Aprèn - Albert de la Fuente Antequera

El projecte del pont Quimís Colón i l'ampliació a quatre carrils dels seus trams d'aproximació es fonamenta en tres pilars principals. En primer lloc, busca millorar la via col·lectora E482 per beneficiar l'accés a Portoviejo i altres ciutats clau de Manabí. En segon lloc, s'ha de construir una nova estructura sobre el Riu Quimís a causa del deteriorament de l'actual. En tercer lloc, implica el canvi de categoria de la via per passar d'una calçada amb dos carrils unidireccionals a dues calçades separades, cadascuna amb dos carrils en direcció oposada. El projecte es centra en establir les bases del projecte constructiu i es concentra en l'obra lineal (LOTE 1), deixant l'estructura sobre el Riu Quimís i les obres de drenatge per al LOTE 2 (no és objecte del present projecte). El tram d'actuació és de 2,646 km i està ubicat en el límit cantonal de Jipijapa amb Montecristi, a Manabí, Equador. El tram d'actuació travessa un terreny ondulat de tipus franco argil·lós amb clima àrid i escassetat d'aigua. El 2017 es va registrar un Trànsit Mitjà Diari Anual (TPDA) en el tram Montecristi-Jipijapa de 8,631 vehicles. Es preveu que per l'any de posada en servei el TPDA arribi a 11,583 (2027) i, per a l'any horitzó, a 25,069 (2046). Amb l'actualització del trànsit, la via es qualifica com a tipus AV1 o via multicarril. El disseny inclou dues calçades paral·leles separades per una mitjana de 2 m, cadascuna amb dos carrils de 3,65 m. A més, disposa de voreres exteriors de 2,5 m i interiors de 1,5 m. Les bermes de capçal de terraplè tenen 1,0 m d'ample, així com la falda de peu de desmunt, i s'inclou una cuneta de desmunt transitables de 1,60 m d'ample. La velocitat de projecte de la via és de 90 km/h. El pressupost d'execució és de 9,331,529.59 €, amb un pressupost addicional per expropiacions i indemnitzacions calculat en 883,543.96 $.

El proyecto del puente Quimís Colón y la ampliación a cuatro carriles de sus tramos de aproximación se fundamenta en tres pilares principales. Primero, busca mejorar la vía colectora E482 para beneficiar el acceso a Portoviejo y otras ciudades clave de Manabí. Segundo, se debe construir una nueva estructura sobre el Río Quimís debido al deterioro de la actual. Tercero, implica el cambio de categoría de la vía para pasar de una calzada con dos carriles unidireccionales a dos calzadas separadas, cada una con dos carriles en dirección opuesta. El proyecto se enfoca en establecer las bases del proyecto constructivo y se centra en la obra lineal (LOTE 1), dejando la estructura sobre el Río Quimís y las obras de drenaje para el LOTE 2 (no es objeto del presente proyecto). El tramo de actuación es de 2,646 km y se localiza en el límite cantonal de Jipijapa con Montecristi, en Manabí, Ecuador. El tramo de actuación atraviesa un terreno ondulado de tipo franco arcilloso con clima árido y escasez de agua. En 2017 se registró un Tráfico Promedio Diario Anual (TPDA) en el tramo Montecristi-Jipijapa de 8631, para el año de puesta en servicio se estima que se tendrá un TPDA de 11583 (2027) y, para el año horizonte un TPDA de 25069 (2046). Con la actualización del tráfico la vía se califica como tipo AV1 o vía multicarril. El diseño incluye dos calzadas paralelas separadas por una mediana de 2 m, cada una con dos carriles de 3,65 m. Además, cuenta con arcenes exteriores de 2,5 m e interiores de 1,5 m. Las bermas de cabeza de terraplén tienen 1,0 m de ancho, al igual que la baqueta de pie de desmonte, se incluye una cuneta de desmonte transitable de 1,60 m de ancho. La velocidad de proyecto de la vía es de 90 km/h. El presupuesto de ejecución es de 9.331.529,59 €, con un presupuesto adicional para expropiaciones e indemnizaciones calculado en 883.543,96 $.

