruacho. (Universidad Autónoma de Chihuahua, MÉXICO)

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Montserrat Sánchez & Lluis Gil

A Bridge Inspection System with safe evaluation Montserrat Sánchez1 & Lluis Gil1 Recibido: 26 de junio de 2011 Aceptado: 10 de septiembre de 2011

Abstract: Bridges are crucial structures worldwide. Governments and private bridge managers are now emphasizing bridge maintenance. Sustainability seeks to expand the life of existing bridges. Bridge management is a complex task in which costs, service quality and safety must be balanced. Good decision-making depends on good inspection data. Inspectors check for defects and propose repairs. In extreme cases, demolition of bridges is required. At the Technical University of Catalonia UPC we have developed a system which combines different information technologies to assist in decision-making for bridge management. Our system has three key features: it provides a bridge inventory that helps in the organization of data; it assists in the organization of inspections and data processes; and it offers an expert knowledge database for diagnosis of pathologies and intervention, including for use in making budget estimates. Maintenance planning can be applied to a single bridge or to a group of bridges from a global perspective. The system allows more reliable, more efficient and safer maintenance and restoration of bridges. These capabilities were integrated using web-based technology, which is the most competitive for managing bridges. It allows multi-user access in real time during inspection. The system can serve users such as managers, inspectors and construction designers. We provided company ATISAE with this technology and they tested the system during inspection season of bridges in Spain. Keywords: bridge inspection, expert system, decision making

1. INTRODUCTION TO BRIDGE MANAGEMENT SYSTEMS (BMS) Bridge Management Systems (BMS) are decision-making tools used by managers, technicians and administrators who must define optimal maintenance strategies for a group of bridges while remaining within a fixed budget. The concept of a BMS arose in the US after the collapse of bridges due to extreme deterioration [1] (Casas, Frangopol, and Nowak, 1999). The numerous structurally compromised bridges in this country led to the need for a maintenance system whereby bridges could be classified according to their level of deterioration, and an appropriate course of action could then be established. Managing such a large number of bridges demanded an information platform that would be more efficient than the manual system that had been used up to that time. Hence, BMS’s begun to surface in the US, and later arose in Europe, starting in Denmark ca. 20 years ago.

Department. of Strength of Materials and Engineering Structures Universitat Politècnica de Catalunya - SPAIN Escola Tecnica Superior d´Enginyeries industrial i aeronatica de Terrasa E-mail: montserrat.sanchez@upc.edu 1

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Montserrat SĂĄnchez & Lluis Gil Bridge Management in Europe (BRIME) [2] (Report Bridge Management Perspective, 2002) analyzed existing bridge management in each European country, and also considered data from leading BMS-using countries such as the US, Japan and Canada. It concluded that 68.75% of the analyzed countries used a BMS, 18.75% did not use a BMS but were in the process of developing one, and 12.5% sometimes used an automated system. The age of the management systems of these countries ranged from two to 22 years. In most countries, BMS are used for national roads and highways, whereas manual management is used for bridges of secondary routes. There are four levels of inspection: routine, general, detailed and special. All countries except the UK use commercial software for information management. The most widely used is Oracle, although Access, Delphi, Power Builder and Structured Query Language are also used. The majority are Windows compatible. In most countries, a single database is used to manage individual bridges or groups of bridges. Intervention in bridges depends on criteria for decision-making and maintenance and renovation operations are generally based on inspections and technical assessments. Responsible evaluate an array of factors for a given bridge, including the extent of deterioration as a function of structural typology; the operating lifetime; the environment in which the bridge is located; how increases in traffic affect structural integrity over time; and deterioration caused by vehicle impacts as detected in periodic inspections. Hence, one of the main difficulties of a BMS is the development of a proper strategy to detect defects [3] (Hover, 1996, p.39-43). Non Destructive Testing and/or load test produces information with high certainty value [4] (Washer, 1998, p.245-249) and [5] (Scott et al., 2003, p.245-255); nevertheless these techniques are expensive or difficult to perform. Another difficulty that arise a BMS is the safety evaluation and the prediction of life-cycle of the structure [6]-[10] (Frangopol, Kong, and Gharaibeh, 2001; Neves and Frangopol, 2005; Onoufriol and Frangopol, 2002; Stewart, 2001; Ugwu et al. 2005). Expert systems and artificial intelligent tools are a good approach to overcome the uncertainty of predictive models [11]-[13] (De Brito et al., 1997; Kawamura and Miyamoto, 2003; Wang and Elhag, 2008).

2. BRIDGE MANAGEMENT IN SPAIN Over 17,000 bridges, overpasses, underpasses, and viaducts are registered under the Spanish national road and highway system; however, the total number of existing structures is much higher. Moreover, there is an unknown quantity of small bridges managed by city, county and provincial administrations, which is not included in the aforementioned figure. Bridges have traditionally been designed under the premise that they will remain unaltered over the course of their lifetime [14] (Lwin, 2008, p.48-49). However, increases in traffic during recent years, and the need for better resource management to achieve sustainability, have forced engineers to rethink this outdated idea.

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Montserrat Sánchez & Lluis Gil In the 1990’s a representative study of 317 Spanish bridges was performed to provide a statistical analysis of the state of conservation of bridges in the Country. The study revealed that 41% of the bridges were below the expected state of conservation. The Administration realized that intensive inspections were required for every bridge in the Country, and that maintenance, repair and repositioning of each bridge were required in order to ensure that they met their respective states of conservation without exceeding pre-established budgets. Although the number of bridges in Spain requiring maintenance has increased considerably over the past few years, spending on bridge maintenance has not increased proportionally. Budget caps, and difficulties in management optimization due to micromanagement and the almost complete outsourcing of services, have sparked interest in integrated BMS’s.

3. OVERVIEW OF THE SYSTEM All of the elements of our system use web-technologies. The system has been designed to provide service to two types of users [15] (Silfwerbrand, 2006, p.3-12): internal (company inspectors) and external (clients). Inspectors must updated information during the inspection tasks for all bridges of their clients, analyze each bridge and suggest intervention duties. Clients can access to the inventory data, a full profile on their bridges. The data available encompass bridge factors such as geographical location, structural material, dimensions, and traffic conditions, as well as inspection records such as inspection plans and logs, and reports of the old inspections. The System is centered on three axes: inventory, inspections and expert knowledge (see Figure 1). Figure 1. System structure

BRIDGE MANAGEMENT

INSPECTION MANAGEMENT

EXPERT SYSTEM

INVENTORY DATABASE

KNOWLEDGE DATABASE

INTERVENTION DATABASE

Inventory keeps records of each bridge and historical inspections. It works as a data base. Inspections manage real time inspection duties for the season. When the inspection is finished all the information is transferred to the inventory. Finally, expert knowledge assists inspectors during the evaluation tasks.

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Montserrat Sánchez & Lluis Gil 4. BRIDGE INVENTORY MANAGEMENT Inventory is used to catalogue bridges. It is the simplest tool of the System, and has been designed as a database that collects information for use in general management. At a basic level, it can function independently of the client, and allows the client or manager to customize data according to their needs. It compiles information from bridge descriptions and historical inspections (e.g. reports, photos and sketches) Bridges are directly selected via its ID number or by performing a search based on date and/or type. After selection the corresponding information is called up from the database. In general, said information (see Figure 2) comprises the bridge ID number; type of bridge; road information (ID, kilometre point and GPS coord.); elements over (river, road, etc.); date of the last inspection and a bridge Emergency Vector (EBi). Figure 2 Selecting a bridge

For a chosen bridge the user can modify its data, and download, visualize or erase its associated documents. The System also provides a map with the exact location of the bridge. Once the user chooses a bridge all the information can be accessed locally. The selected information is downloaded onto the user’s PC and the original files are preserved on the server, in order to avoid any accidental damage of data. Finally, the inventory can be modified adding or removing bridges.

5. BRIDGE EVALUATION Bridge inspection is crucial for a good maintenance program [16] (Mattsson, 2008, p.149). In Spain inspections tend to be outsourced. Technicians from inspection companies RICS Vol.1 – No. 1

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Montserrat Sánchez & Lluis Gil have the large responsibility of determining defects, diagnosing structural pathologies, assessing the state of a bridge, and recommending a course of maintenance. For example, a bridge suffering from a severe damage may require emergency action before pre-planned maintenance is undertaken. Inspections imply on-site visits and generally require expert knowledge. Expert inspectors can detect problems that might go unseen by ordinary engineers, thus guaranteeing a correct course of action. A good inspector can also evaluate the type and— above all—amount of repair that a given bridge needs. This topic is covered in the following section. Inspectors examine bridges visually, diagnose any defects, establish a course of repair, and determine the urgency of said course of action. They compile all of the written and photographic information that they deem necessary. Inspections are normally performed over sections of highway or roads. Inspection companies plan inspections to cover the section in the shortest time possible. For very extensive or geographically disperse highway systems, the inspection routes must be optimized. In the case of company ATISAE inspections are distributed all over Spain using his disperses structure. First of all a bridge must be selected before to start to fulfil the inspection data. Inspections are identified by date (Selected Inspection; SI) (see Figure 3). While inspection duties are developed it is said that the inspection is open and when the final report is send to the client the inspection becomes closed. Figure 3 Adding and selecting an inspection in the Inspection Menu

The information core of an inspection comprises an exhaustive list of detected defects. The System provides a list of all previous inspections belonging to the bridge and a list of all bridge defects with their corresponding repairs. This information assists inspectors during bridge inspections. This point is further detailed in the following section about expert systems

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Montserrat Sánchez & Lluis Gil When a defect is detected the inspector collects pictures, drawings or other relevant information. Moreover inspector evaluates the damage with a degree of risk; this is a number ranging from [0-5]. Level 0 means that it is a cumbersome problem and no action have to be taken. A level 5 means immediate action because the defect is going to collapse somehow (see Figure 4). Figure 4 Adding pathology

A bridge has several defects (di) with different degrees of risk (ri). Hence the global diagnosis of the bridge is summarized in a simple couple of numbers, the maximum level of risk MLR and the mean level of risk mLR. The first one means the highest level among all the detected defects in the bridge and the second one refers to a weighted mean of all defects. Defect di -> ri [0-5] M.L.R. Maximum Level of Risk = max (ri) n

r

i

i 1

m.L.R. Mean Level of Risk =

n

A single value of risk for all the bridge is Rb:

if  maxri   5  5 Rb  else m.L.R. With this simple strategy it is possible to take decisions based on technical criteria [17] (Hachem, Zografos and Soltani, 1991, p37-56). Another important data refers to economic constraints.

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Montserrat Sánchez & Lluis Gil Inspectors can make 'in situ' an estimation of the intervention. It can be more rough or more accurate depending on the experience and availability of exploration. Measure units are related to type of defects, for example distributed cracks are usually measured in surface units. Defect di -> measured 'in situ' si [m2] Every defect requires a list of task to proceed with reparations, say Task i. Every task has an unitary measure respect the defect and a cost associated with this task unitary. Hence a cost of each task can be evaluated and the global cost of the bridge would be known. Task Ti -> ui [u/m2] -> ci [€/u]

Hence Reparation of defect = si x ui x ci n

Reparation of bridge Cb =

s

i

ui ci

i 1

However, sometimes there are other costs no directly associated with the repair task. For example, if the intervention requires night-jobs, works far from the ground, etc. These kinds of constraint affect directly to the cost. Hence the final evaluation of a bridge is modified with a difficulty factor. Simply increase the cost Cb some percentage. The Emergency Vector of a given bridge is defined as a two dimensional vector that contains information on the Risk of Bridge and Reparation of Bridge.

R  Eb   b   Cb  The System evaluates the safety level of the bridge as well as the cost of intervention, which are required for making decisions on bridge repair. The System can evaluate a single bridge, a section of a bridge, or a group of bridges that share a common defect. Normal inspection tasks include pictures, drawings, checklists, etc. This information about the bridge must be recorded. Moreover, final report is a contractual issue. Hence the system allows download/upload documents created during inspection duties. The procedure always goes from local to server; all recorded data is stored in local PC, modified and organized and finally, is uploading in the inspection database. The inverse procedure allows the visualization of data. In both cases this procedure prevents the accidental loss of information.

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Montserrat SĂĄnchez & Lluis Gil Once the visit to the bridge is finished, data collected and the report is sent to the client and inspection task can be closed (see Figure 5). Figure 5 Menu for a bridge and an inspection

6. MANAGEMENT OF EXPERT KNOWLEDGE Most inspections are purely visual, testing is very expensive and measurements over materials and deflections are difficult to perform. Moreover, old bridges have large heterogeneous materials with different degree of deterioration. A cost-effective way of detecting damages and evaluating risks is to analyze the structure on site by an expert [18] (Enright and Frangopol, 2000, p.31-38). However, experts are a few. Expert knowledge is in the core of bridge inspection. The System contains a database of common bridge defects and repairs. This information plays several roles: it assists inspectors during 'in situ' inspections, it can be used as an educational tool to train new inspectors, and it helps customers to find alternatives to repairs. The safety level of an old structure is difficult to estimate, even for experts. Predictive models have been developed to simulate the collapse of steel and concrete; but the information required by these models is difficult to obtain in normal inspection procedures. Furthermore, for structural types such as fabrics, the behavior of materials is highly unpredictable. A deep assessment of a given structure requires inspection coupled with tests on the structure and on its constituent materials (e.g. loading tests). These factors introduce a

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Montserrat Sånchez & Lluis Gil high uncertainty and the deterministic prediction of safety of a structure becomes rather impossible. Inspection is an individual task which depends solely on the engineer assigned to the bridge; the ability to detect and evaluate defects is a product of her/his experience. When a company loses an engineer, they lose an important body of knowledge. It is estimated that professional training for bridge inspectors requires five to ten years on average. Hence, in the event that a company loses an inspector, a mechanism to preserve and disseminate that inspector’s expert knowledge would be desirable. We have thus sought to use our system to meet two sets of objectives: to aid inspectors during the identification and evaluation of defects, and to preserve in a company the expert knowledge derived from previous inspections [19] (Hartle et al, 1990). Our system has been designed to amass expert knowledge on bridge defects and repairs. This information has been correlated and stored in a database. Inspectors can thereby consult the database for a given defect to obtain information on the necessary repairs.

6.1 Evaluation of Defects and Repairs The System allows users to add or remove defects. Upon adding a defect (see Figure 6), the user must introduce the defect type, and the associated repairs with their respective unitary measures ui. It is expressed as a percentage of the corresponding defect unitary measure. Say for example, 1 m2 of distributed cracks requires 0.05 m3 of mortar. Notice that some quantities must be estimated, in this case the depth of the repair is difficult to evaluate in a common inspection procedure, hence a depth is automatically assigned. Every repair has a unitary cost ci. Prices of repairs can be updated by contractors stimulating market competition. Each of the documented defects appears in the list of defects and can be read during inspections. For a given defect, the user can obtain a list of recommended repairs with their associated tasks. The system can also provide information on the specifications sheets for each of the repairs associated with the different bridge defects. This information is drawn from a database of expert knowledge which outlines the different steps for repairing common defects. When an inspection is performed, the damage level of a defect ri and an estimation measure si can be entered into the System, which subsequently recommends an appropriate repair and suggests the required tasks. Finally, an estimate of the cost of the repair can then be calculated.

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Montserrat Sánchez & Lluis Gil Figure 6 Adding a defect

6.2 Evaluation of a single bridge or a group of bridges With inspections every bridge is evaluated from two perspectives. The technical risk Rb and the repairs cost Cb. Both data are stored in the Emergency Vector. The administrator can decide to proceed with the repair depending the Emergency Vector. Sometimes it is more efficient to maintain a group of bridges in a road from one to other Km. The system allows calculate an emergency vector of a group of selected bridges (see Figure 7):

 5  k R  R j  j  k

if  max R j   5 else

R    E C C   j j    Moreover, it is possible to compute the total repair cost for a common defect in a group of bridges. The user selects a group of k-bridges and a common defect dj.

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Montserrat Sánchez & Lluis Gil k

C j   s ji u j c j i 1

Figure 7.Evaluation of a common defect for a group of bridges

7. SYSTEM REQUIREMENTS Our system was developed on a J2EE platform using Net beans version 4.1 operating environment, which provides Java Virtual Machine (JVM). The graphics for the user interface were designed on Dream weaver MX 2004, which is included in the Macromedia MX 2004 package. Apache Tomcat version 4.29 was used for the applications server as well as the test web server. The Database was created and managed using MySQL, which supports the SQL language for creating database queries. 8. EVALUATION OF THE SYSTEM IN INDUSTRY: TRIALS AT ATISAE ATISAE is a market leader in the sectors of construction consulting, security and technical assistance, and safety analysis and evaluations, among other construction activities. The Company began operations in 1964. In the past few years, ATISAE has expanded its construction operations. It employs a multidisciplinary team of road engineers, industrial engineers, urban planners, architects and other technical staff. The Company has a highly experienced division dedicated to inspection and risk assessment of bridges, providing us with an ideal practical environment in which to evaluate our BMS. A prototype of our system was thus tested by ATISAE during its summer 2006 bridge inspection campaign. Data from 22 real bridges from the highway network were entered into the System under a generic client. The trial was successful, and contributed to improving the robustness of our final product.

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Montserrat SĂĄnchez & Lluis Gil 9. CONCLUSIONS There is a long-term need for maintenance of existing bridges in developed countries. Maintenance policies are dictated by safety thresholds and budget restrictions. It is particularly difficult to evaluate the structural performance of bridges; there are numerous unknowns that remain the subject of research. For example, collecting automatic data for inspections through continuous monitoring is technologically challenging, and modelling materials and deterioration is a very complex task with low accuracy. Only real load capacity tests can ensure a good safety rating. Hence, the development of a complete BMS remains impossible. Our system balances efficacy with ease of use. It has three main functions: management of databases and organization of information; management of inspections and intelligent assistance for inspectors. The System readily organizes information. Database contents (e.g. formal reports and complementary pictures/videos) can be stored according to customer needs. Although the System is open, it does not require re-programming. Moreover, as it is web-based, real time multimode connection is guaranteed, and data updating and dissemination to customers is simple. In engineering, the decision making for bridge maintenance basically depends on inspection reports and budget constraints. There are so many factors to evaluate that only an on site inspection by a qualified engineer can provide the right answers, namely, estimates on the degree of urgency, the time of response, and the extent of damage. A good inspector is crucial to achieve good intervention at limited cost. To date, public administrators in Spain have based maintenance decisions on previous good practices. However, new legislation has opened a market for private maintenance; hence, private companies are undertaking maintenance of Spanish roads and bridges. This shift will affect maintenance costs and service, further underscoring the need for a good BMS. Our system helps inspectors with their work; following the inspection schedule, technicians verify the structural state of a bridge via on site evaluation. They fill out an electronic form prepared by the System, and the data are then stored in the System database. These data comprise the GPS coordinates of the bridge, digital photos of the bridge, and qualitative and quantitative assessments of bridge damage (e.g. crack openings and defects). Our system features a smart assistant that performs searches based on damage type. It requires complimentary information that is later employed in bridge evaluation and diagnosis. This complimentary information is provided by the technician and stored in the database, such that the damage type, day of observation, risk assessment, and cost of repair are permanently recorded. The data is compiled for an internal report which is sent to the project director. During inspection, the scope of intervention is also estimated. Bridge management is influenced by both economic and social-risk factors. The System provides the director with possible courses of action and estimates of their respective

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Montserrat Sánchez & Lluis Gil costs. It can prioritize actions by structural emergency zones, or by technical, economic, environmental or social criteria. It helps the director create a report for the client, in which repairs are outlined with their corresponding risks, costs and alternatives. These reports in turn aid the client in decision-making. The client can enter the system to obtain more detailed information on the defects in the bridge—for instance, to clarify any ambiguities in the report. Lastly, based on the information stored in the database, the client or project director can use the System as a tool to train technicians with real case studies. Our system should be well received among different types of users, including inspection companies and clients. It has been evaluated by ATISAE for use in inspection for various Spanish companies. Lastly, it can contribute to sustainable development of durable and safe construction activities, while ensuring end-user satisfaction. We consider our system to be a technological advancement for bridge management, maintenance and repair. The evaluation has analyzed too; visual interaction, usefulness generality, adaptability, and maintenance. 10. ACKNOWLEDGEMENTS This research has been developed in cooperation of contract BIA2005-06952 funded by DGE of the Spanish Ministry of Science and Technology MCYT. We want to express our gratitude to Eng. Josep Maria Arnau, Eng. Jorge Noriega and Eng. Sandra Pérez from ATISAE Company whose assistance is gratefully acknowledged.

11. REFERENCES [1] Casas, J.R., Frangopol, D.M., and Nowak, A.S. (1999) ‘ Bridge maintenance, safety and management’: Springer-Verlag, 1999 [2] Report Bridge Management Perspectives, BRIME (2002) [3] Hover, K. (1996) ‘Special problems in evaluating the safety of concrete bridges and concrete bridge components’, Construction and Building Materials, Vol. 10, No. 1, pp. 39-43. [4] Washer, G. (1998) ‘Developments for the non-destructive evaluation of highway bridges in the USA’, NDT & E International, Vol. 31, No. 4, pp. 245-249. [5] Scott, M., Rezaizadeh, A., Delahaza, A., Santos, C. G., Moore, M., Graybeal, B. and Washer, G. (2003) ‘A comparison of nondestructive evaluation methods for bridge deck assessment’, NDT & E International, Vol. 36, No. 4, pp 245-255.