The project for the Quimís Colón bridge and the expansion to four lanes of its approach sections is based on three main pillars. Firstly, it aims to improve the E482 collector road to enhance access to Portoviejo and other key cities in Manabí. Secondly, a new structure must be built over the Quimís River due to the deterioration of the current one. Thirdly, it involves upgrading the road category from a two-lane unidirectional carriageway to two separate carriageways, each with two lanes in opposite directions. The project focuses on establishing the foundations of the construction project and centers on the linear works (LOT 1), leaving the structure over the Quimís River and drainage works for LOT 2 (not part of this current project). The project spans 2,646 km and is located at the cantonal boundary of Jipijapa with Montecristi, in Manabí, Ecuador. This segment crosses undulating terrain of clayey loam type with arid climate and water scarcity. In 2017, the Montecristi-Jipijapa stretch recorded an Average Annual Daily Traffic (AADT) of 8,631. By the year of service commencement, AADT is estimated to reach 11,583 (2027), and for the horizon year, 25,069 (2046). With the traffic update, the road is classified as AV1 or multi-lane. The design includes two parallel carriageways separated by a 2 m median, each with lanes of 3.65 m width. Additionally, it features outer shoulders of 2.5 m and inner shoulders of 1.5 m. Embankment berms have a width of 1.0 m, as does the cut slope foot batter. It includes a traversable ditch with a width of 1.60 m. The designed speed for the road is 90 km/h. The execution budget is 9,331,529.59 €, with an additional budget allocated for expropriations and compensations totaling 883,543.96 $.

Estudio técnico-económico de forjados de hormigón reforzados con fibras de acero en zona metropolitana de Monterrey

Master thesis

Serna Garcia, Mauricio

Tutor / Supervisor: Fuente Antequera, Albert de la; Aidarov, Stanislav

Publication date: 2024

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Correlaciones experimentales entre el ensayo Barcelona y el ensayo de flexotracción para hormigones reforzados con fibras sintéticas

Master thesis

Astocondor Peñarrieta, Diego

Tutor / Supervisor: Tošić, Nikola; Fuente Antequera, Albert de la

Publication date: 2024

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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El HRF ha guanyat una posició destacada en l'àmbit de la construcció a nivell mundial en les últimes dècades, essent utilitzat en una àmplia gamma d'aplicacions que van des de soleres i paviments industrials, formigons projectats per a túnels, talussos i execució de piscines, formigons prefabricats, fins a elements estructurals en edificació. No obstant això, el seu ús s'enfronta a reptes en termes de caracterització i avaluació de les seves propietats mecàniques. L'objectiu principal d'aquesta tesi és correlacionar dos assajos àmpliament utilitzats per a la caracterització del HRF: l'assaig de flexotraacció (3PBT) i l'assaig Barcelona (BCN). El BCN, sent més simple en la seva execució i requerint mostres més lleugeres, presenta avantatges pràctiques significatives en comparació amb el 3PBT. No obstant això, la seva aplicació es veu limitada per la manca de correlacions establertes amb el 3PBT. Al llarg de la investigació, s'ha observat una correlació lineal molt forta entre els resultats de tots dos assajos. Això ha permès establir una relació directa entre un paràmetre de cada prova, la qual cosa ha donat resultats prometedors en termes de caracterització del HRF. La correlació proposada entre el 3PBT i el BCN es basa en la comparació dels resultats obtinguts en mostres de formigó reforçat amb diferents tipus i continguts de fibres. En conclusió, aquest treball proporciona una contribució significativa al camp de la caracterització del HRF al proposar una correlació efectiva entre dos assajos importants. Aquesta correlació obre noves possibilitats per a l'ús del BCN com a mètode complementari per avaluar les propietats del HRF, la qual cosa pot tenir un impacte positiu en l'eficiència i precisió dels processos de disseny i construcció en la indústria.

El HRF ha ganado una posición destacada en el ámbito de la construcción a nivel mundial en las últimas décadas, siendo utilizado en una amplia gama de aplicaciones que van desde soleras y pavimentos industriales, hormigones proyectados para túneles, taludes y ejecución de piscinas, hormigones prefabricados, hasta elementos estructurales en edificación. Sin embargo, su uso se enfrenta a desafíos en términos de caracterización y evaluación de sus propiedades mecánicas. El objetivo principal de esta tesis es correlacionar dos ensayos ampliamente utilizados para la caracterización del HRF: el ensayo de flexotracción (3PBT) y el ensayo Barcelona (BCN). El BCN, siendo más simple en su ejecución y requiriendo muestras más ligeras, presenta ventajas prácticas significativas en comparación con el 3PBT. Sin embargo, su aplicación se ve limitada por la falta de correlaciones establecidas con el 3PBT. A lo largo de la investigación, se ha observado una correlación lineal muy fuerte entre los resultados de ambos ensayos. Esto ha permitido establecer una relación directa entre un parámetro de cada prueba, lo que ha arrojado resultados prometedores en términos de caracterización del HRF. La correlación propuesta entre el 3PBT y el BCN se basa en la comparación de los resultados obtenidos en muestras de hormigón reforzado con diferentes tipos y contenidos de fibras. En conclusión, este trabajo proporciona una contribución significativa al campo de la caracterización del HRF al proponer una correlación efectiva entre dos ensayos importantes. Esta correlación abre nuevas posibilidades para el uso del BCN como método complementario para evaluar las propiedades del HRF, lo que puede tener un impacto positivo en la eficiencia y precisión de los procesos de diseño y construcción en la industria.

FRC has gained prominence in the construction industry worldwide in recent decades, being used in a wide range of applications including industrial floors and pavements, shotcrete for tunnels, slopes, and pool construction, precast concrete, as well as structural elements in building construction. However, its use faces challenges in terms of characterization and evaluation of its mechanical properties. The main objective of this thesis is to correlate two widely used tests for FRC characterization: the three-point bending test (3PBT) and the Barcelona test (BCN). The BCN, being simpler to execute and requiring lighter samples, offers significant practical advantages compared to the 3PBT. However, its application is limited by the lack of established correlations with the 3PBT. Throughout the research, a very strong linear correlation has been observed between the results of both tests. This has allowed for the establishment of a direct relationship between a parameter of each test, yielding promising results in terms of FRC characterization. The proposed correlation between the 3PBT and the BCN is based on the comparison of results obtained from samples of reinforced concrete with different types and contents of fibers. In conclusion, this work provides a significant contribution to the field of FRC characterization by proposing an effective correlation between two important tests. This correlation opens up new possibilities for the use of the BCN as a complementary method to evaluate the properties of FRC, which may have a positive impact on the efficiency and accuracy of design and construction processes in the industry.

Investigación experimental sobre los efectos del uso de árido reciclado y fibra reciclada en hormigón reforzado con fibras

Master thesis

Rivadeneira Escobar, Gabriela Carolina

Tutor / Supervisor: Tošić, Nikola; Fuente Antequera, Albert de la

Publication date: 2024

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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El sector de la construcció ha experimentat un creixement notable en els últims anys, la qual cosa ha generat un augment en la generació de Residus de Construcció i Demolició (RCD), representant més d'un terç del total de residus a Europa. Espanya se situa en el cinquè lloc entre els països amb major generació de RCD en el continent. La valorització i reciclatge d'aquests residus ha guanyat rellevància com a solució, si bé encara enfronta deficiències en recerca i execució. El formigó reforçat amb fibres és àmpliament utilitzat en la construcció a causa dels seus beneficis estructurals, de durabilitat i costos. No obstant això, existeix una escassa recerca sobre la seva fase post-servei i estratègies de tractament o reutilització. Aquesta tesi proposa analitzar l'efecte d'utilitzar àrid i fibres reciclades en la fabricació de nou formigó reforçat amb fibres. Es van dur a terme proves amb tres tipus de formigó: un amb àrid natural i fibres noves, un altre amb àrid reciclatge amb fibres adherides i fibres noves, i un altre amb àrid natural i fibres reciclades, utilitzant un contingut de fibres de 3 i 9 kg/m³ per a cada tipus. Els resultats indiquen que la utilització d'àrid reciclatge amb fibres adherides produeix una lleugera disminució en la resistència a compressió, però pot resultar en formigons amb resistència major a 30 MPa. La incorporació de fibres reciclades no influeix significativament en la resistència a compressió. Quant al mòdul d'elasticitat, l'ús d'àrid reciclatge comporta una reducció de fins al 22%, mentre que les fibres reciclades no tenen un impacte significatiu. Respecte a la resistència residual, les fibres adherides a l'àrid reciclatge aporten durant la fase post-fissuració del formigó, mentre que les fibres reciclades presenten un desgast i un rendiment inferior en l'etapa de cosit després de la fissuració.