[6] Neves, LL.C. and Frangopol, Dan M. (2005) ‘Condition, safety and cost profiles for deteriorating structures with emphasis on bridges’, Reliability Engineering & System Safety, Vol. 89, No. 2, pp. 185-198. RICS Vol.1 – No. 1

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Montserrat Sánchez & Lluis Gil [7] Onoufriou ,T. and Frangopol, Dan M. (2002) ‘Reliability-based inspection optimization of complex structures: a brief retrospective’, Computers & Structures, Vol. 80, No. 12 , pp. 11331144. [8] Frangopol, Dan M., Kong, Jung S., Gharaibeh, Emhaidy S. (2001) ‘Reliability-Based LifeCycle Management of Highway Bridges’, Journal of Computing in Civil Engineering, ASCE , Vol. 15, No. 1, pp. 27-34. [9] Stewart, Mark G. (2001) ‘Reliability-based assessment of ageing bridges using risk ranking and life cycle cost decision analyses’, Reliability Engineering & System Safety, Vol. 74, No. 3, pp. 263-273. [10] Ugwu, O.O., Kumaraswamy, M.M., Kung, F. and Ng, S.T. (2005) ‘Object-oriented framework for durability assessment and life cycle costing of highway bridges’, Automation in Construction, Vol. 14, No. 5, pp. 611-632. [11] De Brito, J., Branco, F. A., Thoft-Christensen, P. and Sørensen, J. D. (1997) ‘An expert system for concrete bridge management’, Engineering Structures, Vol. 19, No. 7, pp. 519-526. [12] Wang, Ying-Ming and Elhag, Taha M.S. (2008), ‘Evidential reasoning approach for bridge condition assessment’, Expert Systems with Applications, Vol. 34, No. 1, pp. 689-699. [13] Kawamura, Kei and Miyamoto, Ayaho. (2003) ‘Condition state evaluation of existing reinforced concrete bridges using neuro -fuzzy hybrid system’, Computers & Structures, Vol.81, No.18-19, pp.1931-1940. [14] Lwin, Myint. M., (2008) ‘Sustainability Considerations in Bridge Design, Construction and Maintenance – US DOT/FHWA’, ASPIRE, pp. 48-49. [15] Silfwerbrand, J. (2006).´’ Impregnation – An Efficient Method of Active Bridge Maintenance.’ International Journal on Restoration of Buildings and Monuments, Vol. 12, No. 1, pp. 3-12. [16] Mattsson, H.-Å. (2008). ‘Integrated Bridge Maintenance – Evaluation of a Pilot Project and Future Perspectives.’ Bulletin No. 95 (Doctoral Thesis), Chair of Structural Design & Bridges, Dept. of Civil and Architectural Engineering, School of Architecture and Built Environment, Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden, 149 pp. + 6 appendices. [17] Hachem, Y., Zografos, K., and Soltani, M. (1991). ‘Bridge inspection strategies, Journal of Performance of Constructed Facilities,’ ASCE, Vol.5, No. 1, pp. 37-56. [18] Enright, M.P. and Frangopol. D.M. (2000). ‘Survey and evaluation of damaged concrete bridges,’ Journal of Bridge Engineering, ASCE, Vol. 5, No. 1, pp. 31-38 [19] Hartle, R.A., Amrhein, W.J., Wilson, K.E., Baughman, D.R., and Tkacs, J.J. (1990). ‘ Bridge inspector’s training manual, FHWA-PD-91-015’, McLean, VA.

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu

Estudio relativo al diseño de mortero con incorporación de caucho para la fabricación de paneles ligeros Luis Agulló1, Tomás García1, Antonio Aguado1 & Ravindra Gettu2 Recibido: 8 de octubre de 2011 Aceptado: 6 de enero de 2012

Resumen: La utilización del caucho proveniente del reciclado de neumático como árido en el hormigón y mortero ha sido tema de estudio en los últimos años. A pesar de la reducción en la resistencia a compresión que supone la sustitución del árido mineral, las propiedades que el caucho confiere al hormigón, como la reducción de peso o bajo módulo de deformación en compresión entre otras, sugieren su uso en distintas aplicaciones. En este artículo se incluyen los trabajos realizados en el diseño de un mortero de caucho para una determinada aplicación, la fabricación de paneles como elemento de acabado exterior de un módulo ligero de cerramiento prefabricado. Los resultados obtenidos en el proceso de optimización de la mezcla, la caracterización del material y la posterior aplicación en el panel, ponen de manifiesto la viabilidad de la utilización de este tipo de materiales en elementos no estructurales, con las ventajas medioambientales que, como en este caso, supone la utilización de residuos de difícil y costosa eliminación. Palabras clave: mortero ligero, caucho, residuo, reciclaje, prefabricación.

1. INTRODUCCIÓN Cada vez es más habitual la utilización de residuos o subproductos de procesos industriales como componentes en el hormigón, los áridos reciclados o las cenizas volantes son un claro ejemplo de ello. El problema que supone su eliminación o tratamiento y, la cada vez mayor necesidad de mantener los recursos naturales existentes, hace que sean muchas las investigaciones orientadas a la reutilización de residuos como áridos en el hormigón. En los últimos años, el caucho proveniente de la fragmentación de neumáticos ha ido engrosando la lista de trabajos dentro de este marco. Por otro lado, el elevado coste de la mano de obra especializada, así como la mejora de los ritmos de producción hacen que cada vez sean más los elementos prefabricados que se utilizan en la construcción, si bien, su generalización no ha tenido igual éxito en los distintos sectores y países. Un ejemplo es España, donde el uso de prefabricados es masivo en la obra civil (vigas, muros, elementos urbanos, naves industriales, entre otros) y escaso en la edificación, donde se mantiene un concepto constructivo más tradicional.

Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Universidad Politécnica de Cataluña (Barcelona Technology) 2 Department of Civil Engineering Indian Institute of Technology Madras - SPAIN Email: antonio.aguado@upc.edu 1

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu En el presente artículo se presentan los trabajos relativos al diseño de un mortero ligero orientado a la prefabricación de módulos ligeros de cerramiento exterior compuestos por un sistema tipo sándwich. En el marco de una construcción sostenible se planteó la inclusión de materiales reciclados como componentes del mortero, en este contexto y previo estudio de distintas posibilidades, se consideró la utilización de caucho proveniente del reciclado de neumáticos como carga (árido). Las propiedades del hormigón y mortero con sustitución parcial o total del árido mineral, grueso o fino, por caucho proveniente de la fragmentación de neumáticos han sido estudiadas por diversos autores. Las principales características en este tipo de compuestos son la reducción de las resistencias, especialmente a compresión y que aumenta con el mayor volumen de caucho incorporado, el comportamiento más dúctil comparado con el hormigón o mortero convencional, la reducción de la densidad del compuesto y la resistencia a impacto [1-5]. Eldin et al. [1] atribuye la reducción en la resistencia a dos causas: por un lado a la menor cantidad de material sólido capaz de soportar carga, considerando huecos las zonas ocupadas por las partículas de caucho dado su bajo módulo de elasticidad; y a las mayores concentraciones de tensiones que se producen en las zonas de contacto con la partícula de caucho, similar al comportamiento con presencia de grandes poros. La inclusión de caucho en el hormigón también se ha estudiado para mejorar la tenacidad [6], incorporándose en forma de fibras; el comportamiento frente a fuego [7], dónde la incorporación de un 3% en volumen de caucho en un hormigón de alta resistencia, que supone una reducción entorno al 10% de la resistencia a compresión, evita el fenómeno de spalling y disminuye la temperatura interna, que afecta a la resistencia residual del material; o la durabilidad si se incorpora en forma de cenizas tras un proceso de incineración, bien para producir calor como energía eléctrica [5]. Con respecto a la utilización del caucho, su uso en elementos arquitectónicos no estructurales, como es el caso de la aplicación del artículo, puede ser una potencial aplicación con gran posibilidad de éxito dadas las propiedades del material.

2. SOLUCIÓN CONSTRUCTIVA Y REQUISITOS DEL APLACADO La solución constructiva del módulo tipo sándwich adoptada consiste en un panel de aplacado de mortero ligero no estructural, autoportante, requiriéndole únicamente aspectos funcionales asociados a un cerramiento: acabado exterior (textura y posibilidad de coloración) y durabilidad. Las funciones estructurales estaban cubiertas por una perfilaría metálica ligera así como un aplacado tipo cartón-yeso que constituía el acabado interior. Con el objeto de mejorar las características térmicas del módulo de cerramiento, el interior se rellenaba con poliuretano expandido (figura 1).

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu Figura 1. Planta y alzado del panel utilizado

Dadas las dimensiones del aplacado, 2600x1080 mm2 aproximadamente, y con la intención de reducir al máximo su peso, se imponía la necesidad de ir a espesores reducidos de panel, estableciéndose un límite superior de 2-3 cm. El reducido espesor del panel, que implica mínimo recubrimiento, forzó la utilización de mallas de alambre galvanizado como sistema de armado del panel. En la figura 2 se muestra el armado adoptado constituido por una malla soldada de alambre galvanizado de 13x13 mm y 0,9 mm de diámetro de alambre.

Figura 2. Materiales utilizados en la fabricación del aplacado.

Con respecto a la unión del aplacado con la estructura metálica del panel se plantean dos opciones: la fabricación por separado y la posterior unión mediante tortillería; y la fabricación del aplacado solidario a la estructura mediante su armadura y quedando la estructura parcialmente embebida por el panel.

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu Para el diseño del mortero se realizó un estudio previo para determinar el tipo de árido ligero a utilizar, teniendo presente el pequeño espesor de la placa, y por tanto, necesidad de tamaños máximos reducidos de las cargas, así como densidades bajas de los posibles materiales. En este sentido se contempló el uso áridos de distinta naturaleza y procedencia; granulado obtenido a partir de la peladura de neumático integral, arcillas expandidas, vermiculita exfoliada, granulado obtenido del reciclaje de plásticos, poliestireno expandido y perlita mineral expandida. En el proceso de selección se han considerado aspectos relativos a la economía del panel, es decir, la incidencia en el coste del material, las propiedades del material (forma y tamaño, densidad, etc.) y las propiedades del mortero (desgaste, resistencia, características de la mezcla en estado fresco, etc.). De las distintas alternativas, finalmente se consideró la opción de fabricar el mortero a partir de la granza de caucho proveniente de la fragmentación y peladura de neumático, la utilización de un residuo aportaba al material un valor añadido de carácter medioambiental.

3. DISEÑO DEL MORTERO 3.1. Materiales Para la fabricación de los morteros se ha utilizado cemento tipo I 52,5 R, con el objeto de favorecer la rapidez del proceso de fabricación; dos fracciones de granza de caucho (figura 2), una gruesa, denominada M-8, con tamaños comprendidos entre 1-3 mm, y otra fina, M-25 con tamaños entre 0,3-1 mm; filler calizo para incrementar el volumen de pasta, dada la granulometría abierta del caucho, y evitar elevadas cantidades de cemento; agua de la red de abastecimiento de Barcelona; un aditivo superplastificante a partir de naftaleno sulfonado; y un aditivo reductor de retracción previniendo una alta retracción como consecuencia de la utilización de caucho como árido. En la tabla 1 se incluyen las características de los aditivos utilizados. Tabla 1. Características de los aditivos

Composición Peso específico Residuo seco Efecto secundario Dosificación

Superplastificante (sp)

Reductor de retracción (ARR)

A partir de naftaleno sulfonado 1,175 gr/cm3 35 % Posible retraso del fraguado. 0,5-2,0 % en peso de cemento

A partir de glicoles 0,93 gr/cm3 No disponible Ligera reducción de la resistencia 1-2,5 % en peso de comento

3.2. Dosificación La dosificación del mortero se ha realizado siguiendo la metodología planteada por Carbonari et. al. [8] para el diseño de hormigones de altas prestaciones. El procedimiento se basa en la diferenciación de las fases: árido y pasta, optimizándose por separado.

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu Con respecto al árido, se busca aquella combinación que proporcione la máxima compacidad, y por tanto el menor volumen de huecos. En el gráfico de la figura 3 se han representado las densidades aparentes obtenidas en las distintas combinaciones M-8/M-25, siendo la combinación M-8/M-25=3 con la que se obtiene menor volumen de huecos, que se sitúa, teniendo en cuenta que la densidad del caucho de 1,1 gr/cm3, entorno al 50%. En la figura 4 se muestran las granulometrías de cada fracción y de la composición optimizada. Figura 3. Optimización de la relación M-8/M-25

densidad aparente (gr/cm3)

0,53 0,52 0,51 0,50 0,49 0,48 0,47 0

1 2 3 M-8/M-25 en peso

4

5

Figura 4. Granulometría del granulado de caucho

% en peso que pasa

100 80

M-8 M-25

60

M-8-25 (M-3/M-25=3) 40 20 0 4,76

2,38

1,19 0,59 0,297 abertura tamiz mm

0,149

0,075

En la optimización de la pasta, y dado el elevado volumen requerido, entorno a un 50%, se incluyó filler (con tamaño inferior a 0,2 mm) para aumentar el volumen de pasta limitando la cantidad máxima de cemento a 400 kg/m3. La relación a/c efectiva se fijó en 0,45 incorporando la cantidad obtenida en el ensayo de consistencia normal (UNE-EN 196-3 [9]) para el filler f. Esta cantidad se corregía con el agua aportada por los aditivos

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu superplastificante aSp y por el reductor de retracción R, utilizándose en ésta última la dosis recomendada por el fabricante de l5 % de aditivo en peso de cemento:

aTotal = 0,45 c + 0,22 f - aSp - 0,015 c La dosificación del aditivo superplastificante (asp) se ha determinado a partir del ensayo de Cono de Marsh [10]. En el ensayo de se introducen 1000 de pasta en un embudo determinándose el tiempo (T) que tarda en fluir 500 ml por la boquilla de 8 mm de apertura. Las pastas con las relaciones agua/cemento (a/c) y filler/cemento (f/c) prescritas se ensayan para diferentes dosificaciones de sp/c. Obteniendo un gráfico logaritmo del tiempo de flujo (log T) versus contenido de aditivo (sp/c). El punto de saturación, es decir, aquel a partir del cual no se mejora el tiempo de flujo significativamente, puede definirse como aquel que forma en la curva un ángulo interno de 140±10. En este caso se encontró un valor óptimo de 0,5 % de residuo seco de aditivo sobre peso de cemento. Con estas consideraciones la dosificación final es: 397 kg/m3 de cemento, 329 kg/m3 de filler, 373 kg/m3 de caucho M-8, 124 kg/m3 de caucho M-25, 248 lit/m3 de agua, 5,7 kg/m3 de superplastificante y 6 kg/m3 de reductor de retracción. 3.3. Caracterización del mortero de caucho Para la caracterización del material se han fabricado series de tres probetas 4x4x16 siguiendo el procedimiento dado en la norma EN 1015-11 [11] para la determinación de las resistencias a flexión y compresi��n a edades de 1-3-7-28-56-90-120-150 días, retracción y densidad (EN 1015-10 [12]). También se fabricaron probetas cilíndricas Ø15x30 cm para la determinación del módulo de elasticidad longitudinal según (UNE 83.316 [13]). También se caracterizó el mortero en estado fresco determinándose su consistencia (EN 1015-3 [14]) y su densidad (EN 1015-6 [15]). La compactación aplicada en la fabricación de las probetas ha sido mediante vibración, con el fin de reproducir un proceso de prefabricación, y todas las probetas se han mantenido en cámara húmeda a 20±2 ºC de temperatura y 98±2% de humedad hasta la fecha de ensayo. cm3

La fabricación del mortero se realizó siguiendo la siguiente secuencia de amasado: homogeneización en seco del granulado de caucho, filler y cemento durante 30 segundos; incorporación del agua con el aditivo reductor de retracción y amasado durante dos minutos; finalmente se añade el aditivo superplastificante con un corto amasado de medio minuto más. La trabajabilidad se ha evaluado en el instante inicial así como la pérdida de consistencia con el tiempo. En la figura 5 se muestra el escurrimiento obtenido expresado como el diámetro medio que alcanza el mortero en la mesa de sacudidas. La consistencia inicial, con un diámetro de escurrimiento del orden de 144 mm, se mantiene durante aproximadamente 15 minutos, entre los 15 y 30 minutos se produce una importante pérdida de consistencia bajando el escurrimiento a 130 mm, a partir de este instante la pérdida de trabajabilidad es gradual, con valores a la hora de la fabricación de 125 mm de escurrimiento.

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu Considerando una aplicación industrial, tanto la trabajabilidad inicial como el tiempo en el que se mantiene son adecuados. Figura 5. Consistencia del mortero fresco con el tiempo 150

escurrimiento (mm)

145 140 135 130 125 120 0:00:00

0:15:00

0:30:00

0:45:00

1:00:00

tiempo (hh:mm:ss)

La densidad del mortero fresco y endurecido se sitúa sobre los 1430 kg/m3, que supone una reducción en peso de un 35 % aproximadamente respecto a un mortero convencional (con árido mineral). La evolución de la resistencia a flexión y compresión se muestra en el gráfico de la figura 6. Podemos apreciar que a partir de los 28 días las resistencia a compresión y flexión se estabilizan entorno a los 4 MPa y 2 MPa respectivamente, valores muy bajos respecto a los esperados con un mortero convencional, especialmente el de compresión, si bien razonable al haberse sustituido totalmente el árido natural grueso e introducir grandes cantidades de finos no activos. Figura 6. Evolución de las resistencias del mortero de caucho 6,0

resistencia MPa

5,0 4,0 compresión

3,0

flexión

2,0 1,0 0,0 0

20

40

60

80

100

120

140

160

edad (días)

No obstante, debe tenerse presente el tipo de aplicación al que el mortero está orientado, paneles no estructurales, por lo que las resistencias exigidas no son determinantes. RICS Vol.1 – No. 1

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu Asimismo, el módulo de elasticidad en compresión obtenido se sitúa alrededor de los 5650 MPa. Los valores de resistencia y de módulo obtenidos están en consonancia con la literatura consultada. No obstante, debe tenerse presente el tipo de aplicación al que el mortero está orientado, paneles no estructurales, por lo que las resistencias exigidas no son determinantes. Asimismo, el módulo de elasticidad en compresión obtenido se sitúa alrededor de los 5650 MPa. Los valores de resistencia y de módulo obtenidos están en consonancia con la literatura consultada. En la figura 7 se muestra la evolución de la retracción por secado sobre probeta conservada a 20±2 ºC de temperatura y 50±2% de humedad relativa tras un curado en cámara húmeda hasta los 28 días de edad. Asimismo, para poder evaluar el efecto del aditivo reductor de retracción (ARR) se ha incluido la evolución para el mismo mortero sin aditivo. La evolución de la pérdida de peso se muestra en la figura 8. Figura 7. Retracción del mortero de caucho 5

retracción (mm/m)

4 3

con ARR

2 sin ARR 1 0 0

20

40

60

80

100

120

140

tiempo (días)

Figura 8. Pérdida de peso del mortero de caucho 10

% pérdida de peso

8 6 con ARR 4 sin ARR 2 0 0

20

40

60

80

100

120

140

tiempo (días)

La primera apreciación que podemos realizar es el claro efecto del ARR, reduciendo en un 50% la deformación por retracción debida a secado, incluso con una mayor pérdida de RICS Vol.1 – No. 1

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu agua, como puede observarse en el gráfico de la pérdida de peso. No obstante, a pesar del beneficioso efecto del ARR, la retracción se estabiliza sobre los 2 mm/m, valores muy altos comparados con un mortero convencional, en el que la retracción puede situarse sobre 0,4 mm/m. Estos elevados valores obtenidos eran de esperar dada la nula presencia de árido mineral y el elevado porcentaje de pasta en la mezcla. Estos valores de retracción pueden presentarse críticos en el caso de fabricación del aplacado solidario a la estructura metálica del panel debido a las restricciones de movimiento que ello supone.

4. FABRICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PANELES DE MORTERO DE CAUCHO Una vez finalizada la fase de diseño y caracterización del mortero de caucho, se ha evaluado su aplicación en la fabricación del aplacado, para ello se ha estudiado, a parte de las propiedades del panel, aspectos relativos a su fabricación, calidad de acabado o tipología del aplacado. Asimismo, dada la incorporación de la malla metálica i la morfología del panel, caracterizada por su bajo espesor, se ha determinado la retracción medida sobre panel.

4.1. Tipología del panel Conocido el material a partir del cual se iba a fabricar el panel, el siguiente paso a realizar es la definición del mismo, evaluando los aspectos relativos a su diseño. Como primera aproximación se consideraron dos configuraciones, una primera en la que el panel constituye un aplacado unido al módulo de cerramiento mediante tortillería, y una segunda con fabricación solidaria a la estructura metálica del módulo, siendo ésta el elemento de unión al ser embebida parcialmente en el panel. El siguiente aspecto a definir es el espesor de panel, para ello y dada la densidad aparente del mortero endurecido, de 1,43 gr/cm3, se iniciaron las pruebas de fabricación con espesores útiles, es decir, sin considerar el sobre-espesor necesario que incluye un relieve de acabado, de 15 y 20 mm según las dos configuraciones. Estos espesores implican un peso de 60 y 80 kg aproximadamente con dimensiones del panel de 2600x1080 mm2. Debido a las dimensiones del panel, para su fabricación se diseñó una mesa vibratoria de dimensiones suficientes para poder ubicar el molde. La mesa (figura 9), de dimensiones 3000x1250 mm2, alberga dos vibradores eléctricos a 3000 r.p.m. con una fuerza centrifuga total máxima de 1100 kg e incluye un elemento de control de la frecuencia de vibración.

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu Figura 9. Mesa vibratoria

La fabricación de los paneles se ha realizado según la dosificación diseñada, incluyendo el aditivo reductor de retracción, la secuencia de amasado utilizada en la caracterización del material, y con un acabado liso del panel. En la figura 10 se muestran distintos instantes de la fabricación del panel solidario al módulo, como puede observarse con una ligera distribución de la masa y posteriormente con la vibración se consigue la total distribución de la mezcla, siendo necesario un ligero regleado final de regularización. Figura 10. Distintas fases de la fabricación del panel solidario al módulo de cerramiento

Durante la fabricación se han observado distintos aspectos relativos a la colocación y compactación del mortero de caucho. Con respecto al nivel de vibración, frecuencias altas implican segregación superficial del caucho, aspecto lógico si tenemos presente su baja densidad. Este efecto se reduce con la disminución de la frecuencia, pudiéndose establecer un valor óptimo sobre los 25 Hz. Como puede verse en la figura 11, donde se muestran testigos

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu extraídos de los paneles, con el nivel de frecuencia utilizado no se detecta segregación, con una buena distribución del caucho en todo el espesor, así como falta de compactación. Figura 11. Testigos extraídos de los paneles de 15 mm (izq.) y 20 mm (der.)

Con respecto a las dos configuraciones de panel, se ha visto, como era de esperar, la fabricación del panel solidario al módulo plantea mayor dificultad, aspecto que se visualiza claramente en las esquinas, donde, dado el pequeño espesor del panel, el acceso del mortero se dificulta con al estructura metálica parcialmente embebida. No obstante, en ambos casos y espesores, el acabado final, como puede verse en las figuras 12 y 13, es de gran calidad. Figura 12. Módulo con panel solidario de mortero de caucho

Figura 13. Panel de aplacado de mortero de caucho

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu 4.2. Retracción La retracción del mortero de caucho se ha evaluado mediante probeta prismática, dando valores medios en torno a 2 mm/m, no obstante, dada la singularidad de la aplicación, se ha verificado la deformación por retracción real en el aplacado. Para ello se han fabricado paneles 50x50 cm2 y espesor mínimo de 15 mm, más crítico que espesores mayores, armados con la malla de alambre 13x13x0,9 mm. En el centro del panel se han ubicado cuatro puntos de medida formando un cuadrado de 15x15 cm2 con cuatro distancias de medida L1, L2, T1 y T2. De forma análoga a las probetas, los paneles se han curado durante 28 días manteniéndolos después en ambiente de 20±2 ºC de temperatura y 50±2% de humedad relativa. En las figuras 14 y 15 se incluye la evolución de la deformación media por retracción del panel y del material, así como su pérdida de peso. La retracción en panel, que se estabiliza sobre 1 mm/m, se reduce en un 50% respecto a la del material, con lo que puede evaluarse de forma positiva la aportación de la malla frente a retracción. Figura 14. Evolución de la retracción en panel y probeta

retracción (mm/m)

3

2 probeta

1

panel

0 0

20

40

60

80

100

120

140

tiempo (días)

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu Figura 15. Pérdida de peso en panel y probeta 10

% pérdida de peso

8 6 probeta 4 panel 2 0 0

20

40

60

80

100

120

140

tiempo (días)

4.3. Acabado Para evaluar la calidad de acabado del mortero se han fabricado paneles de tamaño reducido (50x50 cm2) con cuatro tipologías distintas de acabado: piedra, ladrillo, estriado y travertino. Estos acabados se han materializado mediante planchas flexibles incorporadas a los moldes con las contrahuellas que simulan el relieve. El espesor de los relieves de acabado oscila entre los 3 mm del ladrillo o travertino y los 10 mm de la piedra o el estriado. En la figura 16 puede observarse la buena definición del relieve en el contorno del dibujo y formación de esquinas, derivado de una correcta fluidez del mortero que ha permitido un buen relleno del molde y compactación del material, reduciéndose significativamente, prácticamente eliminando, la formación de coqueras. Un aspecto interesante, desde el punto de vista industrial, es el poco o prácticamente nulo desgaste de la plancha, facilitado por la menor agresión que supone utilizar un mortero de estas características, es decir, sin la presencia de árido mineral.

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu Figura 16. Acabados de piedra (sup. izq.), ladrillo (sup. der.), estriado (inf. Izq.) y travertino (inf. der.)

4.4. Ensayo del módulo de cerramiento Se han definido tres configuraciones de ensayo para la verificación estructural del módulo de cerramiento completo, las cuales corresponden a una solicitación a compresión longitudinal del módulo y dos a flexión, longitudinal y transversal. En este sentido, de las dos tipologías de panel planteadas inicialmente se ha optado por el formato de aplacado, en contra de la fabricación solidaria con la estructura del módulo que ha mostrado mayores dificultades constructivas, con espesor de 15 mm. En la figura 17 se detalla la configuración del ensayo a compresión del módulo, como puede observarse, se disponía un sistema de carga tipo sándwich, con control de ensayo por carga, registrándose la carga total mediante células de carga, correspondiente a la suma de la carga de los dos gatos, y el acortamiento del módulo medio a través de dos dispositivos de posición que median el alargamiento del pistón de los gatos. Dada la rigidez muy superior del sistema de carga con respecto al módulo de cerramiento, la totalidad del alargamiento del pistón podía asociarse al acortamiento del elemento de ensayo.

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu Figura 17. Configuración del ensayo a compresión del módulo

En la tabla 2 se muestran los valores medios de carga máxima y rigidez de la pieza, obtenidos en los dos ensayos realizados sobre módulo con panel de mortero de caucho, así como los valores de referencia correspondientes a la utilización de un aplacado compuesto por una mezcla de cemento y partículas de madera. Puede observarse que el nivel de carga máximo del conjunto no varía con el cambio de aplacado. Tabla 2. Resultados del ensayo a compresión

Carga kN Rigidez Ton/mm

Gato 1 Gato 2 Total Media Módulo Media

Módulo 1 32,33 32,39 64,72

Módulo 2 35,65 35,40 71,05 67,89

1,0281(1)

1,0301 1,029

Referencia 36,60 36,73 73,33 73,33 No se dispone

En la gráfica de la figura 18 se muestra el comportamiento deformacional del módulo, puede observarse que el fallo del módulo se produce por agotamiento local (figura 19) con una componente elástica lineal prácticamente hasta carga máxima, correspondiente a un acortamiento en torno a los 6 mm, a partir de este instante la capacidad de carga disminuye pero manteniendo cierta tenacidad. En la parte final de la curva puede observarse la recuperación de la deformación lineal del módulo en la descarga. Asimismo, los registros de los dos células de carga mostraron un comportamiento prácticamente simétrico del panel.

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu Figura 18. Carga-acortamiento a compresión Figura 19. Modo de agotamiento del módulo

. 80 70

carga kN

60 50 40 30 20

módulo 1

10

módulo 2

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2

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acortamiento mm

En el ensayo a flexión únicamente se pretendía verificar la integridad del módulo frente a cargas horizontales, acción del viento, para ello se aplicó una carga uniformemente repartida, mediante bloques de hormigón con un peso aproximado de 19-20 kg cada uno, de 192 kg/m2, nivel de carga que corresponde a una carga de viento de 144 km/h según NBE AE88 [16] y considerando un coeficiente de seguridad de 1,6, que considerando la superficie del módulo sobre los 2,8 m2 implica una carga total de 540 kg. La verificación se ha realizado con el módulo biapoyado en su lado largo (flexión longitudinal) y corto (transversal) con luces de 250 cm y 98 cm respectivamente. En ambos casos, como puede verse en la figura 20, no se detectaron fisuras en el panel de aplacado y con nula apreciación de flecha del módulo. Figura 20. Ensayo a flexión longitudinal (izq.) y transversal (der).

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu 5. CONCLUSIONES De los trabajos realizados en el conjunto del proyecto de investigación podemos destacar algunas conclusiones: -

Se ha utilizado con éxito la aplicación de un mortero con sustitución total del árido mineral por caucho obtenido a partir de la fragmentación de neumático en la fabricación de paneles para aplacado exterior de pequeño espesor.

-

El diseño de la mezcla se ha realizado utilizando una metodología de dosificación para hormigón de alta resistencia sin presentar ninguna dificultad por el cambio de tipo de árido.

-

La caracterización del mortero de caucho confirman los resultados presentados en la literatura técnica consultada.

-

Se ha evaluado la retracción del mortero con la sustitución total del árido mineral por caucho, obteniéndose valores muy por encima de los de un hormigón convencional, aspecto que debe tenerse en cuenta en aplicaciones de grandes elementos o que impliquen alguna restricción del su libertad de movimiento.

6. REFERENCIAS [1] N. N. Eldin. and A.B. Senouci. Rubber-tire particles as concrete aggregate. Journal of Materials in Civil Engineering Vol. 5 No. 4 (1993), pp 478-496. [2] N. I. Fattuhi and L.A. Clark. Cement-based materials containing shredded scrap truck tyre rubber. Construction and Building Materials Vol. 10 No. 4 (1996), pp 229-236. [3] I. Bekir Topçu and N. Avcular. Analysis of rubberized concrete as composite material. Cement and Concrete Research Vol. 27 No. 8 (1997), pp 1135-1139. [4] N. Segre and I. Joekes. Use of tire rubber particles as addition to cement paste. Cement and Concrete Research 30 (2000), pp 1421-1425. [5] N. M.Al-Akhras and M. M. Smadi. Properties of tire rubber ash mortar. TRB 2003 Annual Meeting CD-ROM. [6] G. Li, G. Garrick, J. Eggers, C. Abadie, M. A. Stubblefield and S. Pang. Waste tire fiber modified concrete. Composites: Part B engineering 35 (2004), pp 305-312. [7] F. Hernández-Olivares and G. Barluenga. Fire performance of recycled rubber-filled highstrength concrete. Cement and Concrete Research 34 (2004), pp 109-117. [8] B. T. Carbonari, L.Agulló and R.Gettu. Procedimiento para la optimización de hormigones de altas prestaciones. Hormigón y Acero 208 (1998), pp 19-30. [9] AENOR. UNE-EN 196-3 Métodos de ensayo de cementos. Parte 3: Determinación del tiempo de fraguado y de la estabilidad de volumen, 1996.

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Luis Agulló, Tomás García, Antonio Aguado & Ravindra Gettu [10] L. Agulló, B. Toralles-Carbonari, R. Gettu and A. Aguado. Fluidity of cement pastes with mineral admixtures and superplasticizers – A study based on the Marsh cone test. Materials and Structures 32 (1999), pp. 479-485. [11] AENOR. UNE-EN 1015-11,2000. Métodos de ensayo de los morteros para albañilería. Parte 11: Determinación de la resistencia a flexión y a compresión del mortero endurecido [12] AENOR. UNE-EN 1015-10,2000. Métodos de ensayo de los morteros para albañilería. Parte 10: Determinación de la densidad aparente en seco del mortero endurecido [13] AENOR. UNE 83316, 1996. Ensayos de hormigón. Determinación del módulo de elasticidad en compresión. [14] AENOR. UNE-EN 1015-3, 2000. Métodos de ensayo para morteros de albañilería. Parte 3: Determinación de la consistencia del mortero fresco (por la mesa de sacudidas). [15] AENOR. EN 1015-6, 1999. Métodos de ensayo de los morteros para albañilería. Parte 6: Determinación de la densidad aparente del mortero fresco.. [16] Ministerio de Fomento, 1988. NBE AE-88. Normas básicas en la edificación. Acciones en la edificación.

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Turismo urbano. Modalidades, experiencias y contexto Bogotá – Colombia Yelinca Saldeño Madero1 & Edgar Antonio Vargas Castro2 Recibido: 14 de noviembre de 2011 Aceptado: 20 de enero de 2012

Resumen: El turismo urbano es uno de los más relevantes en el ámbito turístico del mundo e impacta con múltiples beneficios económicos y sociales a una ciudad o región. En muchos casos, representa uno de los indicadores primordiales en el desarrollo de un país, por lo que debe haber una revisión exhaustiva sobre su importancia y cómo debe ser tomado realmente en cuenta para potenciarlo en aquellos lugares donde no es aún un tema esencial. Estas expectativas y necesidades cambiantes de la sociedad, requieren de respuestas oportunas por parte del ingeniero civil. El artículo pretende recalcar el valor del turismo urbano tomando como ejemplo el contexto de la ciudad de Bogotá – Colombia. Palabras clave: Turismo urbano, ciudad, territorio, planificación

1. TURISMO URBANO El turismo urbano, es aquel que se realiza en una ciudad, no necesariamente capital, y que implica todas aquellas actividades que puedan llevarse a cabo en ella. Existen múltiples motivaciones para visitar una ciudad, y éstas pueden variar a medida que pasa el tiempo y van surgiendo cambios a nivel económico, tecnológico, cultural, social, etc. Surgen diferentes incentivos de visitar ciudades, en muchos casos capitales, es precisamente conocer el centro neurálgico de las actividades de un país, así ésta no sea necesariamente la ciudad más atractiva del mismo, en otros, los museos, los grandes eventos, los monumentos, las ruinas antiguas que aún puedan permanecer y que han dado paso al desarrollo de una ciudad moderna, la historia, las expresiones artísticas, son muchas de las motivaciones a nivel cultural que atraen al visitante de una ciudad. Estas actividades las realizan personas con un nivel cultural medio – alto, que no amerita grandes inversiones de dinero, debido a que en muchas ciudades del mundo, las políticas para promover el sistema cultural, radican en la gratuidad de sus eventos. La cultura en el desarrollo del turismo es un factor preponderante, enaltece la ciudad y le aporta herramientas suficientes como para atraer a gran número de personas tanto Docente del programa de Ingeniería Civil de la Corporación Universitaria de la Costa - CUC. Email: ysaldeno1@cuc.edu.co - COLOMBIA 1

Docente del programa de Ingeniería Civil de la Universidad Piloto de Colombia. Correo electrónico: edgar-vargas@unipiloto.edu.co - COLOMBIA 2

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Yelinca Saldeño Madero & Edgar Antonio Vargas Castro nacionales como extranjeras. Ciudad, cultura y desarrollo van entrelazados. “La ciudad estimula el turismo cultural, formador de capital social de diversas maneras, ya sea al restaurar sus símbolos e hitos patrimoniales o crear espacios con tradición histórica. También si promueve la formación y preservación de museos y establece políticas de urbanismo con contenido cultural, todo con el propósito de fomentar el turismo popular, a fin de elevar el nivel de vida de la gente [1]. Otra de las motivaciones para visitar una ciudad puede ser los avances a nivel de infraestructura, la estructura física urbana, determinados espacios arquitectónicos y de referencia importante a nivel de diseño, la evolución del espacio compartido (áreas verdes con zonas edificadas), los sistemas de transporte, etc. Es un tipo de turismo muy específico, por lo general es realizado por personas que profesionalmente o por un determinado interés, consideran importante este tipo de desarrollos. Además, se encuentra el turismo que llega a la ciudad por negocios, conferencias, eventos internacionales, ferias, congresos, eventos de alto rendimiento deportivo, etc. Este turismo es más a nivel profesional, pero también implica una relación del visitante con la ciudad, ya que en las horas “libres” seguramente acudirá a los atractivos que ésta ofrece y que además de sus obligaciones, justifican su visita al lugar. Este tipo de turismo lo realizan personas con un poder adquisitivo medio – alto, con intereses muy concretos que se limitan a las visitas de poco tiempo, lo que básicamente le permiten sus obligaciones reales por las cuales se encuentra en el lugar. Paralelamente, una ciudad ofrece diferentes atractivos como, parques temáticos, tiendas3, discotecas, restaurantes, cultura gastronómica y vinícola, práctica de un deporte en específico, etc. Este tipo de visita turística de recreación integral es más fácil que se concentre en una ciudad de mayor desarrollo, capital o principal, que sea llamativa precisamente porque concentra todos los eventos en un mismo lugar. Una persona que habite en una ciudad pequeña o con menos recursos, probablemente no tendrá acceso a todos atractivos en conjunto. Un caso particular de turismo que se está llevando a cabo en diversas ciudades del mundo, es aquel que se ofrece como visitas turísticas por cementerios. Lo llamativo de esta visita radica en conocer el lugar donde reposan los restos de alguien famoso, o simplemente apreciar los panteones con grandes obras arquitectónicas y monumentos. Este tipo de paseos se realiza con acompañamiento guiado de un especialista en literatura urbana, que realza la importancia del patrimonio histórico, arquitectónico y artístico que representan estos recintos. Entre las ciudades importantes del mundo que cuentan con este tipo de turismo se

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En el caso del turismo de tiendas y compras, Barcelona es la ciudad de España más cosmopolita en este sentido, abarca grandes cadenas de tiendas que ofrecen un abanico de posibilidades para aquellas personas interesadas en adquirir prendas de su interés. Barcelona tiene el Bus Shopping Line el cual ofrece un recorrido por sitios estratégicos de la ciudad y así poder, por medio de la adquisición previa de la tarjeta TShopping, realizar compras con total comodidad. Lo que permite subir y bajar del autobús tantas veces como quieras durante el día. Como complemento de este servicio está el personal shopper, que es un experto en compras que ayudará al visitante a encontrar tiendas especiales, desde moda hasta arte, entre otros; dará ideas actuales y atractivas, ayudará en el uso de la lengua local y será una buena alternativa para sacar el máximo el menor tiempo posible.

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Yelinca Saldeño Madero & Edgar Antonio Vargas Castro encuentran, Paris, Barcelona, Lima, Buenos Aires, Santiago de Chile, Guayaquil, Nueva York, Edimburgo, entre otras. Otros tipo de turismo que ha ido tomando fuerza es el turismo médico, el cual se caracteriza por la visita a una ciudad, debido a sus avances a nivel científico, médico y tecnológico, con posibilidades de que el servicio tenga un menor costo y que además permita conocer un nuevo lugar. Otra modalidad de turismo y que se está llevando a cabo en ciudades importantes de américa latina, es aquel turismo que se realiza en los sectores de condición humilde. En Venezuela es un proyecto que se tiene pensado llevar a cabo, en los nuevos planes de turismo de la ciudad; en Brasil desde comienzo de los 90 es un proyecto que ya está en marcha. El turismo consiste en realizar paseos por zonas marginales, donde se muestran las condiciones en que viven las personas, las actividades culturales que realizan, las formas de construcción de sus viviendas, los sistemas de transporte, etc. Para un ciudadano que habite en ese tipo de países, puede parecer un tanto extraño visitar zonas que se encuentren en extrema pobreza y que forman parte de un problema social y político por el cual han venido atravesando grandes crisis en el país. Para un extranjero, que posiblemente viva en un país desarrollado, con la mayoría de las necesidades cubiertas, y más en este sentido, sea un motivo de visita, de curiosidad. Tal como lo indica Dennis Judd “Las áreas de las ciudades que invitan a los turistas a deambular pueden no ser lugares normalmente habitados por turistas; pueden ser áreas “tensas” – barrios fronterizos o zonas donde pueden vivir y trabajar personas ubicadas en los márgenes de la sociedad urbana: minorías étnicas, no -blancos, inmigrantes, pobres. Tales áreas pueden ser atractivas precisamente porque no han sido construidas ni dispuestas para los turistas [2]. Una simple plaza de mercado puede lograr atrapar el interés de turistas que van en búsqueda de esa mezcla entre arquitectura y ruta gastronómica. Las grandes ferias de mercados o los sitios en sí mismo, en muchas ciudades son atractivos importantes. El mercado de la Boquería en Barcelona ha tenido un desarrollo importante desde el año 1217 aproximadamente hasta la actualidad, se ha dado mucha importancia a su evolución, tomando en cuenta la importancia del mercado como atractivo en todas las reformas urbanas de la zona y cuidando con detalle el nivel sanitario, estético, y decorativo.4 La Boquería no sólo ofrece un orden interesante de sus puestos de mercado, sino que ofrece un museo de alimentos al aire libre, con diversidad de colores, aromas, texturas, con posibilidad de hacer recorrido por rutas gastronómicas típicas de la región y hasta adentrarse en cursillos de cocina de mercado. Así mismo, el mercado de Santa Caterina en Barcelona, se concibe a raíz de un estudio profundo de la zona (Ciutat Vella), del aporte que pueda generar la reestructuración del mercado y del atractivo arquitectónico que repotencie el lugar, sirviendo de emblema importante para ser visitado. Ir a Santa Caterina no se resume en ir a comprar un producto; visitar el mercado puede ser una de las experiencias gastronómicas más maravillosas, comer 4

Mercado La Boquería. Barcelona – España. Marzo/12, 2011: http://www.boqueria.info/index.php