El sector de la construcción ha experimentado un crecimiento notable en los últimos años, lo que ha generado un aumento en la generación de Residuos de Construcción y Demolición (RCD), representando más de un tercio del total de residuos en Europa. España se sitúa en el quinto lugar entre los países con mayor generación de RCD en el continente. La valorización y reciclaje de estos residuos ha ganado relevancia como solución, aunque aún enfrenta deficiencias en investigación y ejecución. El hormigón reforzado con fibras es ampliamente utilizado en la construcción debido a sus beneficios estructurales, de durabilidad y costos. Sin embargo, existe una escasa investigación sobre su fase post-servicio y estrategias de tratamiento o reutilización. Esta tesis propone analizar el efecto de utilizar árido y fibras recicladas en la fabricación de nuevo hormigón reforzado con fibras. Se llevaron a cabo pruebas con tres tipos de hormigón: uno con árido natural y fibras nuevas, otro con árido reciclado con fibras adheridas y fibras nuevas, y otro con árido natural y fibras recicladas, utilizando un contenido de fibras de 3 y 9 kg/m3 para cada tipo. Los resultados indican que la utilización de árido reciclado con fibras adheridas produce una ligera disminución en la resistencia a compresión, pero puede resultar en hormigones con resistencia mayor a 30 MPa. La incorporación de fibras recicladas no influye significativamente en la resistencia a compresión. En cuanto al módulo de elasticidad, el uso de árido reciclado conlleva una reducción de hasta el 22%, mientras que las fibras recicladas no tienen un impacto significativo. Respecto a la resistencia residual, las fibras adheridas al árido reciclado aportan durante la fase post-fisuración del hormigón, mientras que las fibras recicladas presentan un desgaste y un rendimiento inferior en la etapa de cosido después de la fisuración.

The construction sector has experienced significant growth in recent years, leading to an increase in the generation of Construction and Demolition Waste (CDW), representing more than one-third of the total waste in Europe. Spain ranks fifth among the countries with the highest CDW generation on the continent. The valorization and recycling of these wastes have gained relevance as a solution, although they still face deficiencies in research and execution. Fiber-reinforced concrete is widely used in construction due to its structural, durability, and cost benefits. However, there is limited research on its post-service phase and strategies for treatment or reuse. This thesis proposes to analyze the effect of using recycled aggregates and fibers in the manufacture of new fiber-reinforced concrete. Tests were carried out with three types of concrete: one with natural aggregates and new fibers, another with recycled aggregates with adhered fibers and new fibers, and another with natural aggregates and recycled fibers, using a fiber content of 3 and 9 kg/m3 for each type. The results indicate that the use of recycled aggregates with adhered fibers leads to a slight decrease in compressive strength but may result in concrete with a strength greater than 30 MPa. The incorporation of recycled fibers does not significantly influence compressive strength. Regarding the modulus of elasticity, the use of recycled aggregates leads to a reduction of up to 22%, while recycled fibers have no significant impact. Regarding residual strength, the fibers adhered to the recycled aggregates contribute during the post-cracking phase of the concrete, while recycled fibers show wear and inferior performance in the stitching stage after cracking.