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Yelinca Saldeño Madero & Edgar Antonio Vargas Castro dentro del mercado en un restaurant que simula una bodega de mercado, pero moderna, finamente diseñada y acogedora, sumada al diseño arquitectónico de su fachada principal, la quinta fachada, que es una especie de cubierta ondulada de múltiples colores que se puede visualizar desde el frente, pero que fue pensada para verse desde arriba. La larga reforma arquitectónica de Santa Caterina 1997-2005, se inicia con la crítica al planteamiento existente y propone un modelo que permita adaptarse a la complejidad del lugar y los compromisos públicos adquiridos. El modelo del nuevo mercado, se ha realizado pensando en que no sea fácil distinguir entre rehabilitación y nueva construcción. Donde las plazas, el trazado continuo de ensanchamientos pasa por encima de la calle como único mecanismo urbano. Se reduce el número de puestos de venta, racionalizando los sistemas de accesos y servicios, aportando espacio público y densidad residencial. Ciudades Alemanas como Bonn, Heidelberg, Wiesbaden, ofrecen en sus plazas públicas, mercados y ofertas gastronómicas, así como eventos musicales y culturales que atraen a los visitantes locales y extranjeros. El simple hecho de estar allí y adentrarse en la rutina de mercado, la venta de antigüedades, en conjunto con el entorno, el espacio artístico, el espacio arquitectónico, hasta con sistemas de drenajes antiguos, hace muy significativa la visita a esos lugares. Como se puede observar hay tantos tipos de turismo, como motivos de viajes de los turistas. Cada tipo tiene diferentes exigencias de un destino, y tiene sus propias consecuencias. El impacto en las exigencias de los turistas, variara de acuerdo con los atributos del destino, a la forma física y a los recursos humanos, que allí se encuentren.5 Ningún destino hace un llamamiento a todos los turistas y cada uno puede desarrollar su propio segmento del mercado turístico [3]. El turismo urbano existe como diversas actividades, que pueden ser, estudios de otros aspectos del turismo o de los aspectos del medio ambiente urbano. El turismo urbano es suficientemente importante ya sea como un grupo particular de las actividades turísticas o en el papel que este tipo de turismo podría desempeñar en el contexto más amplio de las ciudades. Dentro de la literatura un tanto limitada en la actividad de los usuarios en las zonas urbanas, dos grandes perspectivas pueden ser identificadas. Una de ellas se refiere a los tipos de usuarios y la motivación del visitante, mientras que el otro, analiza el comportamiento de los visitantes en la ciudad [4]. Siendo el turismo urbano heterogéneo y de gran complejidad, todos las zonas urbanas de la ciudad, unas más que otras, terminan actuando como destinos turísticos, atrayendo a los visitantes nacionales e internacionales. En muchos casos el mismo habitante de la ciudad, sobre todo si es inmigrante, termina formando parte de ese movimiento turístico que se genera en el lugar que habita. Si la ciudad tiene un sistema turístico avanzado y al mismo tiempo ofrece programas y paquetes gratuitos sobre el conocimiento artístico, arquitectónico, histórico, etc. 5

http://www.barcelonaturisme.com/?go=gNTyP9CiptZPIC4AStFCF834mptYKOxVStvyIue/wAW6DdhyhKl

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Yelinca Saldeño Madero & Edgar Antonio Vargas Castro Es muy probable que ese habitante se convierta en un turista dentro de su propio entorno. “Cuando no están viajando, los residentes locales se involucran en actividades indistinguibles de lo que hacen los turistas: salir a comer, ir al mall, caminar por la costanera, asistir a un concierto. El surgimiento de una nueva cultura urbana orientada a la búsqueda estética ha reconstruido a las ciudades como lugares que proporcionan oportunidades para viajar desde la propia casa [2]. En la tipología de turismo urbano, cualquier evaluación de "que visita" y "la razón por la que visita" de las zonas urbanas requiere de la elaboración de una tipología de los turistas urbanos. Hay una serie de puntos importantes a considerar cuando se trata de evaluar por qué los visitantes buscan destinos turísticos urbanos, entre los cuales se resumen las siguientes: [4] - Las ciudades son lugares de elevada densidad de población, con el resultado de que existe una alta propensión a visitar familiares y amigos. - Las zonas urbanas son a menudo el centro de coordinación de la oferta turística y de los intercambiadores de transporte hacia otros destinos del mismo país o de países cercanos. - La concentración de las relaciones comerciales, financieras, industriales y de servicios al productor en las zonas urbanas, actúa como un centro de atención de la gente a visitar diferentes ciudades para fines relacionados con aspectos, laborales, profesionales, empresariales, deportivos, etc. - Las ciudades proporcionan una amplia gama de actividades culturales, artísticas y recreativas. Para contribuir a una mejor comprensión del turismo urbano, los comentarios sobre el camino a seguir para el desarrollo de este tipo de turismo son útiles, y en tal sentido se tiene que, el turismo urbano requiere el desarrollo de un conjunto coherente de teorías, conceptos, técnicas y métodos de análisis que permitan a los estudios comparables, contribuir a algunos objetivos en común, en la comprensión de cualquiera de la función especial de las ciudades en el turismo o el lugar de turismo de la forma y función de las ciudades. En la conceptualización de las diferentes formas en que se podría ver el turismo urbano, se identifica tres enfoques: [4] - Las instalaciones turísticas en las zonas urbanas, donde la clasificación e inventario de las instalaciones, ha llevado a la investigación sobre la distribución de los hoteles, restaurantes, atracciones, compras, vida nocturna, y otros servicios relacionados con el turismo. Estos métodos también han utilizado el enfoque tradicional de los modelos urbanos ecológicos para producir, descripciones de las modalidades de turismo urbano. Más recientemente, la instalación de enfoque se ha desarrollado con el uso del término "producto" como un particular paquete seleccionado junto con muchas de las discretas RICS Vol.1 – No. 1

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Yelinca Saldeño Madero & Edgar Antonio Vargas Castro instalaciones identificadas en el turismo, en la diversidad y la variedad de los recursos turísticos disponibles para los posibles visitantes. - La demanda de turismo urbano, donde la investigación ha sido en gran parte descriptiva en establecer la visita a los destinos turísticos urbanos y la razón por la que visita, los patrones y el comportamiento de las actividades turísticas, y las formas en que esos destinos son percibidos por visitantes. - Política de perspectivas sobre el turismo urbano, los planificadores y los generados por el sector privado, que no son de amplia difusión y de restricción a las organizaciones a las que generan los estudios o que tienen un interés particular en el sector del turismo. Hay ciudades en el mundo, por lo general en los países desarrollados, que se promueven como un producto y tienen muy bien visualizadas todas las estrategias para “venderse” como el mejor destino turístico a visitar. Tal como lo señala Miranda “la ciudad opera más allá de ser un ámbito de organización territorial para la producción de servicios públicos y se convierte en un producto en sí mismo. Producto que debe ser agenciado, promovido y distribuido en la lógica de mercado mediante el denominado marketing urbano [5]. Haciendo énfasis en este aspecto Judd [2], referencia el estudio de “modelo europeo”, en el cual se acentúa el “desarrollo armónico de la ciudad” más que la construcción de espacios turísticos segregados. Lo que indica que los planificadores y quienes diseñan políticas públicas sopesan los costos del turismo tomando en consideración “los desplazamientos de las actividades orientadas a los residentes, la gentrificación6 y las fricciones culturales7. La visión política que se necesita para este tipo de proyectos de ciudad armónica turística debe ser de largo alcance, en donde se aborden las necesidades locales y los proyectos de desarrollo económico que requiera la región. Para este tipo de proyectos se necesita de una visión política comprometida y no la toma de decisiones apresuradas con tal de palear el aparente desarrollo de forma inmediata pero ineficiente. “En las ciudades europeas, la herencia arquitectónica y cultural única de los núcleos urbanos ha sido entendida como la principal atracción para los visitantes; en consecuencia, el desarrollo turístico ha apuntado a realzar el carácter de cada ciudad [2]. Las dudas al respecto, teniendo en cuenta a Latinoamérica son, ¿cuándo se abordará, seria y formalmente, la planificación territorial tomando en cuenta la perspectiva del desarrollo turístico?, ¿cuándo se pensará en grande y se acoplarán las decisiones en materia de turismo, según las perspectivas de diferentes disciplinas, y que no se limite solamente a

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Fenómeno conocido desde los años 70. Del inglés gentry, burgués, aburguesamiento o elitización, aproximadamente; se refiere a la sustitución solapada del núcleo popular del barrio con todas sus lacras, subsanables con una administración municipal menos especulativa, por un vecindario de mayores recursos económicos. 7 Estudios realizados en las ciudades de Rótterdam, Ámsterdam, Lisboa y Birmingham

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Yelinca Saldeño Madero & Edgar Antonio Vargas Castro una decisión política o a una decisión apresurada por la necesidad de salir adelante en el aprovechamiento de un atractivo turístico natural?. En la medida en que los países en vías de desarrollo, adopten la concepción de que un desarrollo turístico es parte del trabajo del ingeniero, del arquitecto, del economista, del sociólogo, del geógrafo, etc. Las decisiones que se tomen al respecto tendrán un mayor consenso, serán más estudiadas y tendrán una mejor planificación y ejecución, pudiendo obtener resultados sorprendentes que impliquen un beneficio tácito en la economía y en el desarrollo general del país o de la región. “Con la combinación de distintas ciencias se puede ver como la industria del turismo se especializa cada vez más y va más allá del aspecto de atraer turistas, porque lo que pretende es ofrecer servicios dotados con una infraestructura que cumpla de manera satisfactoria con la demanda solicitada, por lo que el conocimiento del estado de las vías, la conectividad de distintos sistemas, la ruta más corta entre el sitio de destino y su origen, la búsqueda de hoteles, restaurantes y lugares de interés se convierten en una herramienta oportuna y de referencia para tomar decisiones y permitir una comunicación interactiva, actual y eficaz [6].

2. EL CASO DE BOGOTÁ: TURISMO Y TERRITORIO Bogotá cuenta con su plan de ordenamiento territorial, el cual fue adoptado mediante decreto 619 de 2000 luego de la expedición de la ley 388 de 1997. Su seguimiento y revisión ha permitido a la administración distrital revisar aspectos tales como la nueva estructura económica, social y espacial basada en la red de centralidades urbanas; las necesidades de conectividad y articulación urbano – regional y nacional; los resultados de la mesa de planificación regional entre otros, con el fin de ajustarlos a los cambios generados en la dinámica territorial urbana. Particularmente, los anteriores aspectos generan retos de turismo para Bogotá, entre ellos, disminuir las inestabilidades regionales, moderar el crecimiento de las ciudades, interrelacionar a Bogotá con los municipios e integrar y articular la ciudad con la dinámica de la red regional de acuerdo con los avances logrados en la Mesa Regional para promover el acoplamiento del nodo central con los municipios de Cundinamarca. Sin embargo, la red de centralidades urbanas, la conectividad urbano –regional, la articulación regional, nacional, internacional y virtual así como la situación fiscal, el plan maestro de espacio público y el plan maestro de movilidad, como condicionantes del plan de ordenamiento territorial, permiten establecer el papel que el turismo puede jugar dentro de las estructuras: funcional y de servicios, socio – económica – espacial y ecológica principal - regional. El turismo urbano dentro de la estructura funcional y de servicios incluye equipamientos de educación, salud, espacio público, y conectividad entre otros. Su beneficio es función de los beneficios competitivos de la ciudad. Con base en esta estructura y a partir del nodo central y sus centralidades se da una relación en doble vía en la relación Bogotá – municipios apuntando al desarrollo y productividad de la ciudad, en consecuencia se requiere integrar los sistemas generales o redes de apoyo para este desarrollo también teniendo en cuenta la conectividad que resulte de las posibilidades de contar con un sistema de transporte RICS Vol.1 – No. 1

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Yelinca Saldeño Madero & Edgar Antonio Vargas Castro intermodal, un plan de movilidad regional, planes de espacio público y planes de educación y salud que soporten esta estructura funcional y de servicios. El turismo dentro de la estructura socio – económica – espacial, las dinámicas productivas económicas y sociales alrededor de la integración del territorio urbano y rural del Distrito Capital generan posibilidades de vocación turística entorno a zonas como Guatavita, Melgar, Girardot, Zipaquira, Tabio, coincidiendo con algunas de las centralidades establecidas en el POT. En su estructura se soporta el comercio, la industria, los servicios y las cadenas de productores y compradores, con relación al nodo central Bogotá desarrolla las zonas turísticas de acuerdo con los conglomerados de oferta y desde la estructura Bogotá – municipios integra las rutas, corredores, circuitos y productos turísticos que se desarrollan desde el Instituto Distrital de Turismo, articulando el nodo central con los municipios de Cundinamarca. El turismo dentro de la estructura ecológica principal y regional, es de importancia para la sostenibilidad de la ciudad, dadas las condiciones ambientales y de integración del nodo central Bogotá con el uso lúdico, recreativo y turístico que incluye parques, cerros orientales, cuerpos de agua y alamedas, integrando desde luego las centralidades. En la unión nodo central Bogotá y Bogotá Municipios se puede referir el turismo sostenible aprovechando las áreas protegidas, las lagunas, lagos embalses, etc. El plan de ordenamiento establece cinco grandes unidades territoriales “caracterizadas geográfica y socioeconómicamente de acuerdo con el tipo de funciones y servicios que presta” (POT, 2003, pg.33). Según datos del POT el suelo rural de la ciudad está constituido por un 75% de su área total y juega un papel trascendental dentro de la oferta de servicios ambientales para la ciudad. Así mismo, desde el plan de ordenamiento territorial se identifica una zonificación turística con un enfoque espacial que considera de una parte el nodo central Bogotá y los municipios cercanos, la red regional de ciudades y las redes virtuales y de otra la oferta turística por localidades; la interrelación de municipios a través de circuitos, rutas y corredores, la integración turística con acuerdos con Villavicencio, Ibagué, Tunja, y, Bogotá internacional, turística, exportadora y atractiva. Siendo su conectividad entre el nodo central y los municipios, se hace necesario solucionar los problemas relacionados los sistemas de transporte, las consideraciones de derrumbes y problemas de lluvias, en algunas épocas del año. Es de destacar que la zona turística de melgar – Girardot adelanta la construcción de la doble calzada Bogotá – Girardot, así mismo se realizó la ampliación de la carretera Bogotá - Tunja dentro de las estrategias del Consejo Regional de Competitividad. De otra parte, el plan maestro de movilidad y el plan maestro de espacio público del POT, contribuyen significativamente en el valor territorial para uso turístico de la ciudad, al generar valores tanto estéticos, paisajísticos, y recreativos que aportan al mejoramiento de la calidad de vida de los ciudadanos como complemento vital para la puesta de la ciudad como destino turístico. En particular, se cuenta también con el documento técnico de soporte de modificación al Plan de Ordenamiento Territorial de Bogotá cuyo objetivo en el turismo es fortificar las Zonas RICS Vol.1 – No. 1

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Yelinca Saldeño Madero & Edgar Antonio Vargas Castro Turísticas consolidadas de la ciudad con el objeto de desarrollar su capacidad administrativa y operativa, creando un aumento de su rendimiento. Cómo: 

Mejorar las condiciones de conectividad, accesibilidad y señalización turística en los circuitos que articulan las Zonas Turísticas y los atractivos de importancia nacional e internacional en la región.

Desarrollar lineamientos (urbanos, de gestión, normativos) hacia los proyectos estratégicos, para generar capacidad de atracción y consolidación de Bogotá como Centro Turístico.

Centro Metropolitano para eventos : Innobo.

Ciudad Aeroportuaria.

Eje de innovación.

Metro de Bogotá.

PZC [7]

Modificar la normativa en áreas de conservación y renovación, previendo el desarrollo de las 20 Zonas Turísticas priorizadas, consolidadas y por consolidar como futuras áreas de proyectos urbanos [8].

En el caso de la ciudad de Bogotá, ésta posee una gran cantidad de atractivos turísticos, los cuales están clasificados en: Religiosos; Casas, Palacios y Edificios; Museos y colecciones; Parques y plazas; Sitios naturales; Centros culturales y bibliotecas, y Ferias, fiestas y eventos. Promocionando el turismo de la ciudad, también se ofrecen diferentes recorridos (diseñados por el IDT8), que permiten un acercamiento más directo a los atractivos de la ciudad. Entre los recorridos permanentes, se encuentran: la Ruta Amarilla y el Recorrido por el Centro Histórico; unos peatonales que se pueden realizar de forma individual o en grupo y recorridos temáticos, programados de acuerdo a las temporadas. Así mismo, la ciudad de Bogotá cuenta con un programa de actividades culturales, recreativas y deportivas, promocionadas por diferentes entes entre los cuales se encuentran el IDT y la Secretaría de cultura, recreación y deporte. De todas las ciudades del país, Bogotá se presenta como la abanderada en la recepción de turistas extranjeros al país (ver figura 1).

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Instituto Distrital de Turismo, es un establecimiento público, del orden distrital, adscrito a la Secretaría Distrital de Desarrollo Económico (SDDE), creado mediante el Acuerdo 275 del 27 de febrero de 2007, que tiene como objeto la ejecución de las políticas y planes y programas para la promoción del turismo y el posicionamiento del Distrito Capital como destino turístico sostenible.

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Yelinca Saldeño Madero & Edgar Antonio Vargas Castro Figura 1. Porcentaje de visita turística en las principales ciudades de Colombia.

De acuerdo con las cifras de 2010, 754.960 extranjeros ingresaron a la capital vía aérea, procedentes de Estados Unidos, Venezuela, Ecuador, Argentina y España, principalmente, lo que indica un incremento del 9% frente a las cifras del año anterior. Del total de turistas que ingresaron al país, Bogotá presenta una participación del 51,2% frente a ciudades como Cartagena y Medellín, las que presentan un 11,5% y 11,1% respectivamente. Y la confirmación de este atractivo es que los visitantes llegan a Bogotá atraídos por el turismo de negocios, eventos y convenciones, cultura y el turismo de salud. También se le puede atribuir a este porcentaje, el hecho de que el turismo por Bogotá sea de paso, y que en días posteriores se acuda a la ciudad que en principio sea el atractivo que produjo el viaje del turista. De todas formas, no cabe la menor duda que el turismo es un sector sumamente importante en la economía del país; de esta manera se posiciona como la tercera fuente de divisas después del petróleo y el carbón. Atendiendo las debilidades más importantes y comunes, no sólo en Bogotá, en Colombia sino en cualquier ciudad o país de Latinoamérica; el IDT ha implementado el Plan Integral de Seguridad Turística que busca mejorar la seguridad en las zonas turísticas de la ciudad sensibilizando a residentes, visitantes y prestadores de servicios turísticos y comunidades próximas a las zonas turísticas de la capital. Además, se han creado Puntos de Información Turística, red que ya cuenta con 16 ubicados en diferentes puntos de la ciudad. Otros proyectos importantes a llevar a cabo ha sido el Plan de Señalización Turística de las zonas viales y peatonales, entre las que se encuentra La Candelaria.9 En el mes de octubre del año 2010, se realizaron 15.311 consultas en la ciudad de Bogotá (ver figura 2). Las consultas se realizaron en su mayoría en los centros con mayor afluencia turística, como por ejemplo el centro histórico, el muelle internacional y el terminal.

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http://www.bogotaturismo.gov.co/noticias/bogot-primer-destino-receptor-de-turistas-extranjeros

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Yelinca Saldeño Madero & Edgar Antonio Vargas Castro Los motivos de consulta (ver figura 3) en su mayoría, requerían información sobre movilidad/ubicación, atractivos turísticos de la ciudad y sobre eventos y escenarios culturales. Figura 2. Centros donde se han realizado consultas turísticas en Bogotá.

Figura 3. Motivos de consultas turísticas en Bogotá.

En octubre, del total de personas atendidas en los puntos de Bogotá, el 71,1% fueron residentes de la ciudad de Bogotá y el 28,9% visitantes (ver figura 4), de los cuales el 28,6% eran nacionales y el 63,1% extranjeros (ver figura 5).

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Yelinca Saldeño Madero & Edgar Antonio Vargas Castro Figura 4. Tipos de consultantes en los centros turísticos de Bogotá.

Figura 5. Sitio de procedencia de los consultantes en los centros turísticos de Bogotá.

En la motivación del viaje, según los datos de octubre de 2010, en un 50,3% la razón fue vacaciones, seguido con un 19,3% por viajes de negocios (ver figura 6). Figura 6. Motivación del viaje de los turistas en Bogotá.

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Yelinca Saldeño Madero & Edgar Antonio Vargas Castro El turismo en Bogotá, de desarrolla acorde a las ofertas que brinda la ciudad, con múltiples atractivos según las zonas en las que se divide (ver figura 7), sin embargo (tal y como lo señala el Plan de competitividad turística de Bogotá 2015), hay que estar conscientes de las debilidades que se presentan y deben ser tomadas seriamente en cuenta para poder potenciar el turismo en la región. Figura 7. Total de atractivos por localidad en Bogotá (Año 2006)

Dentro del Plan maestro de espacio público se encuentran, muchas metas importantes. El tema del espacio público sigue siendo prioritario para entrelazar todos aquellos atractivos y consolidar como apropiado, todo el sistema de ciudad. La idea es brindar un espacio atractivo homogéneo, que ofrezca calidad de vida a los habitantes y a los turistas, y no atractivos aislados de difícil y desagradable acceso. Como parte de la problemática discutida se encuentran:10 Presencia desorganizada de más de 90000 vendedores ambulantes: resultado de problemas estructurales de pobreza e inequidad; No se cuenta con accesibilidad para personas discapacitadas; Invasión de automóviles en vías peatonales; Cerramientos ilegales del espacio público; Inequidad en la distribución de espacio público para la población local; Contaminación, congestión; Inseguridad, y Apropiación indebida. También se le podría agregar: 

Un sistema de transporte ineficiente. Exceptuando el Trasmilenio y los taxis, si un turista llega a la ciudad, no tiene otro sistema de transporte público alterno como desplazarse.

10

Plan de competitividad turística de Bogotá 2015. Pág. 39. Marzo/ http://www.bogotaturismo.gov.co/sites/default/files/archivo/08/plan_ctb_final_oct_2006.pdf

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No hay un sistema de información (mapas, señales, etc.) que indique que transporte público (buses, funicular, teleférico, tranvía, etc.) tomar para desplazarse por los centros neurálgicos turísticos de la ciudad.

Gran cantidad de indigencia y miseria en la ciudad, sobre todo en los espacios turísticos.

Afortunadamente, el Plan Maestro de Espacio Público (PMEP), ha formulado políticas, estrategias y objetivos que deberán adelantar las diferentes administraciones de la ciudad, con el fin de mejorar los indicadores relacionados con este componente tan estratégico e importante para Bogotá. Entre ellos se encuentran:11 Contribuir al fortalecimiento de la estructura urbana; Promover la apropiación social del espacio público; Facilitar la consolidación de una perspectiva regional; Regular las actuaciones urbanísticas que afecten el espacio público; Eficaz coordinación institucional; Eliminar ocupaciones indebidas del espacio público; Regular sus aprovechamientos; Definir indicadores de seguimiento; Generación de espacio público; Creación del sistema de parques regionales; Programa de recuperación y mantenimiento de la estructura ecológica principal; Programa de consolidación de conjuntos monumentales; Programa de construcción de redes análogas, que incluye zonas comerciales; Sistema de construcción transversal de espacio público, que incluye la red de ciclorutas, nodos ambientales, parques, alamedas y pasos peatonales. Así como también con un adecuado manejo del espacio público en términos de valoración estética, paisajística y recreativa, tanto para la población local como para visitantes y dentro del cual la oferta cultural, recreativa y turística entra a dar un gran valor de uso para el mismo, aportando en la construcción de espacios de vida para la ciudad, que faciliten su adecuada apropiación y redinamización de espacios abiertos en los que los usuarios no sólo se vuelquen a espacios cerrados, como centros comerciales, sino que, como en otras ciudades con calidad en el manejo de espacios públicos, se cuente con ofertas atractivas y permanentes de carácter lúdico y cultural, para que la calle sea recuperada nuevamente como espacio seguro, que aporte a la construcción de lazos de convivencia ciudadana y de solidaridad.

3. CONCLUSIONES Cuando se habla de turismo urbano, necesariamente aparece la planificación turística con dos alternativas, planificar a partir de algo que ya está hecho y/o en funcionamiento o desde cero en un territorio que aún está por explorar; ambos casos son bastante delicados, ameritan mucha atención y trabajo. Tomando en cuenta todo lo presentado a lo largo del artículo, se necesita una buena planificación, con labores compartidas de diferentes disciplinas, que valoren la idea de

11

Plan de competitividad turística de Bogotá 2015. Pág. 40. Marzo/ http://www.bogotaturismo.gov.co/sites/default/files/archivo/08/plan_ctb_final_oct_2006.pdf

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Yelinca Saldeño Madero & Edgar Antonio Vargas Castro proyectos de desarrollo turístico con éxito, como resultado de la participación de profesionales comprometidos con la integralidad del proceso. El caso de Bogotá, quizá como el caso de muchas ciudades Latinoamericanas, no escapa de las mismas carencias que se repiten constantemente en este tipo de desarrollos turísticos urbanos. En comparación con ciudades de países desarrollados, los países latinoamericanos tienen tantos problemas de diferente índole, que abarcan toda su dedicación en este sentido, a través de un proceso más de “maquillaje” turístico de ciudad, prácticamente innecesario, frente a una problemática realmente profunda, que ha sido difícil erradicar en años, lo cual representaría el fondo y no la forma de contar con una ciudad turísticamente interesante. Sin embargo, es momento de comenzar a hacer todas las actividades en paralelo. Ir resolviendo los problemas graves que afectan a las ciudades de los países en vías de desarrollo, tales como: inseguridad, desempleo, pobreza, sistemas de transporte ineficientes, estado crítico de las vías, ausencia de sistemas de información (mapas, anuncios, señales, etc.), poca comunicación entre ciudades vecinas, deficiencia en los sistemas de telecomunicación, etc. Junto con aquellos problemas más sencillos, como por ejemplo, la preparación educativa profesional de las personas que atienden en un ámbito turístico, el embellecimiento y la limpieza de la zona, la correcta ubicación de recursos turísticos en determinados lugares, etc. De tal manera que se fortalezcan los equipamientos turísticos. Si se espera resolver primero los problemas más graves, el período para llegar a ser totalmente desarrollados será mucho más prolongado aún. Finalmente, las consideraciones y posibilidades que se generen desde el Plan de Ordenamiento Territorial de la ciudad de Bogotá en orientación a un turismo urbano, debe tener en cuenta las proyecciones de un desarrollo regional o central, que desde la administración de la ciudad y sus entes especializados prevean en un contexto de competitividad y globalización, respuestas a las tendencias mundiales de hoy. 4. REFERENCIAS [1] Bucheli Hurtado, Julián (2010). La ciudad – región de Girardot y el turismo. Revista Pre-Til, N° 22. ISSN: 1692.6900. Enero – Junio 2010. INIP – Instituto de investigaciones y proyectos especiales. Universidad Piloto de Colombia. [2] Judd, D. (2002) El turismo urbano y la geografía de la ciudad. Revista Eure. Vol. XXIX, Nº 87, pp. 51-62, Santiago de Chile, septiembre 2003. [3] Murphy, P.E (1985) Tourism: a community approach. University paperback (Methuen), Methuen, New York; London, 1985. 200p. [4] Page, S. (1985). Urban tourism. Routledge topics in tourism. Routledge, London; New York, 1995. Páginas 25-27. 269p.

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Yelinca Saldeño Madero & Edgar Antonio Vargas Castro [5] Miranda, A. (2010). La ciudad como destino: ordenamiento territorial y turismo, una relación por construir. Revista Pre-Til, N° 22. Pág50. ISSN: 1692.6900. Enero – Junio 2010. INIP – Instituto de investigaciones y proyectos especiales. Universidad Piloto de Colombia. [6] Rubio, F. & Jairo, F. (2010). Sistemas de información geográfica como herramienta para el estudio y promoción del turismo. Revista Pre-Til, N° 22. ISSN: 1692.6900. Enero – Junio 2010. INIP – Instituto de investigaciones y proyectos especiales. Universidad Piloto de Colombia. [7] Plan de competitividad turística de Bogotá 2015. Marzo/ 17, 2011 http://www.bogotaturismo.gov.co/sites/default/files/archivo/08/plan_ctb_final_oct_2006.p df [8] ALCALDIA MAYOR DE BOGOTA D.C. (2010) Documento Técnico de soporte Modificación al plan de ordenamiento territorial de Bogotá. Bogotá. pp. 116.

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Sifuentes Barrios, J.A; Narayanasamy, R & Ponce Palafox, C.

Comparación entre el comportamiento a la flexión de vigas de concreto reforzado con y sin refuerzo transversal Sifuentes Barrios, J.A1; Narayanasamy, R1 & Ponce Palafox, C.1 Recibido: 14 de Octubre de 2011 Aceptado: 21 de diciembre de 2011

Resumen: En este documento se presenta el procedimiento para evaluar la resistencia a la flexión de vigas de concreto reforzado, así como demostrar la importancia del uso de estribos en este tipo de vigas sometidas a cargas puntuales. Así mismo, se muestran los resultados obtenidos de cálculos para cantidad y disposición de acero, y la metodología seguida durante el trabajo de campo. Por último se presentan las conclusiones a las que se llegó con este trabajo, que demuestra que efectivamente es necesario el empleo de refuerzo transversal en forma de anillos ya que contribuyen de manera integral con el concreto y al acero principal a su comportamiento y resistencia. Palabras clave: Flexión, estribos, vigas

1. INTRODUCCIÓN El concreto es un material de construcción universal que ha sido utilizado de diversas maneras por miles de años. La mayor parte de los materiales constitutivos, con la excepción del cemento y los aditivos, están disponibles a bajo costo, localmente o muy cerca del sitio de construcción. Su resistencia a la compresión, similar a la de las piedras naturales, es alta lo que lo hace apropiado para elementos sometidos principalmente a compresión, tales como columnas o arcos. Sin embargo, como es de sobra conocido; por sus propiedades, el concreto simple sin refuerzo, es un material que es débil en tensión, lo que limita su utilización económica en elementos estructurales sometidos a tensión en algunas partes de sus secciones transversales (como en vigas u otros elementos sometidos a flexión). Al presentarse estos esfuerzos de flexión, el elemento sufre una fractura, en la zona que se tensiona. Para contrarrestar este efecto, y debido a su alta resistencia a la tensión; se utiliza acero para reforzar al concreto; la combinación resultante de los dos materiales, es lo que conocemos como “concreto reforzado” [1,2] El acero de refuerzo empleado es generalmente en forma de barras, y es colocado en las zonas donde se prevé que se desarrollarán tensiones bajo las acciones de servicio, esto es por debajo del eje neutro de la sección. Así, el acero restringe el desarrollo de las grietas originadas por la poca resistencia a la tensión del concreto y de esta manera se evita que el elemento se fracture o “parta”. Es precisamente esta combinación la que permite el casi Profesor catedrático Facultad de Ingeniería, Ciencias y Arquitectura de la Universidad Juárez del Estado de Durango. email: s_yfuentes29@hotmail.com - MÉXICO

1

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Sifuentes Barrios, J.A; Narayanasamy, R & Ponce Palafox, C. ilimitado rango de usos y posibilidades del concreto reforzado en la construcción de edificios, puentes, presas, tanques, depósitos y muchas otras estructuras. El objetivo principal de este experimento es para comparar el comportamiento de una viga trabajando en flexión de concreto reforzado con estribos y otra sin estribos para resaltar la importancia del acero transversal en este tipo de elementos. La comparación se llevó a cabo por medio de un procedimiento experimental hecho en el laboratorio de la facultad de ingeniería, ciencias y arquitectura de la Universidad Juárez del Estado de Durango (UJED).

2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL En la figura 1 y 2, se aprecian los dos modelos de vigas a ensayar; con y sin estribos. Para poder llevar a cabo esta demostración, se construyeron dos vigas: diseñadas para soportar una carga puntual en el centro del claro de 5 toneladas. El diseño de las vigas se realizó de acuerdo al reglamento de construcción en acero ACI-2008 [3 y 4] obteniéndose los siguientes resultados. Figura 1. Modelo de una viga sin refuerzo

Figura 2.Modelo de una viga con transversal refuerzo transversal

2.1. Diseño de la viga (Aplicando las ecuaciones del ACI) Las dimensiones de las vigas son las siguientes: sección transversal 15 X 15 (cm.) con una longitud de 60 (cm). Estas dimensiones se tomaron en base al espacio disponible en la maquina universal de ensaye. La viga se colocó simplemente apoyada, (en el diseño partíamos del supuesto de que la longitud entre apoyos seria de 50 (cm), sin embargo por limitaciones de espacio de la maquina esta distancia finalmente fue de 45 cms). Como apoyos se utilizaron un par de rodillos metálicos. Respecto a materiales, se utilizaron: concreto, para el que se hizo la dosificación [5] para una f`c = 200 Kg/Cm2 y varillas de 4200 Kg/Cm2 de Fy. RICS Vol.1 – No. 1

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Sifuentes Barrios, J.A; Narayanasamy, R & Ponce Palafox, C. Datos: F `c = 200 Kg/Cm2 F y = 4200 Kg/Cm2 (Supuesto) Viga de 15 X 15 Cm de sección transversal y 60 cm de largo Carga factorizada aplicada a la viga: 5 Toneladas Distancia entre apoyos: 50 cm Tipo de apoyos: Simples En la figura 3 se aprecia una representación de la viga a ensayar.

Figura 3. Diagrama de la viga sujeta a la carga puntual aplicada en el centro del claro.

Momento máximo [6 y 7] M

=

= (5000 Kg) (0.50 m) = 625 Kg.m 4

Momento ultimo resistente M

= ∅ b d ρ fy 1 −

0.59 ρ fy f`c

158065425ρ − 12757500ρ + 62500 Utilizando la ecuación cuadrática: ρ ρ

= 0.0754 = 0.0052

ρ

=

= 0.0033

ρ

= 0.0159

ρ

<ρ <ρ

∴ OK

Área de acero necesaria RICS Vol.1 – No. 1

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Sifuentes Barrios, J.A; Narayanasamy, R & Ponce Palafox, C. As = ρ b d = 0.0052 (15) (15) = 1.17 Cm2 Se propone utilizar 2 varillas del # 3 ( ) As = 1.42 cm2 Cortante que resiste el concreto ∅ V = ∅ 0.53 √f`c b d ∅ V = (0.85)0.53 √200 (15) (15) ∅ V = 1433.48 Kg Resistencia que absorbe el acero V =

Vu − ∅ Vc 2500 − 1434 = ∅ 0.85

V = 1254.11 Kg Proponiendo estribos de ¼ en forma de anillo: Área transversal = 2 X 0.32 = 0.64 Cms2 Separación de los estribos: S=

(0.64)(4200)(15) Av fy d = Vs 1254.11

S = 32.15 cms. Separación máxima: Por especificación se toma la distancia máxima entre estribos (d/2), de este modo tenemos 7.5 cm, pero por comodidad constructiva se redondea a 7 cms como separación. De acuerdo a los cálculos anteriores se tiene que se necesita una viga de 15X15 cm de 60 cm de longitud, la cual requiere 2 varillas de 3/8 colocadas en la zona de tensiones, es decir en la parte inferior de la viga; de acuerdo a los resultados esta viga no requiere estribos por lo que solo se pusieron unas grapas de alambrón de ¼ en la parte inferior para separar las varillas. Mientras que la otra fue diseñada para soportar la misma carga puntual de 5 toneladas pero para esta viga se pusieron 2 varillas de 3/8 en la parte inferior y otras 2 en la parte superior (por recomendación del reglamento) para este caso se requieren estribos a cada 30 cm. pero se colocaron a la separación máxima d/2, resultando estribos en forma de anillo de ¼. Llamaremos viga #1 a la viga que lleva 4 varillas y estribos (viga reforzada), mientras que a la que lleva 2 varillas y grapas para mantener separadas a las varillas, se le llamara viga # 2. En los cálculos anteriores, se puede ver que de acuerdo a la carga aplicada a la viga, los estribos tendrían que colocarse a cada 32.15 cms, sin embargo, por reglamento, y para RICS Vol.1 – No. 1

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Sifuentes Barrios, J.A; Narayanasamy, R & Ponce Palafox, C. mantener las varillas a la misma separación, se colocaron estribos de alambrón de ¼ a cada 7 cm. Para el caso de la viga 1, que por cálculo requiere 2 varillas en la parte de abajo y que se le pondrán estribos de acuerdo a la separación máxima d/2, se necesitan 2 varillas adicionales en la parte de arriba para mantener los estribos en su lugar. Además de los 2 especímenes, también se colaron 3 cilindros de concreto, hechos con la misma dosificación y mezcla de las vigas y también se ensayaron a tensión [8,9 y 10], 3 varillas de aproximadamente 1 metro de largo, esto para determinar el límite de fluencia (Fy) real de las varillas usadas. La primera en colarse fue la viga #1, se colaron simultáneamente 2 cilindros de concreto dejando ambos en la cámara de curado, sitio en el cual permanecieron durante 29 días a fin de que alcanzaran su máxima resistencia. Al momento de ensayar los cilindros [11] en la maquina universal, el cilindro numero 1 soporto una carga de 41,000 Kgs., y por la forma de las grietas que aparecieron se pudo ver como no estuvo bien ensayado, ya que las grietas no estaban a 45 grados con respecto a la carga aplicada. Enseguida, se ensayó el segundo cilindro, el cual resistió una carga máxima de 43,000 Kgs. y al igual que el primero se apreció que las grietas tampoco estaban a 45 grados, pero tomando estos valores como la resistencia a la compresión de los cilindros es como se determinó la resistencia a la compresión del concreto. Con estos datos, se calculó la resistencia de los cilindros, resultando; para el cilindro # 1 F`c = 232.01 Kg/Cm2, y para el cilindro # 2 se tiene una F`c = 243.33 Kg/Cm2, lo que en promedio nos da una resistencia de 237 Kg/Cm2. Posteriormente, al ensayarse el tercer cilindro resistió una carga máxima de 55,750 Kg que dividido entre su área nos da el F´c igual a 315.50 Kg/Cm2. Debido a la diferencia tan notoria, se opto por tomar como resistencia promedio 237 Kg/Cm2. La causa más probable de la diferencia tan marcada entre la resistencia de los primeros 2 al tercer cilindro, fue que los cilindros fueron mal ensayados, quizás la aplicación de la carga no fue la correcta, esto dado que entre más rápida sea aplicada una carga, la resistencia de la muestra será menor, en cambio si una carga se aplica de una manera más lenta la F´c resulta con un valor más alto, lo cual posiblemente fue lo que sucedió; una no uniformidad en la aplicación de la carga entre las dos pruebas. En el ensaye de las varillas (de la marca: “Deacero” grado 42 del número 3 ( )) se obtuvieron los siguientes resultados, enseguida se muestran las longitudes iniciales y finales que presentaron las varillas ensayadas, así como su deformación unitaria. La varilla utilizada es de la marca: “Deacero” grado 42 del número 3 ( ), y luego de someter las 3 muestras a la tensión se obtuvieron los datos mostrados en la Tabla 1.

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Sifuentes Barrios, J.A; Narayanasamy, R & Ponce Palafox, C. Tabla 1. Deformación unitaria de las varillas.

Acero # 1 2 3

Longitud inicial (cm) 100.3 100.3 99.7

Longitud final (cm) 104.30 105.30 104.20

Deformación unitaria 0.03988 0.04672 0.04513

Como se puede observar en la tabla 1, la deformación que presentaron las 3 varillas es mucho más grande que la deformación unitaria del acero (0.003); lo cual nos permite concluir que: 

La varilla es de muy mala calidad, pudiéndose deber esto a que posiblemente tienen un alto contenido de carbono.

Al momento de realizar la prueba a tensión en las varillas, el software que regula la máquina, va generando unas graficas que al final muestran el Fy real de cada varilla, y también constatan que efectivamente la varilla es de muy mala calidad, ya que dentro de la zona de proporcionalidad (elástica), hay variaciones casi de inmediato, esto es aproximadamente entre los 50 y 150 N/mm2 (509.85 y 1529.57 Kg/cms2) sin embargo, debido a lo bajo de estos valores, y para fines prácticos consideraremos como su Fy real los valores de la siguiente tabla, que son los puntos a partir de los cuales en la gráfica se ve claramente que por arriba de ellos, se entra en la zona plástica: En la tabla 2 se aprecia el límite de fluencia de las tres muestras sometidas a la prueba de tensión y se calcula el Fy promedio; 4807.99 Kg/Cm2 ≈ 4808 Kg/Cm2. Una vez conocidos el valor real de ƒ’c y Fy (237 y 4808 Kg/Cm2 respectivamente), se procede a determinar la resistencia de la viga con 2 variantes, la primera es utilizando los valores reales de los materiales, obtenidos de las pruebas recién mencionadas en lugar de los originalmente utilizados (200 y 4200 Kg/Cm2 de ƒ’c y Fy respectivamente). El segundo consiste en utilizar de nuevo los valores reales pero sin incluir el factor de reducción para la flexión Ø, y con esto, encontrar la carga que la misma viga puede soportar. Tabla 2 Limite de Fluencia.

Acero # 1 2 3

Fy (n/mm2) 479.41 471.87 463.23

Fy (kg/cm2) 488.62 4811.73 4723.63

Para el primer cálculo, (ƒ’c y Fy reales y considerando el factor Ø).Usando 2 varillas de 3/8 y estribos del mismo diámetro separados a cada 7 cm se obtiene una carga puntual de 7561.05 kg. Por último tenemos la resistencia utilizando los valores reales de ƒ’c y Fy, pero sin incluir el valor de reducción Ø = 0.90 para flexión, de nueva cuenta, usando 2 varillas de 3/8 como refuerzo y grapas de ¼ colocados a 7 cm; tenemos como carga final 8401.89 Kg,

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Sifuentes Barrios, J.A; Narayanasamy, R & Ponce Palafox, C. Siguieron el mismo procedimiento pero utilizando 4 varillas del número 3 en lugar de 2, estribos de alambrón de ¼ a cada 7 cms de separación, utilizando los valores reales de F`c y Fy y considerando el factor Ø resulta como carga 13889.95 Kg. La resistencia usando los valores reales de ƒ’c y Fy, pero sin incluir el valor de Ø = 0.90 para flexión, es 15433.33 Kg de carga, utilizando 4 varillas del número 3 y estribos de alambrón de ¼, estos colocados a cada 7 cm de separación.