Análisis de la diferencia del proceso de puesta en obra del hormigón reforzado con fibras en el comportamiento mecánico: Moldeado vs Proyectado

Master thesis

Calderón Carranza, Carlos José

Tutor / Supervisor: Fuente Antequera, Albert de la; Martinello Carlesso, Debora; Leporace Guimil, Bruno

Publication date: 2023

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Evaluación de la sostenibilidad de mezclas de mortero impreso 3D en fachadas

Bachelor thesis

Pastor Martil, Joan

Tutor / Supervisor: Fuente Antequera, Albert de la; Leporace Guimil, Bruno; Sadrolodabaee, Payam

Publication date: 2023

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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La impressió 3D de morters és una alternativa que representa un gran potencial donats els nombrosos avantatges constructius que aporta. Aquest mètode de construcció permet realitzar geometries complexes d'elevada dificultat, en prescindir de l'ús d'encofrat. També fa possibles reduccions del cost total i del temps d'obra, en automatitzar el procés de construcció. A més a més, l'optimització dels recursos naturals disminueix el consum de matèries primeres i minimitza significativament les emissions d'efecte hivernacle. Per altra banda, es preveu que la utilització d'aquesta tècnica generi llocs de treball de major qualificació. Des del punt de vista de la sostenibilitat, la fabricació additiva de morter, podria oferir una aportació de gran interès per millorar l'actual construcció amb formigó convencional. A pesar que en el formigó convencional l'estudi de la sostenibilitat de les barreges és molt extens, en la impressió 3D el coneixement sobre la sostenibilitat de les barreges és encara reduït. En el present treball s'avalua la sostenibilitat de cinc barreges diferents de morter imprès 3D destinades a ser empleades en façanes, mitjançant un mètode basat en el Model de Valor Integrat per a l'evaulació de la Sostenibilitat (MIVES). Amb el fi de determinar quina d'elles és més adequada des del punt de vista de la sostenibilitat.

La impresión 3D de morteros es una alternativa que presenta un gran potencial dadas las numerosas ventajas constructivas que aporta. Este método de construcción permite realizar geometrías complejas de elevada dificultad, al prescindir del uso de encofrados. También hace posibles reducciones del coste total y del tiempo en obra, al automatizar el proceso de construcción. Además, la optimización de los recursos naturales disminuye el consumo de materias primas y minimiza significativamente las emisiones de efecto invernadero. Por otro lado, se prevé que la utilización de esta técnica genere empleo de mayor cualificación. Desde el punto de vista de la sostenibilidad, la fabricación aditiva de mortero, podría ofrecer un aporte de gran interés para mejorar la actual construcción con hormigón convencional. Pese a que en el hormigón convencional el estudio de la sostenibilidad de las mezclas es muy extenso, en la impresión 3D el conocimiento acerca de la sostenibilidad de las mezclas es todavía reducido. En el presente trabajo se evalúan la sostenibilidad de cinco mezclas distintas de mortero impreso 3D destinadas a ser empleadas en fachadas, mediante un método basado en el Modelo de Valor Integrado para la evaluación de la Sostenibilidad (MIVES). Con el fin de determinar cuál de ellas es más adecuada desde el punto de vista de la sostenibilidad.

The 3D concrete printing is an alternative that has great potential, due to the numerous constructive advantages it provides. This construction method allows complex geometries of great difficulty to be made, by dispensing with the use of formwork. It also reduces overall cost and time on a jobsite by automating the construction process. On one hand, the optimization of natural resources reduces the consumption of raw materials and significantly minimizes greenhouse gas emissions. On the other hand, it is expected that the use of this technique will generate more qualified employment. From the point of view of sustainability, additive manufacturing of concrete could offer very interesting contributions to improve current construction with conventional concrete. Even though in conventional concrete the study of the sustainability of the mixes is very extensive, in 3D concrete printing the knowledge about the sustainability of the mixes is still limited. This thesis evaluates the sustainability of five different mixtures of 3D concrete printing intended to be used in facades, through a method based on the Integrated Value Model for the evaluation of Sustainability (MIVES). In order to determine which of them is more appropriate from the point of view of sustainability.