3. RESULTADOS La primera viga en ensayarse fue la que tenía el armado de 2 varillas (viga número 2, sin refuerzo transversal). Al momento de aplicar la carga [12], la viga falló en 6 toneladas, lo cual es un resultado satisfactorio, y que hace evidente el amplio margen de seguridad que brinda el trabajar de acuerdo al reglamento, ya que la viga se diseñó para soportar 5 toneladas. En la viga 2, se tomó lectura de la distancia entre el centro de la viga y el centro de los apoyos para corroborar si realmente la carga se aplicó en el centro. Para cargar la viga, se usaron elementos que al final no quedaron exactamente en el centro del claro debido a que mientras bajaba el pistón de la máquina, se sostenían los elementos de carga con las manos y cuando este llego a hacer contacto con ellos, se soltaron para que el pistón las sujetara, pero se movieron levemente, de manera que los apoyos se giraron un poco, resultando lo siguiente: Distancia desde el centro de la viga al rodillo de la derecha 21.8 centímetros. Distancia desde el centro de la viga al rodillo de la izquierda 21.3 centímetros. La figura 4 se muestra la medición de las grietas que aparecieron en el elemento una vez ensayado. Como se aprecia en la figura 5, conforme aumentaba la carga fueron apareciendo grietas en la viga, 4 en total, mismas que se enumeraron, y utilizando un Vernier, se midió su ancho, obteniendo los datos que se mostradas en la tabla 3. Figura 4. Medición de las grietas en la viga número 2

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Sifuentes Barrios, J.A; Narayanasamy, R & Ponce Palafox, C. Figura 5. Medición de las grietas en la viga número 1

Tabla 3. Ancho de las grietas en viga 2

Grieta N° 1 2 3 4

Ancho (cm) 0.01 0.01 0.30 0.50

Posteriormente, se ensayó la viga armada con 4 varillas (viga #1), la cual fallo a las 10.325 Ton, de nuevo por encima de la carga que según el diseño debía resistir. En esta viga, aparecieron 5 grietas, cuyos anchos son los que se muestran en la tabla 4. A simple vista de la figura 5 se observa como las grietas que aparecen en la viga más reforzada son sensiblemente más pequeñas que en la viga con 2 varillas. Tabla 4. Ancho de las grietas en viga 1

Grieta N° 1 2 3 4 5

Ancho (cm) 0.1 0.1 0.05 0.01 0.005

Así mismo se procedió a medir las deflexiones en 3 puntos de las vigas; en los apoyos, y en el centro del claro, obteniendo, para la viga 2 (armada con 2 varillas): Apoyo izquierdo Apoyo derecho Centro

2.5 cm. 2.8 cm. 2.9 cm.

Deflexiones presentadas en la viga 1 (armada con 4 varillas) Apoyo izquierdo Apoyo derecho Centro RICS Vol.1 – No. 1

3.1 cm. 3.0 cm. 2.6 cm. Septiembre/ Febrero 2012

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La figura 6 es una comparativa entre las vigas 1 y 2 después de ser ensayadas, se aprecia dentro del ovalo marcado, como la viga numero 2 (lado izquierdo) falla por cortante y se separa en 2 partes , esto por la falta de estribos, en la viga número 1, dominó el efecto de flexión sobre el de corte y solo se formaron 5 pequeñas grietas en la parte inferior, sin embargo, se mantuvo trabajando como una sola pieza, en la figura 7 se señalan dos de las grietas que aparecieron en la cara posterior de la muestra.

Figura 6. Comparación entre ambas vigas

Figura 7. Grietas que aparecieron vigas después ensayar la viga 1

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Figura 8. Viga numero 2 tras ser ensayada con refuerzo transversal

Figura 9. Viga reforzada transversalmente con grietas verticales.

4. CONCLUSIONES Las vigas trabajan predominantemente a flexión y cortante. El mayor esfuerzo de cortante en las vigas, se presenta en los apoyos, mientras que el valor mayor de los momentos se da en el centro de la viga. Se puede concluir de este ensaye que la viga numero 2 fallo por cortante debido a la falta de estribos, debido a que solo tenía 2 varillas en la parte inferior, donde aparecen los esfuerzos de tensión; ahí mismo, se le colocaron unas grapas para mantener la separación especificada. Pero, dado que no tenía estribos, dominó el esfuerzo de cortante sobre el de flexión, por lo tanto la viga se “fracturó” es decir se separó en 2 partes, como se aprecia en la figura 8. Se puede ver como el elemento se fracturo debido a la aparición de una grieta en diagonal (tensión diagonal). En vigas sin estribos, antes de que aparezcan las primeras grietas en la parte inferior, debidas a flexión, el comportamiento del elemento es dominado por el esfuerzo cortante. Al aumentar las cargas, la fuerza cortante puede originar esfuerzos principales que excedan la resistencia a tensión del concreto, produciendo grietas inclinadas a una altura total del peralte RICS Vol.1 – No. 1

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Sifuentes Barrios, J.A; Narayanasamy, R & Ponce Palafox, C. de la viga. Estas grietas pueden aparecer súbitamente en puntos donde no exista una grieta de flexión o puede aparecer súbitamente, sin señal previa, y extenderse inmediatamente hasta causar el colapso de la pieza. En este caso la falla se denomina de tensión diagonal. Por otra parte, en el caso de las vigas que llevan estribos, puede suceder que el agrietamiento inclinado se desarrolle gradualmente y que el colapso de la pieza se produzca finalmente por el aplastamiento de la zona de compresión en el extremo de la grieta inclinada, al reducirse considerablemente la zona disponible para soportar los esfuerzos de compresión originados por flexión como se muestra en la figura 9. En este caso la falla se denomina de compresión por cortante. La diferencia esencial entre ambos tipos de falla consiste en que, en una falla por tensión diagonal, el agrietamiento inclinado es súbito y causa de inmediato el colapso de la pieza, mientras que en una falla de compresión por cortante, la pieza puede soportar cargas mayores que la que produce el agrietamiento inclinado, que es lo que sucedió en este caso en particular. Resumiendo, esta práctica nos demuestra, en primer lugar que el seguir el reglamento, nos da un margen de seguridad en el diseño. Y en segundo lugar la importancia del refuerzo de acero en el concreto, en particular del uso de los estribos, ya que permiten mantener unida a la viga para que trabajen de manera integral como un solo elemento acero y concreto y que sea mayor el esfuerzo a flexión que el de cortante.

5. BIBLIOGRAFIA [1] Nilson A. H.: Diseño de estructuras de concreto, pp. 1-2, 105 – 156, Editorial Mc Graw Hill, (1999). [2]Gonzales Cuevas O. M., Robles Fernández-Villegas F.: Aspectos fundamentales del concreto reforzado, pp. 79 – 124, 163–165, 159 – 212, Editorial Limusa Noriega Editores, (2005). [3] “Requisitos de reglamento para concreto estructural (ACI 318S – 08) y comentarios” Comité ACI 318S – 08, American Concrete Institute, IMCYC (Instituto Mexicano del cemento y el concreto). [4] “Reglamento de construcciones para el D.F.”, Gaceta Oficial del Distrito Federal, No. 8-ter, 29 de enero de 2004. [5]Neville A.M.; Brooks J.J.: Tecnología del concreto, pp. 274 – 302, Editorial Trillas, (1998). [6]Luthe R.: Análisis estructural, pp. 30 – 32, Representaciones y servicios de ingeniería S.A., (1971). [7]Seely, F.B., Smith, J.O.: Resistencia de materiales, pp. 131 – 204, Editorial U.T.E.H.A.,(1982).

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Sifuentes Barrios, J.A; Narayanasamy, R & Ponce Palafox, C. [8] Pruebas para tensión http://www.slideshare.net/JOSELUIS005/varilla-corrugada-de-aceroproveniente-de-lingote-y [9]Ensayo tensión http://es.scribd.com/doc/6164000/PRUEBAS-MECANICAS [10]Taller para pruebas de tensión http://www.uprm.edu/civil/html/laborato/lab7.pdf [11] IMCYC, Prueba de compresión cilindros http://www.imcyc.com/ct2008/nov08/PROBLEMAS.pdf [12] ONNCCE Normas para pruebas por flexión http://www.imcyc.com/ct2008/dic08/dic08/PDF/PROBLEMAS.pdf

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Yelinca Saldeño Madero

El rol de la ingeniería civil en el desarrollo turístico de una región Yelinca Saldeño Madero1 Recibido: 4 de noviembre de 2011 Aceptado: 14 de enero de 2012

Resumen: Cuando se trata de la planificación de un desarrollo turístico es evidente que entre los factores fundamentales se encuentran el urbanismo, la conservación del patrimonio cultural y medioambiental, las inversiones y mantenimiento de servicios públicos e infraestructura, etc. En tal sentido la ingeniería civil se proyecta como una de las disciplinas necesarias en el desarrollo del sector del ocio y del turismo. Consolidar la importancia del rol de la ingeniería civil en este tipo de procesos – sobre todo en Latinoamérica – es una labor que se debe comenzar a llevar a cabo desde las instituciones, la educación, la investigación, etc. En tal sentido se estaría valorando el vínculo de la profesión con el ámbito turístico. Palabras claves Turismo, región, territorio, ingeniería civil, urbano, planificación

1. INTRODUCCIÓN El turismo es uno de los pilares básicos en muchas regiones del mundo, ya que abarca para su correcto y completo desarrollo, el engranaje de ámbitos como el social, económico, ambiental, cultural y de gestión, entre otros; es por eso que la actividad turística debe ser considerada como una gran estrategia, capaz de impulsar una ciudad, un estado y/o un país. Cuando una persona planifica realizar unas vacaciones a un lugar determinado, lo más probable es que piense en un sitio donde poder descansar, conocer cosas nuevas e interesantes, practicar un deporte, relacionarse con otras culturas, explorar nuevos caminos y rutas, adentrarse en las raíces del lugar, permanecer distraído y relajado, así como un sinfín de circunstancias que llevan a tomar un tiempo de esparcimiento y desconexión de la rutina habitual. Lo que probablemente no se detiene a pensar esa persona, es que para poder llegar, mantenerse y disfrutar a plenitud del lugar elegido, necesita de unas condiciones óptimas que le permitan realizar todas esas acciones de la forma más placentera posible. El simple hecho de trasladarse al lugar, necesita de un sistema de transporte eficiente, sea por carretera, por mar o por aire. En el caso de que el traslado sea por carretera, necesita de unas buenas condiciones en la vía para que el viaje se haga de una forma segura. Así mismo, cuando se llega al lugar de destino, deseará que las condiciones mínimas sean Docente del programa de Ingeniería Civil de Corporación Universitaria de la Costa – CUC. Correo electrónico: ysaldeno1@cuc.edu.co/yelinca@gmail.com - COLOMBIA 1

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Yelinca Saldeño Madero agradables para permanecer allí durante el tiempo estipulado. Estas condiciones mínimas requieren de un lugar que tenga la infraestructura apropiada, un sistema de abastecimiento de agua óptimo, un sitio para hospedarse con una estructura estable, bien diseñada y confortable, un sistema sanitario eficiente, un correcto sistema de comunicación, señalización e información, entre otras características básicas que hacen posible que la estancia sea atractiva. Aunado a esto, el turista, dependiendo del tipo de turismo que vaya a realizar, por lo general hace uso de diferentes atractivos que requieren una iluminación adecuada, un sistema de transporte particular eficaz (funicular, teleférico, tranvía, ascensor, catamarán, ferry, etc.), un estado adecuado de playas, diques ríos, balnearios y estaciones termales, puertos, marinas deportivas, campos de golf, estaciones de esquí, y una innumerable cantidad de atractivos e infraestructuras que se encuentren bien diseñados y planificados [1]. Tomando en cuenta lo mencionado con anterioridad, es posible que se pueda percibir que dentro de todo este sistema donde apenas se van a ir unos días a pasar una temporada vacacional, se requiera la intervención de distintas disciplinas las cuales con un trabajo individual o en grupo multidisciplinar, generen las condiciones adecuadas para que el dirigirse y el estar en ese sitio sea inmejorable y por lo tanto se convierta en un lugar de referencia a donde volver. Es allí cuando se comprende que el ámbito de la Ingeniería Civil, entre otras disciplinas, hace parte del desarrollo turístico de una región, aunque parezca en principio que no es un tema que va tomado de la mano. Pero cuando se profundiza en el conocimiento de la proyección turística de una zona, es probable que la intervención por parte del ingeniero civil sea fundamental y muchas veces hasta prioritaria, para garantizar un correcto funcionamiento a nivel de infraestructuras y servicios públicos que proporcione todas las condiciones necesarias para el desarrollo productivo de la región en el ámbito turístico. Todo parece indicar, que la labor del ingeniero civil no queda resumida en lo que habitualmente se conoce y se desenvuelve, en la actualidad el ingeniero civil aporta mucho más y se acopla a nuevos requerimientos sociales, formando parte de un equipo comprometido con un desarrollo integral en beneficio de la sociedad. Dar a conocer la importancia y el protagonismo de la ingeniería civil en el desarrollo turístico de una región, tomando en cuenta que en Latinoamérica no es usual la aportación de este campo en el ámbito del turismo regional, es de suma relevancia si se toma en cuenta que de acuerdo al desarrollo de proyectos en beneficio de la sociedad, es útil la participación de diversas disciplinas. En el caso de países desarrollados este tipo de participación multidisciplinar es una gran maquinaria que va en aumento. España, por ejemplo, es sin duda uno de los principales líderes en tecnología turística del mundo. Parece más que evidente que la ingeniería civil se ha abierto hacia estas nuevas necesidades, dándoles las respuestas adecuadas en calidad y tecnología. En tal sentido y de acuerdo a la implementación y desarrollo de las infraestructuras turísticas, de ocio y de comunicación establecidas en las diferentes

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Yelinca Saldeño Madero comunidades españolas, es lógico plantearse que una de las especialidades en el ámbito de la ingeniería civil, debería encaminarse al ocio y al turismo [1]. Dentro de la experiencia española, hay aún mucho que hacer, para los países Latinoamericanos apenas se está comenzando a digerir que algo que hasta ahora, aparentemente, no tiene complementariedad, esté tan relacionado y prácticamente funcione como un engranaje que permita obtener un resultado provechoso. Es así como indica Yepes [1], que se requiere del esfuerzo y del entusiasmo de los ingenieros civiles, interviniendo en administraciones públicas y privadas, en empresas, universidades o en cualquier otro ente. Proyectándose de esta manera hacia un futuro con amenazas y oportunidades dentro del innovador ámbito de la Ingeniería Turística.

2. EL CONTEXTO TURÍSTICO Cuando se toma en cuenta el término turismo, en lo primero que se piensa es en gente que acude a lugares de interés, visitar amigos y familiares, estar de vacaciones y divertirse. Si se considera el tema más a fondo, se puede incluir en la definición de turismo a la gente que participa en congresos, conferencias, negocios o algún otro tipo de actividad comercial o profesional, así como a quienes realizan viajes de estudios, de investigación, etc. Estos visitantes usan todo tipo de transportes, desde caminar por un parque hasta sobrevolar a una ciudad. La transportación también puede incluir subir por laderas de una montaña o contemplar el mar desde un crucero. Ya sea que la gente viaje por cualquiera de esos medios o en automóvil, autobús, casa remolque, ferrocarril, taxi, motocicleta o bicicleta, están haciendo un viaje y por lo tanto, turismo. Cualquier intento por definir el turismo y describir a fondo su alcance debe tomar en consideración a los diversos grupos que participen en esta industria y son afectados por ella. Sus perspectivas son fundamentales para la elaboración de una definición completa. Cuatro perspectivas diferentes del turismo serían: 1. El turista, persona que busca diversas experiencias y satisfacciones intelectuales y físicas. La naturaleza de éstas determinará en gran medida el lugar elegido y las actividades que se disfruten. 2. Los negocios que proporcionan bienes y servicios al turista. Los comerciantes consideran al turismo como una oportunidad para obtener utilidades al suministrar los bienes y servicios que el mercado turístico demanda. 3. El gobierno de la comunidad o área anfitriona. Los políticos consideran al turismo como un factor de riqueza en la economía de sus jurisdicciones. Su perspectiva se relaciona con el ingreso que los ciudadanos pueden percibir de este negocio. Los políticos también consideran las entradas de divisas extranjeras del turismo internacional así como las entradas tributarias recibidas de los gastos del turista, ya sea directa o indirectamente.

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Yelinca Saldeño Madero 4. La comunidad anfitriona. La gente de la localidad suele ver al turismo como un factor cultural y de empleo. Es importante para este grupo, por ejemplo, el efecto de la interacción entre grandes cantidades de visitantes internacionales y los residentes. Este efecto puede ser beneficioso o dañino, o las dos cosas. Por lo tanto, una definición de turismo podría ser, la suma de los fenómenos y relaciones que surgen de la interacción de turistas, proveedores de negocios, gobiernos y comunidades anfitrionas, en el proceso de captar, atender y alojar a estos visitantes. El turismo es una combinación de actividades, servicios e industrias que suministra una experiencia de viaje: transporte, alojamiento, establecimientos para comer y beber, tiendas, espectáculos instalaciones para actividades diversas y otros servicios hospitalarios disponibles para individuos o grupos que viajan fuera de casa. Abarca además a todos los abastecedores de servicios para el visitante o relacionados con éste. El turismo es una industria mundial de viajes, que contempla hoteles, transportes y todos los demás componentes, incluida la promoción, que atiende las necesidades y deseos de los viajeros. Así mismo, el turismo representa la suma total de los gastos turísticos dentro de los límites de una nación o subdivisión política o área económica centrada en el transporte de estados o naciones contiguas [2]. La actividad turística y del turismo a lo largo del tiempo, ha sufrido una evolución en torno a su concepto, donde se destacan diferentes épocas y autores que permiten tener una visión conjunta y condensada del proceso. Las primeras definiciones se vinculan a un enfoque del turismo desde la la demanda (efecto económico del turismo a partir del flujo de turistas que visitan determinados lugares). Bajo este ámbito, considera al turismo como vencimiento en el espacio por personas que afluyen a un sitio donde no poseen lugar de residencia fijo. Posteriormente se considera el turismo como el conjunto de viajes, cuyo objeto es el placer o por motivos comerciales, profesionales u otros análogos, y durante los cuales la ausencia de la residencia habitual es temporal. El turismo es el conjunto de las relaciones pacíficas y esporádicas que resultan del contacto entre personas que visitan un lugar por razones no profesionales y naturales de ese lugar.1 Otra definición, quizá menos formal sería la que aporta Philippe Meyer “El turismo es el medio que consiste en llevar gente que estarían mejor en sus casas a lugares que estarían mejor sin ellos” 2 La definición propuesta por los suizos Hunziker y Krapf3 fue aprobada posteriormente por la Asociación Internacional de Expertos Científicos en Turismo (AIEST). “El turismo es el Distrito turístico rural. Un modelo teórico desde la perspectiva de la oferta. Especial referencia al caso Andalúz. Francisco José Calderón Vázquez. 2 http://oleopolis.wordpress.com/page/16/?archives-list=1 3 Obra clásica en esta materia, dividida por los autores en dos partes: La primera se dedica a los fundamentos y la segunda a los elementos funcionales. En total se desarrollan nueve capítulos: ¿Qué es el turismo?, El hombre ocupa el lugar central del turismo, Fundamentos del turismo, Turismo y salud pública, La técnica y el turismo, La cultura y el turismo, Turismo y asuntos sociales, Política y turismo y El turismo como fenómeno de naturaleza económica. 1

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Yelinca Saldeño Madero conjunto de relaciones y fenómenos producidos por el desplazamiento y permanencia de personas fuera de su lugar de domicilio, en tanto que dichos desplazamientos y permanencia no estén motivados por una actividad lucrativa principal, permanente o temporal” [3]. La Organización Mundial de Turismo (OMT) considera el concepto de turismo más allá de una imagen estereotipada de “fabricación de día de asueto”. La definición aceptada oficialmente es: “El turismo comprende las actividades de personas que viajan y permanecen en lugares fuera de su ambiente usual durante no más de un año consecutivo con fines de gozar de tiempo libre, negocios u otros”. Con el término “ambiente usual” se pretende excluir los viajes dentro del área habitual de residencia y los viajes frecuentes y regulares entre el domicilio y el lugar de trabajo y otros viajes dentro de la comunidad con carácter de hábito [2]. Basando el turismo como un sistema de relaciones, Guibilato considera al turismo como un sistema de relaciones basado en el concepto de sujeto y objeto turístico. El sujeto es el Turista, mientras que el objeto del turismo sería el destino, la empresa y la organización turística. Para el sujeto, el turismo es un conjunto de servicios que le son facilitados por el objeto turístico, y la relación sujeto-objeto da origen a toda una serie de consecuencias en el ámbito económico, jurídico, sociológico, psicológico, político o tecnológico.4 Esta concepción refleja, las coordenadas y elementos que configuran el dinamismo de la actividad turística moderna:     

Flujos y corrientes turísticas que configuran la Demanda. Mayor desplazamiento de los mismos. Áreas de recepción e infraestructuras de acogida y atención de la Demanda, que configuran la Oferta. Intermediarios empresariales que conectan Demanda con Oferta. Organización turística como instrumento de articulación del conjunto del sistema, integrado por el conjunto de operadores (públicos y privados, que gestionan, explotan y realizan actividades turísticas).