Análisis de sostenibilidad de mezclas para impresión 3D

Master thesis

Salgado Correa, Eileen Carolina

Tutor / Supervisor: Galeote Moreno, Eduardo; Fuente Antequera, Albert de la; Leporace, Bruno

Publication date: 2023

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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En el present treball es fa un recompte dels aspectes rellevants de la impressió digital o impressió 3D en el sector de la construcció, s'explora com aquesta tecnologia no sols ha revolucionat el procés de construcció, sinó que també genera un impacte positiu en la sostenibilitat ambiental, ja que no sols redueix els temps de construcció, flexibilitza el disseny, sinó que també redueix l'ús de materials com el ciment el que comporta directament en la generació de menors emissions i consum d'energia. Per a comprendre els efectes d'aquesta tecnologia en un ambient sostenible es va realitzar l'avaluació de dotze mescles de morter compostes per diferents materials i dosatges per a la fabricació d'una peça d'un mur imprès d'un metre quadrat. S'utilitza la metodologia multicriteri MIVES per a calcular l'índex de sostenibilitat d'aquestes alternatives, la qual cosa es resumeixen en un arbre de presa decisions compost per quatre requeriments com són l'ambiental, econòmic, social i tecnològic, cinc criteris i nou indicadors. Amb aquests últims s'arriba a calcular les satisfaccions mitjançant funcions de valor per a finalment obtenir l'índex de valor de cada alternativa. En l'escenari principal on es prioritza l'ambiental, la mescla que resulta amb un índex de valor superior és la composta per aglutinants com a ciment, micro sílice i cendres volants i a més incorpora l'ús d'àrids reciclats gruixos (grandària de partícula de 5 mm a 10mm). Addicionalment, s'executa una anàlisi de sensibilitat on es varien els percentatges dels pesos dels requeriments en tres nous escenaris, prioritzant respectivament l'econòmic, el tecnològic i finalment el social. Finalment es realitza una anàlisi dels resultats obtinguts en tots els escenaris.

En el presente trabajo se hace un recuento de los aspectos relevantes de la impresión digital o impresión 3D en el sector de la construcción, se explora cómo esta tecnología no solo ha revolucionado el proceso de construcción, sino que también genera un impacto positivo en la sostenibilidad ambiental, ya que no solo reduce los tiempos de construcción, flexibiliza el diseño, sino que también reduce el uso de materiales como el cemento lo que conlleva directamente en la generación de menores emisiones y consumo de energía. Para comprender los efectos de esta tecnología en un ambiente sostenible se realizó la evaluación de doce mezclas de mortero compuestas por diferentes materiales y dosificaciones para la fabricación de una pieza de un muro impreso de un metro cuadrado. Se utiliza la metodología multicriterio MIVES para calcular el índice de sostenibilidad de estas alternativas, lo que se resumen en un árbol de toma decisiones compuesto por cuatro requerimientos como son el ambiental, económico, social y tecnológico, cinco criterios y nueve indicadores. Con estos últimos se llega a calcular las satisfacciones mediante funciones de valor para finalmente obtener el índice de valor de cada alternativa. En el escenario principal donde se prioriza lo ambiental, la mezcla que resulta con un índice de valor superior es la compuesta por aglutinantes como cemento, micro sílice y cenizas volantes y además incorpora el uso de áridos reciclados gruesos (tamaño de partícula de 5 mm a 10mm). Adicionalmente, se ejecuta un análisis de sensibilidad donde se varían los porcentajes de los pesos de los requerimientos en tres nuevos escenarios, priorizando respectivamente lo económico, lo tecnológico y por último lo social. Finalmente se realiza un análisis de los resultados obtenidos en todos los escenarios.