Citando a uno de los autores españoles más representativos, el caso de Figuerola, el cual concibe a la actividad turística como un acto que supone un desplazamiento que conlleva gastos, cuyo objetivo principal es conseguir satisfacción y servicios, que se ofrecen a través de una actividad productiva, generada mediante una inversión previa. Consideración del turismo como actividad económica y que comprende o integra la totalidad de los elementos económicos presentes en la actividad turística (Desplazamiento del lugar habitual de residencia, gastos extras, consumo de bienes y servicios, generación de riquezas).

4

http://www.eumed.net/tesis/2007/fjcv/Evolucion%20de%20las%20Concepciones%20sobre%20el%20Turismo.htm

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Yelinca Saldeño Madero En la misma concepción económica, se considera el turismo como una actividad económica, por la incidencia que su desempeño, tanto en la producción como en el consumo, tiene en muchos sectores productivos. Conciben al turismo como el conjunto de relaciones, servicios, instalaciones, técnicas y actividades derivadas de ciertos desplazamientos humanos, actividades encaminadas a atraer, prestar servicios turísticos y satisfacer las necesidades y motivaciones de los turistas [4]. Además, resalta la interacción entre turistas y residentes, concibiendo al turismo como la suma de fenómenos y relaciones derivadas de la interacción entre ellos, relaciones que surgen en el proceso de atraer y acomodar a los turistas y donde participan de forma fundamental los proveedores de servicios, las autoridades locales y la comunidad local. Además señala que el turismo es un conjunto de actividades, servicios e industrias que influyen en la experiencia del turista. Expone que el turismo engloba el negocio de los hoteles restaurantes, transportes y cualquier otro componente que contribuya a satisfacer las necesidades y deseos de los turistas.5 Dentro de las actividades, servicios e industrias del sector turístico, se encuentran todo el equipo receptor de hoteles, agencias de viajes, transportes, espectáculos, guías e intérpretes, etc., que la zona receptora de flujos debe habilitar para atender a las corrientes turísticas que acuden a ese punto pero que no se promovería si no existiese esa situación. El fenómeno turismo incorpora y comprende a: las organizaciones públicas o privadas, o creadas para fomentar la infraestructura y la expansión del núcleo receptor, las campañas de propaganda que hay que planear ejecutar y difundir, la creación de oficinas de información, la creación de escuelas para la enseñanza del turismo, el estudio del turismo para deducir las líneas generales de la política a seguir y la promoción del turismo social [6]. En las definiciones con componentes sociológicos, que parte desde una visión industrial del turismo, inclinándose hacia el marketing, entendiendo por turismo a la industria orientada a satisfacer las necesidades del turista, para introducir posteriormente una visión bilateral del turismo donde el componente sociológico y social es decisivo, puesto que desde una perspectiva social y cultural aparece como practica encaminada a cubrir determinadas necesidades psicológicas, del placer de descansar, evadirse, viajar, descubrir, relacionarse y socializar con otros [5]. Mientras que desde una óptica económica aparece como un sistema industrial integrado por medios de transporte, estructuras hoteleras, equipamientos diverso, etc. cuyo objetivo es generar beneficios mediante flujos económicos desde el lugar de residencia de los que viajan al lugar donde pasan las vacaciones [6]. Se puede apreciar, la evolución en el concepto de Turismo y Actividad Turística desde posicionamientos teóricos iniciales que definen al turismo como un abandono temporal del lugar de residencia hasta las complejas formulaciones que abarcan una visión panorámica del turismo, como un complejo fenómeno social, económico, empresarial, financiero e industrial. Es así, como también se plantea, que cuando el turismo se planifica desde una perspectiva reduccionista, por ejemplo a partir de los aspectos económicos- financieros, crea desequilibrios evidentes en el resto de las dimensiones de una sociedad y su cultura, que le 5

http://www.eumed.net/tesis/2007/fjcv/Evolucion%20de%20las%20Concepciones%20sobre%20el%20Turismo.htm

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Yelinca Saldeño Madero sirven de contexto. Los conflictos se agudizan resultando difícil controlarlos en una etapa posterior. No se debe perder de vista el aspecto económico y financiero del turismo, pero el desarrollo no se ha logrado cuando el turismo ha sido organizado solamente a partir de los supuestos económicos financieros. La perspectiva reduccionista utilizada en la planificación del turismo se deriva de un enfoque tradicional ligado al conocimiento teórico del turismo, y además a una experiencia empírica que no se supera a sí misma, de modo que se perpetúan los quehaceres y la cosmovisión de lo turístico [7]. Las vertientes en las cuales se identifican y los motivos y principales características de lo que lleva a un turista a viajar, se clasifican en cuatro categorías principales de las componentes de las ofertas turísticas: [2]

1. Recursos naturales. Esta categoría constituye la medida fundamental de la oferta: los recursos naturales que dispone un área para uso y placer de los visitantes. Los elementos básicos en esta categoría incluyen al aire y al clima, los accidentes geográficos, el terreno, la flora, la fauna, los cuerpos de agua, las playas, las bellezas naturales y el abastecimiento de agua potable, usos sanitarios y usos similares. 2. Infraestructura. Consta de todas las construcciones subterráneas y de superficie, como los sistemas de abastecimiento de agua, sistema de eliminación de aguas negras, tuberías de gas, sistemas eléctricos y de comunicaciones, sistemas de alcantarillado y otras instalaciones construidas como autopistas, aeropuertos, vías férreas, carreteras, calzadas, estacionamientos, parques, iluminación nocturna, marinas e instalaciones portuarias, estaciones de autobuses y de trenes, centros vacacionales, hoteles, moteles, restaurantes, centros comerciales, lugares de espectáculos, museos, tiendas y estructuras similares. 3. Transportación. Se incluyen barcos, aviones, ferrocarriles, autobuses, limusinas, taxis, automóviles, funiculares, teleféricos e instalaciones similares para el transporte de pasajeros. 4. Hospitalidad y recursos culturales. Se incluye aquí toda la riqueza cultural de una región que hace posible la estancia satisfactoria de los turistas. Son ejemplos el espíritu de bienvenida de los empleados del negocio turístico, la disposición de servir y conocer mejor a los visitantes y otras manifestaciones de cordialidad y amistad. Además, se incluyen aquí los recursos culturales de cualquier área: bellas artes, literatura, historia, música, arte dramático, danza, compras, deportes y otras actividades.

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Yelinca Saldeño Madero 3. ELEMENTOS TURÍSTICOS: LOS RECURSOS Para iniciar un proyecto turístico es necesario conocer la existencia, variedades y tipologías de los recursos, tanto para detectar los mercados potenciales que son capaces de atraer, como para saber qué dotación de infraestructuras y equipamientos son necesarios para alcanzar el objetivo final: la oferta y rentabilidad del producto turístico [8]. Los recursos básicos, son aquellos que tienen capacidad propia de atraer visitantes, y por lo tanto no presentan problemas de localización. En este tipo de recursos es importante una valoración global de todos los factores y variables que lo componen, para facilitar la puesta en valor del conjunto o en su caso la reactivación. Paralelamente, se deben realizar estudios del medio en el que se encuentra el recurso básico a los efectos de evitar posibles estrangulamientos en el diseño de las estrategias y programas de desarrollo. Para ello, es necesario analizar desde los usos del suelo, hasta las infraestructuras. Los recursos complementarios, son aquellos que la mayoría de las veces no poseen un atractivo claro. Sin embargo, dadas las características de la demanda actual, cada vez más exigente con los productos, los complementarios están llamados a remodelar de manera importante los recursos básicos. Igualmente, la coordinación de varios recursos complementarios puede crear uno básico. Estos recursos determinan en el territorio “subáreas” o “unidades ambientales turísticas”. Es decir, mientras los recursos básicos representan el núcleo de las “unidades ambientales turísticas”, que no siempre se encuentran en el centro geográfico del territorio; los recursos complementarios fijan su periferia, y por lo tanto, sus límites [9]. Desde otro enfoque hay que diferenciar entre lo que son los recursos turísticos actuales y recursos turísticos potenciales. Los recursos turísticos actuales se caracterizan por ser el soporte de una actividad turística estructurada, en la que se producen pernoctaciones. Los potenciales, por el contrario, aún se encuentran en proceso de ser incorporados a la dinámica turística, no poseen un mercado, ni infraestructura (tanto de equipamiento como de comercialización). Sin embargo, fomentando los recursos potenciales se podrán mejorar los productos existentes y ampliar las posibilidades turísticas de las diferentes áreas. Para ello hay que entender que el valor de cada recurso depende del segmento demanda – objetivo que se considere, tanto en el sentido real como potencial. Así pues, es fundamental conocer la existencia de esos recursos como paso previo al diseño de unas estrategias y programas que sean capaces de atraer una demanda hacia ellos, y también justifiquen la dotación de infraestructuras y equipamientos necesarios para completar el producto turístico. Para seleccionar zonas turísticas en base al puntaje alcanzado por los atractivos turísticos que posea y la diversidad de éstos, el CICATUR – MÉX (Documento 5/008) propone una formulación matemática con una serie de variables.6 6

Fórmula matemática: P2 = D . Pz1 = D (2 P1 + P2 + P3 + P4 + P5 ).

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Yelinca Saldeño Madero Dentro del enfoque físico de la formulación, llama la atención que no sea ponderada la elección de zonas, la disponibilidad respectiva que exista en materia de facilidades turísticas, infraestructura, equipamiento y servicios conexos. Si bien es cierto que probablemente se generen problemas técnicos al introducir estas variables en la clasificación de zonas, se propone la realización de un análisis más general sobre la planta turística, de manera que simplemente se diferencien según: “las zonas turísticas ya desarrolladas, las zonas turísticas en crecimiento, las estancadas y las vírgenes, entendiéndose por estas últimas aquéllas que carecen de planta turística o ésta es hincapié”. Para efectos de ubicar el esfuerzo en materia de inversiones, sería imprescindible incluir en los estudios sobre zonas, las variables de infraestructura y servicios básicos, ya que este tipo de proyectos no siempre pueden ser emprendidos a partir de un programa de turismo y si en cambio determina las características y posibilidades de los mismos. Donde: P2 = puntaje total alcanzado por cada zona Pz1 = puntaje por cantidad de atractivos D = diversidad de atractivos con que cuenta la zona P1 = puntaje de la categoría “sitios naturales”, en la zona, multiplicado por la diversidad de tipos de esta categoría en la zona P2 = puntaje de la categoría “museos y manifestaciones culturales de la zona”, multiplicado por la diversidad de tipos de esta categoría en la zona. P3 = puntaje de la categoría “folklore”, en la zona, multiplicado por la diversidad de tipos de esta categoría en la zona. 29 P4 = puntaje de la categoría “realizaciones técnicas científicas o artísticas”, en la zona, multiplicado por la diversidad de tipos de esta categoría en la zona. P5 = puntaje de la categoría “acontecimientos programados”, en la zona, multiplicado por la diversidad de tipos de esta categoría en la zona.

Lo anterior está íntimamente ligado con otro elemento que incide sobre la elección de zonas y áreas y que es la disponibilidad de recursos económicos, especialmente capital. En este sentido, zonas con un alto puntaje pero con escasos servicios e infraestructura, difícilmente en el corto y mediano plazo serán sujetos de planes turísticos [10].

4. EL SISTEMA TURÍSTICO El sistema turístico es todo un mecanismo que se pone en marcha para poder lograr, un fin, que es atraer, atender y esperar que aquellos visitantes se dirijan, regresen y aporten todos los beneficios concretos, por el promotor de este tipo de actividades. Es así, como este conjunto, posee una serie de elementos, entre los cuales se encuentran: La demanda turística, el producto turístico, los atractivos y probablemente los más importantes dentro de los cuales tiene gran protagonismo la Ingeniería civil: La planta turística y la infraestructura en general [10].

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Yelinca Saldeño Madero Los servicios que se venden a los turistas son elaborados por un subsistema “planta turística”, integrado por dos elementos: a) el equipamiento, y b) las instalaciones [11]. El equipamiento incluye todos los establecimientos administrados por la actividad pública o privada que se dedican a aprestar los servicios básicos. (ver tabla 1) Tabla 1. Sistema de clasificación de Equipamiento Turístico

EQUIPAMIENTO TURÍSTICO Tipo  Hoteles.  Moteles.  Hosterías y posadas.  Pensiones.  Apartahoteles.  Condominios (unidades o conjuntos). 1. Alojamiento  Casas (unidades o barrios).  Cabañas.  Albergues.  Trailes Parks.  Campings.  Camas en casas de familia.  Restaurantes.  Cafeterías. 2. Alimentación  Quioscos.  Comedores típicos.  Clubes nocturnos.  Discotecas.  Bares.  Casinos. 3. Esparcimiento  Cines y teatros.  Otros espectáculos públicos.  Clubes deportivos.  Parques temáticos.  Agencias de viajes.  Información.  Guías.  Comercio.  Cambios de moneda. 4. Otros servicios  Centros de convenciones.  Transportes turísticos.  Primeros auxilios.  Guarderías.  Estacionamientos. Categoría

El segundo componente de la planta turística lo constituyen las instalaciones. Bajo este rubro se encuentran todas las construcciones especiales (distintas a las consignadas por el

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Yelinca Saldeño Madero equipamiento) cuya función es facilitar la práctica de actividades netamente turísticas. (ver tabla 2) Tabla 2. Sistema de clasificación de las Instalaciones Turísticas.

INSTALACIONES Categoría

Tipo

1. De agua y playa

     

Marinas. Espigones. Muelles. Carpas o tiendas. Sombrillas. Observación submarina.

2. De montaña

    

Miradores. Circuitos de senderos. Refugios. Funiculares. Teleféricos.

3. Generales

      

Piscinas. Vestuarios. Juegos infantiles. Golf. Tenis. Otros deportes. Pasarelas o puentes.

En la economía moderna se entiende por infraestructura a la dotación de bienes y servicios con que cuenta un país para sostener sus estructuras sociales y productivas. Forman parte de la misma, la educación, los servicios sanitarios, la vivienda, los transportes, las comunicaciones y la energía. Dado el carácter de apoyo a la población de un país en su conjunto, también se denomina a las inversiones en infraestructura (teléfonos, carreteras, ferrocarriles, puentes, viviendas, escuelas, hospitales, represas, etc.), “capital social fijo”. De ahí que en América Latina la infraestructura actúe como un condicionante del desarrollo turístico, porque resulta imposible pensar en inversiones en aquellos lugares que permanecen incomunicados, aunque en ellos se localicen atractivos de primera magnitud. Una de las funciones primordiales de la infraestructura es vincular entre sí a los asentamientos humanos y resolver las necesidades internas de los mismos, a fin de permitir en esas dos escalas, la circulación de personas, mercaderías, fluidos, energía y noticias. Al entrecruzarse las líneas y los canales que facilitan estos desplazamientos se va formando en el

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Yelinca Saldeño Madero territorio una red que se hace cada vez más compleja en la medida que los países progresan en su desarrollo. La otra forma de dividir a la infraestructura es externa o interna (ver tabla 3). Externa porque es general y es general, porque sirve a todos los sectores sin pertenecer especialmente a alguno de ellos, aunque circunstancialmente pueda beneficiar a unos más que a otros. Interna porque corresponde a la dotación que se da así mismo un sector, para operar en la localización precisa. Es el caso de un parque industrial o un puerto marítimo que deben construir sus propias redes de calles, energía, abastecimiento y eliminación de líquidos, conectándolas a las redes externas disponibles. Así mismo se encuentran todas aquellas redes que hay que construir en un resort o en las partes turísticas de un parque nacional, así como los tramos de carretera (de corta longitud) que hay que trazar como desvíos para acceder exclusivamente a un atractivo turístico. Tabla 3. Sistema de clasificación de las Infraestructuras

INFRAESTRUCTURAS Categoría

Tipos

Terrestre

1. Transporte Aéreo

Acuático

2. Comunicaciones

3. Sanidad.

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Subtipos  Red de carreteras -Servicios para el coche (talleres, gasolineras, etc.) -Servicios para el turista (Sanitarios, cafetería, restaurantes, etc.) -Señalización. -Servicios de transporte -Terminales de autobuses  Red ferroviaria -Terminales ferroviarias  Red de calles  Servicios aéreos.  Terminales  Marítimo -Servicio de transporte. -Terminales.  Fluvial y lacustre -Servicio de transporte. -Terminales.

 Postales.  Telegráficas.  Telefónicas.  Internet Red de Agua Red de desagües

 

Aguas negras Pluvial Septiembre/ Febrero 2012

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Yelinca Saldeño Madero Recolección de basura Salud Red eléctrica 4. Energía Combustible

     

Primeros auxilios Hospitalización Alumbrado público Servicios domiciliarios Gasolina Gas

Para que el sistema turístico funcione adecuadamente, requiere de la infraestructura y del auxilio de un subsistema superior que regule todo el sistema, que se llamará superestructura. El desarrollo del turismo debe estar orientado a [11]: 1. Proporcionar una estructura para que mejore el nivel de vida de la gente por medio de los beneficios económicos del turismo. 2. Crear una infraestructura y proporcionar instalaciones recreativas para visitantes y residentes por igual. 3. Asegurar que los tipos de proyectos dentro de los centros para visitantes y centros vacacionales sean apropiados para los propósitos de esas áreas. 4. Establecer un programa de desarrollo congruente con la tesis cultural, social y económica del gobierno y la gente del país o área anfitriona. 5. Optimizar la satisfacción del visitante.

5. CONCLUSIONES En esta primera parte de la investigación hacia lo que es la interacción de la ingeniería civil con el desarrollo turístico de una región, se han tocado puntos importantes como el contexto turístico, los elementos turísticos: Los recursos turísticos y el sistema turístico. La participación de la ingeniería civil no se limita sólo a estos espacios del desarrollo turístico, la intervención de la ingeniería civil abarca mucho más y se estará reflejando en posteriores artículos; todos dirigidos a la apertura y profundización de esta área temática. En la mayoría de los países desarrollados es completamente normal y lógico que para poder planificar el entorno turístico de una región, se compenetren diferentes disciplinas, en donde si faltase alguna de ellas, la planificación, la proyección y la ejecución turística no tendría el mismo equilibrio y progreso. Adentrándose al contexto del ocio y turismo y concibiendo que la proyección turística de una región, se debe estudiar detalladamente para así delegar las funciones a las disciplinas que le competen; se puede garantizar que se está realizando un trabajo inicial de calidad, lo

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Yelinca Saldeño Madero que proporcionará resultados beneficiosos tanto para la sociedad como para el gobierno y el país donde se está llevando a cabo la implementación. Tal como señala Yepes Piquera, “El ingeniero civil es un profesional que debe estar al servicio de la sociedad en la planificación, proyecto, ejecución y mantenimiento de infraestructuras, la planificación y ordenación del territorio y el urbanismo, la protección medioambiental, la gestión de los sistemas de transporte, la planificación hidráulica y energética, etc. Sin embargo, las necesidades y expectativas cambiantes de la sociedad precisan respuestas adecuadas por parte de nuestra profesión [1].

6. REFERENCIAS [1] Yepes, V. (2002b). La ingeniería turística. Nuevas perspectivas del ingeniero civil ante la cultura del ocio. Revista CCP, 3: 32-33. Marzo. Depósito Legal: V-2310-2002. ISSN: 1579-8534. Edita: E.T.S. Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Valencia. [2] Mcintosh, R.W., Ritchie, J.R.B., y Goeldner, C.R., Turismo: planeación, administración y perspectivas, Limusa, México, 1999. 593p. [3] García Vega, J.L., Ocio y turismo: personalidad entrevistada: Jean Fourastié, Salvat, Barcelona, 1974. [4] Boullón, R.C., Planificación del espacio turístico, Trillas, México, D.F., 2006. [5] Lodeiro Hermida, M., Indicadores estadísticos del Sector Turístico. Santiago de Compostela, Asociación Hispalink-Galicia. 1998. 80p. [6] Calderón Vázquez, F.J., Distrito turístico rural un modelo teórico desde la perspectiva de la oferta, 2007. CAPITULO I. Edición electrónica en www.eumed.net/tesis/2007/fjcv/. [7] Molina E., S., y Rodríguez A., S., Planificación integral del turismo: un enfoque para Latinoamérica, Trillas, México, D.F., 1991. [8] Guerreiro Bremón, S., Variables estadísticas para el estudio del turismo. Ministerio de Economía y Hacienda. Instituto de Estudios Turísticos. Madrid, 1997. [9] Antón Clavé, S., y González Reverté, F. (2005), Planificación territorial del turismo, Turismo, Vol. 50, Barcelona, 2005. 216p. [10] Hernández Días, A. (2010) Proyectos turísticos. Formulación y evaluación. Editorial Trillas. Pág 18-20. Cap 1. [11] Casino Martinez, A., Métodos estadísticos para la evaluación de la calidad en servicios [Microformas]: Una aplicación a los establecimientos de alojamiento turístico. Valencia, Universidad de Valencia. Barcelona E.T.D. Micropublicaciones. ISBN 84-370-4324-7. 2000.

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R Mercy Shanthi, K Subramanian & C Freeda Christy

Transmission Line Towers Using Genetic Algorithm R Mercy Shanthi1, K Subramanian2 & C Freeda Christy3 Recibido: 10 de agosto de 2011 Aceptado: 28 de noviembre de 2011

Abstract: Genetic Minimization of weight of transmission line tower is considered. This paper deals with the design and application of the genetic algorithms(GA) based methodologies for optimization of Transmission line towers. Sizing optimization and topology optimization of 25 bar tower and sizing optimization for 160 bar tower for various types of constraints are carried out. Numerical examples reveal that the proposed approach is capable of producing optimal design. Keywords: GA,transmission line tower,optimization

1. INTRODUCTION Two dimensional and three dimensional trusses are used in many civil engineering applications including buildings, bridges and roofs and for communication systems such as radar antenna, micro wave and TV towers. Design optimization of trusses aims at arriving optimum topology configuration and cross-sectional parameters of members such that the cost or weight of the truss is minimum. Considering all the three types of variables makes the problem too complex because of wide variation in the nature of design variables. Genetic algorithms use stochastic search technique and are classified under the group of evolutionary computing algorithm. GAâ&#x20AC;&#x2122;s based methodology provides ideal technique for realistic formulation of structural design optimization problems by modeling discrete or continuous variable problem in a unified manner. GA has proven to be robust which are better than those obtained by mathematically optimization techniques. GA has been successfully used for optimization of truss structures considering both configuration and topology variables. Ohsaki, Rajeev and Krishnamoorthy applied GA based methodologies for obtaining solution considering topology, configuration and cross section of trusses satisfying either stress or displacement or buckling stress. This paper describes methodologies proposed for design optimization of plane truss, transmission line Towers. 160 bar, 25 bar transmission line towers have been optimized 25 bar tower was adopted for configuration and sizing optimization. SGA cannot directly handle optimal design problems.

1 Karunya University, Coimbatore, Tamil Nadu, mercyshanthi@karunya.edu INDIA 2 Coimbatore Institute of Technology, Coimbatore, Tamil Nadu, INDIA 3 Karunya University, Coimbatore, Tamil Nadu, INDIA

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R Mercy Shanthi, K Subramanian & C Freeda Christy These trusses are optimized and investigated for the following cases for stress criterion, displacement criterion, stress and displacement and buckling effect and generation history for various criteria are compared. The sizing optimization reduces the weight of the truss members keeping their position constant. The weight of the trusses can be further reduced by about 10% with topology, and by 40% with shape or configuration optimization. 2. LITERATURE REVIEW Rajeev and Krishnamoorthy [1] presented two improved methods for size, configuration and topology optimization of trusses. Ohsaki [2] presented a global search algorithm for topology optimization of trusses based on genetic algorithm. Nodal cost as well as member cost is incorporated in the cost function. A topological bit is introduced to indicate the existence of each member. The efficiency of the proposed method is demonstrated in the example of plane trusses. Jenkins [3] investigated application of genetic algorithm in the optimization of structural design. Analysis and design interfaces, and the basic operation of selection, crossover mutation and parameter scaling are presented. Miguel Galante [4] gave the overview of genetic algorithm, which describes the rebirth effect, then the chromosome representation of trusses. Chee Kiong Soh and Yaowen Yang [5] described genetic programming based approach for simultaneous sizing, geometry and topology optimization of structures. An encoding strategy is presented to map between the real structures and genetic programming sparse trees. Lu Jingui et al [6] presented an improved strategy for genetic algorithms in structural optimization. In the improved genetic algorithm the terms of the feasible as well as infeasible individual strings and the related space for individual strings are given. The effectiveness of the improved strategy for genetic algorithm is shown by numerical examples of optimum weight of five and 10-bar structures. Kallassy and Marcelin [7] dealt with the optimization of stiffeners on plates by varying their positions while having well defined dimensions. Mark Jakiela et al [8] applied genetic algorithm to structural topology design problems. Franklin Cheng and Li [9] presented a constrained multi-objective (multi-criterion vector) optimization methodology by integrating a genetic algorithm (GA) and a Fuzzy Penalty function method. 72 bar truss and a four bar truss are investigated. Numerical results demonstrate that the proposed method is highly efficient and robust. Wang and Jahau Chen [10] described the use of genetic algorithm for the selection of optimal support locations. Shared Man Shrestha and Jamshid Ghaboussi [11] proposed the optimum structural shape design of skeletal structure by using genetic algorithm. The proposed methodology uses genetic algorithm to evolve optimum structural shape designs, which are free to assume any geometry and topology. Hasligner and Jedelsky [12] presented a new method for numerical realization of optimal shape design problems called fictitious domain approach, and describes the use of a genetic type algorithm in the above mentioned approach. Lee and Hajela [13] described an adaptation of genetic algorithms (GA) in decomposition based design of multidisciplinary systems.

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R Mercy Shanthi, K Subramanian & C Freeda Christy Charles Camp et al [14] adopted a procedure incorporating simple genetic algorithm (GA) for discrete optimiziation of two-dimensional structures. Jiaping Yang and Chee Kiong Soh [15] proposed a new approach to optimization design concerning the configuration of structures using genetic algorithm with a tournament selection strategy to drive the GA so as to improve the fitness of each succeeding generations more efficiently. Jenkins [3] described a computational environment suitable for optimum design of structures in the case of plane frames. Rajeev and Krishnamoorthy [1] presented a simple genetic algorithm for structural systems with discrete design variables. The concept of optimization using genetic algorithm is presented in detail using a three bar truss and a larger problem is illustrated using 160 bar transmission line towerfor stress constraint. Hitoshi Furuta et al [16] made an attempt to develop a decision making supporting system, paying attention to the steps of making master plan and evaluating configuration and views for aesthetic design of bridge structures. A numerical example of choosing the type and shape of an arched bridge is presented to demonstrate the applicability of the system developed. Vlasis Koumousis and Panos Georgiou [17] presented the mixed layout, and sizing optimization problem of a typical steel roof is solved using a genetic algorithm for the layout part and a logic program is used for the sizing optimization of the truss roof. Greiner Winter and Emperador [18] handled two framed structure optimization. Firstly the constrained minimum mass problems, for both continuous and discrete cases with ideal and real models, are solved with genetic algorithms. Kalyanmoy Deb and Surendra Gulhati [19] carried out optimization of truss structures for finding optimal cross-sectional size, topology and configuration of 2D and 3D trusses to achieve minimum weight using real coded genetic algorithms . Sivakumar et al [20] presented optimization of lattice tower by combining genetic algorithm and object oriented approach. Simon Silih et al presented the optimization of timber truss. Tayfun Dede et al [21], minimized the truss for stress and displacement constraint.

3. TRANSMISSION TOWER OPTIMIZATION The optimal design of structural systems can be classified as: (i) Sizing (ii) Configuration (iii) Topology optimization

Sizing Optimal Design In sizing optimal design problems, the design variables are sizing parameters associated with the finite element model such as the cross sectional areas, and they are assumed to be available as discrete values. In this problem the objective is to find optimal cross sections of all elements in order to achieve a minimum cost of materials and construction. RICS Vol.1 â&#x20AC;&#x201C; No. 1

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R Mercy Shanthi, K Subramanian & C Freeda Christy

Shape Optimal Design When the shape of the structure is allowed to vary, usually an improved design can be obtained. In the shape optimal design problems, the shape of the structure is allowed to vary through the use of parameters that describe the shape of the boundary, such as nodal coordinates of key nodes taken as design variables as small number of design variables can bring about large change in shapes. Topology Optimal Design The problem of optimal layout or topology of a structure is another important problem. Topology means not only how nodes are connected to each other, but also how many nodes are to be placed, and also how they are to be supported. Variation in topology implies variation in the number of joints and members defining the truss.

4. PROBLEM FORMULATION The objective is to find out the optimal cross sectional area of each member for the given loading condition, and thereby minimizing the weight of the truss. m

f  x   Ai l i

(i)

i 1

the constraint equation g(x) is written as (ii)

d i d max  1  0

i 1  0  max

(iii)

i 1  0  cri

(iv)

A violation coefficient C is computed in the following manner. If g  x   0thenC i  g  x  ; g  x   0thenC i  0

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R Mercy Shanthi, K Subramanian & C Freeda Christy l

Ci 

C

(v)

i

i 1

Modified objective function is written incorporating constraint violation as

  x   f  x 1  kc 

(vi)

where k is judiciously selected depending on the influence of a violated individual in the next generation. The fitness of the individual population is given by

F x   1 /  x 

(vii)

Based on the fitness function each population is given a count so as to create a mating pool for the next generator Count = Fi(x) / F’(x)

(viii)

where F’(x) is the average fitness in a generation. 4.1. Sizing and Configuration Optimization The objective of the problems is to minimize the weight and configuration of the trusses subjected to the stress displacement and buckling constraints. The number of design variables and total length of string used for various trusses are shown below: Table 1. String Length for Different Towers

25 bar Tower (Sizing Optimization)

Design Variables 8

Total length of Individual string 32

25 bar Tower (Configuration Optimization)

13

52

160 bar Tower (Sizing Optimization)

12

48

Truss type

In all the above problems it is assumed that each design variable can take any one of the 16 values from the list specified by the upper and lower bounds. Hence the length of the

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R Mercy Shanthi, K Subramanian & C Freeda Christy substring representing one design variable is chosen as four. The total length of the individual string is equal to the length of each substring multiplied by the design variable. The generation history for various population sizes namely 20, 30, 40, 50 and 60 are computed. The following values of genetic parameters are used for solving the entire problems Probability of cross over (Pc) - 0.8 Probability of mutation (Pm) - 0.001 Column Convergence

- 0.1

The cross sectional areas called sizing variables in truss are assumed to be discrete and are chosen from a list of discrete variables which are commercially available. In case of configuration optimization of truss, the coordinates are varied and are taken to be continuous. In sizing optimization of trusses, cross sectional areas of members are considered as design variables, and the co-ordinates of nodes and connectivity among various members are considered to be fixed. In sizing optimization problems the member’s cross section is restricted to take certain pre-specified discrete values. In configuration optimization of trusses the changes in nodal co-ordinates are kept as design variables. Configuration optimization problems are solved using this method in which size variables are considered as discrete and configuration variables as continuous. In topology optimization connectivity of members is to be determined.

4.2. 25 Bar Transmission Tower Space Truss The configuration and dimensions of the 25-bar truss are shown in figure 1. The details of the loading and group members are given in Table 2 and Table 3. The displacements at joints are restricted to 8.89mm and the stresses are restricted to 275.6 MPa. The upper and lower bound of the available section are 64.5mm2 to 1806.45 mm2. Modulus of elasticity is 68.9 x 103 MPa and density of material is 2.77 x 10-5 N/mm3. Probability of Cross over (Pc) and Probability of Mutation (Pm) are taken as 0.8 and 0.001 respectively. Generation history is shown for 100 generations. 25 Bar transmission line tower have been investigated for sizing geometry and topology optimization using genetic algorithm. The truss is also required to remain symmetric with respect to both the x – z plane and y – z plane. Thus only 5 co-ordinates that is x4 y4 and z4 of joint 4 and x8, y8 of joint 8 are considered as geometric variables. The upper and lower bound of configuration variables are as follows: 254 to 762 for x8 and x8 1016 to 2032 mm for y4 1524 to 2540 mm for y8 2032 to 3048 mm for z4.

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R Mercy Shanthi, K Subramanian & C Freeda Christy Figure 1. Configuration and dimensions of the 25-bar truss z 1900 1

2

2540 3

4

75â&#x20AC;? 5

6

2540 9 7 10

x

8

y

5080 5080

Table 2. Loading data for 25 bar Truss Joint Number

Fx (N)

Fy (N)

Fz (N)

1

-4453.74

-44537.4

-44537.4

2

0.0

-44537.4

-44537.4

3

2226.87

0.0

0.0

6

2672.24

0.0

0.0

The upper and lower bound of the geometric variable are as follows: x4 (=-x3 = x5=-x6) and x8 (=x7=x9=-x10) are in random numbers between 254mm and 762mm. y4 (=y3=-y5= -y6) is a random number between 1016 and 2032mm. z4 (=z3=z5=z6) is a random number between 2032 and 3048.0mm. x1 (=-x2), y1 (=y2) and z1 (=z2) and z8 (=z7=z9=z10) are constants between 95.25mm, 0.0mm, 5080.0mm, 0.0mm. Optimal sizing variables for stress displacement and buckling constraints are given in Table 4 and results for optimal topology and geometry are given in Tables 5. Fig 2 represents the generation history for 100 generation for stress displacement and buckling constraints.

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R Mercy Shanthi, K Subramanian & C Freeda Christy Table 3. Element data for 25 bar truss Group Number

Element No

1

1

2

2,3,4,5

3

6,7,8,9

4

10,11

5

12,13

6

14,15,16,17

7

18,19,20,21

8

22,23,24,25

Table 4. Optimal sizing variables for 25 bar Truss (Stress, displacement and buckling constraints) Population Size Areas in

mm2

20

30

40

50

60

A1

258.06

258.06

580.64

258.06

258.06

A2

1548.38

1354.84

1354.84

1677.42

1483.87

A3

1032.26

1483.87

1677.42

1419.35

1612.9

A4

838.71

967.74

129.03

967.74

774.19

A5

709.68

774.19

774.19

838.71

967.74

A6

1354.84

1290.32

967.74

1354.84

967.74

A7

1612.9

1612.9

1612.9

1290.32

967.74

A8

1612.9

1612.9

1612.9

1290.32

1483.87

Optimum weight in N

3140.304

3235.533

3070.678

3062.882

2779.894

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R Mercy Shanthi, K Subramanian & C Freeda Christy Table 5. Optimal result for variable geometry and Topology for 25 bar Truss (Stress, displacement and buckling constraints) 2

Population Size 20

30

40

50

60

A1

1548.38

1161.29

967.74

967.74

1548.38

A2

967.74

1354.84

1354.84

1354.84

1483.87

A3

1096.77

838.71

1419.35

1290.32

1548.38

A4

1225.8

967.74

1354.84

1483.87

1096.77

A5

1806.45

1354.84

1290.32

1290.32

1354.84

A6

1419.35

1290.32

838.71

838.71

838.71

A7

1354.84

838.71

1548.38

1290.32

1096.77

A8

1354.84

1354.84

838.71

838.71

1161.29

X4

349.25

635.0

666.75

666.75

317.5

Y4

1206.5

1714.5

1143.0

1206.5

1143.0

X8

571.5

349.2

635.0

666.75

539.75

Y8

1544.92

2286.0

1778.0

1778.0

1841.5

Z8

2540.0

2984.5

2667.0

2667.0

2286.0

2385.188

2511.075

2355.197

2261.32

2304.7

Optimum weight in N

Figure 2. Generation history of 25 bar Tower Truss

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R Mercy Shanthi, K Subramanian & C Freeda Christy 4.3. 160 Bar Transmission line tower The side view of space structure shown in Fig 3 and Fig 4 has 160 members. The data assumed are E = 2.008x105 Mpa and density of the materials= 7.85 x 10-5 N/ mm3. The tensile stress in member is limited to 147.15 MPa and displacement is limited to 50 mm in nodes A, B, C, D as shown in Fig 3. In the present study the various loading assumed are given in Table No 6. The members are linked to 12 groups and the length and substring corresponding to each design variable is four. The string length of 48 is assumed. Probability of Cross over (Pc) and Probability of Mutation (Pm) are taken as 0.8 and 0.001 respectively. Generation history is shown for 100 generations as shown in Fig 5. Optimal values of the sizing variables for various constraints are given in Tables 7 and 8. Table 6. 160 bar Tower load case Joint No

Fx(N)

Fy(N)

Fz(N)

52

-8.515.08

0.0

-4816.71

37

-9770.76

0.0

-5356.26

25

-10702.71

0.0

-5356.26

28

-10702.71

0.0

-5356.26

Figure 3 & 4. View of space structure

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R Mercy Shanthi, K Subramanian & C Freeda Christy Table 7. Optimal sizing variables for 160 bar Tower (Stress displacement and buckling constraints) Population Size Areas in

mm2 20

30

40

50

60

A1

527.0

388.0

577.5

575.0

527.0

A2

575.0

575.0

625.0

527.0

575.0

A3

226.0

388.0

684.0

806.0

226.0

A4

307.0

347.0

347.0

575.0

527.0

A5

625.0

684.0

479.0

388.0

479.0

A6

806.0

575.0

575.0

625.0

575.0

A7

806.0

575.0

575.0

479.0

625.0

A8

1045.0

1045.0

1045.0

1374.2

1425.8

A9

1045.0

1045.0

1045.0

1045.2

1045.2

A10

3019.34

2470.92

3019.34

3974.18

2470.92

A11

3574.20

4567.7

3574.2

5322.7

5322.7

A12

3574.20

3974.18

5322.70

3974.18

3574.2

20950.84

19835.46

21058.12

22204.47

20081.31

Optimum weight in N

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R Mercy Shanthi, K Subramanian & C Freeda Christy Table 8 Optimal sizing variables for 160 bar Tower for various constraints (Population size 50) Constraints Stress

Displacements

Stress and displacement

Stress Displacement and buckling

A1

575.0

866.0

866.0

575.0

A2

184.0

266.0

266.0

527.0

A3

266.0

479.0

527.0

806.0

A4

184.0

184.0

479.0

575.0

A5

184.0

575.0

575.0

388.0

A6

184.0

226.0

266.0

625.0

A7

184.0

479.0

184.0

479.0

A8

940.0

1045.2

1425.8

1374.2

A9

1138.0

1374.2

2470.92

1045.2

A10

2112.0

3019.34

3019.34

3974.18

A11

2320.0

3019.34

3974.18

5322.7

A12

2320.0

3974.18

3974.18

3974.18

Optimum weight in N

11825.27

18311.83

20161.27

22204.47

Areas in mm2

Figure 5. Generation history of 160 Bar Transmission Line

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R Mercy Shanthi, K Subramanian & C Freeda Christy 5. RESULTS AND DISCUSSIONS The result for population size of 20, 30, 40 and 60 are presented and generation history for these populations is drawn for three dimensional trusses. The results of the optimal design of 25 bar tower for sizing variables are given in Table 9 with the comparison with the result given in literature [1]. The optimal weight of 25 bar truss for variable geometry optimization subjected to stress, displacement and buckling constraint is 2511.075 N and that for fixed topology is 3235.533N. For variable topology subjected to stress, displacement and buckling constraint, the coordinates x4, y4, z4 values are 635.0 mm, 1714.5 mm, 2984.5.0 mm respectively and x8 and y8 values are 349.2 mm, 2286.0 mm respectively 160 bar transmission line tower is fairly a large problem solved using genetic algorithm. The present solution for stress constraint is 11825.27 N, for displacement it is 18311.83 N, for stress and displacement it is 20161.27 N and for stress, displacement and buckling it is 22204.47 N. Groenwold has optimized the tower for only buckling constraint and has obtained the optimum weight of 1359.781 N. Table 9 Comparison of design values of 25 bar Tower (Stress and displacement constraints) Weight in N Population Size

Present Solution

Rajeev and Krishnamoorthy

20

2242.76

2435.105

30

2159.51

2431.764

40

2098.035

2431.764

6. CONCLUSIONS The proposed genetic algorithm provides an ideal technique for modeling discrete as well as continuous variations in design parameter and variation in truss topology. Solutions for very large problems are dealt and it proves the robustness of this algorithm in optimizing such problems. The optimal values are obtained for stress constraints, displacement constraints, stress and displacement constraint and stress, displacement and buckling constraints and their values are compared and it is found that the weight obtained in satisfying the last constraint was more than other constraints. Comparison of the results with those reported in the literature shows that better solutions are obtained in the present method. The sizing optimization reduces the weight of the truss members keeping their position constant. The weight of the trusses can be further reduced by about 10% with topology, and by 40% with shape or configuration optimization.

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R Mercy Shanthi, K Subramanian & C Freeda Christy 7. REFERENCES

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R Mercy Shanthi, K Subramanian & C Freeda Christy [15] Jaiping Yang and Chee Kiong Shon (1997),” Structural optimization by genetic algorithms with Tournament selection” Journal of Computing in Civil Engineering, Vol 11, No 3, pp 195 – 200. [16] Hiothsi Furtura Kenji Maeda and Eiichi Watana (1995) “Application of genetic algorithm to aesthetic design of bridge structures”, Journal of Microcomputers in Civil Engineering, Vol 10, pp 415 – 421. [17] Vlasis K Koumousis and Panos G Georgiou (1994) “ Genetic algorithm in discrete optimization of steel roof trusses” Journal of Computing in Civil Engineering, Vol 8 No: 3, pp 309 – 325. [18] Greiner D, Winter G, Emperados J M (2001)“ Optimizing Frame Structures by Different Strategies of Genetic Algorithms”, Finite Element Analysis and Design, Vol 37, pp 381 – 325. [19] Kalyanmay Deb Surendra Gulati, (2001).” Design of Truss Structures for minimum weight using genetic algorithms”, finite element in analysis and design, Vol 37, pp 447 – 465. [20] Sivakumar P, Rajaraman A, Samuel Knight G M and Ramachandramurthy D S (2004), “Object- oriented optimization approach using genetic algorithm of attice Towers”, Journal of Computing in Civil engineering , Vol 18, pp 162 -171 [21] Tayfun Dede Serkan Bekiroglu and Yusuf Ayvag, (2011),” Weight optimization of trusses with genetic algorithm”, Applied Soft Computing, Vol 11, issue 2, pp 2565-2575.

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INGENIERIA

CIVIL

S O ST E N I B L E REVISTA DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA

FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS Y ARQUITECTURA UNIVERSIDAD JUÁREZ DEL ESTADO DE DURANGO 2012

NÚMERO 1

NOVIEMBRE-FEBRERO 2012


VOLUMEN 1