In the present work, a recapitulation of the relevant aspects of digital printing or 3D printing in the construction sector is provided. It explores how this technology has not only revolutionized the construction process but also generated a positive impact on environmental sustainability. Not only reduces construction times and offers design flexibility but also diminishes the use of materials like cement, leading directly to lower emissions and energy consumption. To comprehend the effects of this technology in a sustainable environment, an evaluation of twelve mortar mixtures composed of different materials and compositions was conducted for the fabrication of a one-square-meter printed wall piece. The MIVES multicriteria methodology is used to calculate the sustainability index of these alternatives, which is summarized in a decision tree composed of four requirements: environmental, economic, social, and technological; five criteria; and nine indicators. With the latter, satisfaction is calculated through value functions to ultimately obtain the value index of each alternative. In the main scenario, where environmental aspects are prioritized, the mixture that results in a higher value index is composed of binders such as cement, micro-silica, and fly ash, and it also incorporates the use of coarse recycled aggregates (particle size from 5 mm to 10 mm). Additionally, a sensitivity analysis is carried out where the weight percentages of the requirements are varied in three new scenarios, prioritizing economic, technological, and social aspects, respectively. Finally, an analysis of the results obtained in all scenarios is conducted.

Analysis of time-dependent behaviour of synthetic fibre reinforced concrete under sustained load

Master thesis

Reynvart, Igor

Tutor / Supervisor: Fuente Antequera, Albert de la; Tošić, Nikola

Publication date: 2023

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Reducing construction waste through urban furniture: an experimental and multi-criteria exploration of fine Recycled Aggregates for 3D Printed Concrete

Bachelor thesis

Salloum Stanbuly, Nur

Tutor / Supervisor: Tošić, Nikola; Fuente Antequera, Albert de la

Publication date: 2023

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Aquesta tesi representa un enfocament poc convencional, fusionant tecnologies modernes d'impressió 3D amb el potencial no aprofitat dels àrids reciclats, atès que la sostenibilitat en la construcció comença a ser un imperatiu més que una aspiració. En aquesta tesi, s'avalua el potencial d'integrar ambdós enfocaments - àrids reciclats fins (fRA) de Residus de Construcció i Demolició amb Tecnologies d'Impressió 3D - des d'una perspectiva experimental i analítica. Es va desenvolupar un prototip de cadira urbana feta amb una barreja de formigó que conté 100% de fRA, utilitzant una impressora 3D de pòrtic. Es van dissenyar barreges de Formigó d'Alta Resistència (HSC) i Formigó de Resistència Normal (NSC), amb HSC mostrant major resistència però fent front a reptes d'extrusió a causa del contingut d'Additiu Modificador de Viscositat (AMV). En conseqüència, es va utilitzar NSC per imprimir el prototip. Es va realitzar una anàlisi de sostenibilitat utilitzant el model MIVES, comparant la cadira impresa en 3D amb una cadira urbana de formigó armat tradicional. Els resultats van revelar que la cadira impresa en 3D va assolir un índex de sostenibilitat del 75,7%, mentre que la cadira tradicional va obtenir un 42%. No obstant això, aquest estudi va patir d'una sèrie de limitacions, incloent-hi enfocar-se només en la fase de fabricació i considerar només dues alternatives. A més, no es van analitzar les propietats mecàniques de la cadira tradicional; en conseqüència, es desconeix si tenen aspectes mecànics superiors, cosa que podria donar lloc a un resultat subjectiu. És crucial que futures investigacions ampliïn l'abast de les alternatives, considerin tot el cicle de vida del producte, trobin solucions als reptes d'extrusió als que es veuen sotmesos les barreges amb AMV i avaluar les propietats mecàniques de totes les alternatives.

Esta tesis representa un enfoque poco convencional al fusionar tecnologías modernas de impresión 3D con el potencial no explotado de áridos reciclados, dado que la sostenibilidad en la construcción comienza a ser un imperativo más que una aspiración. En esta tesis, se evalúa el potencial de integrar ambos enfoques - áridos finos reciclados (fRAs) de Residuos de Construcción y Demolición (CDW) con Tecnologías de Impresión 3D (3DPT) - desde un ángulo experimental y analítico. Se desarrolló un prototipo de silla urbana hecho con una mezcla de hormigón que contiene 100% de fRA utilizando una impresora de pórtico 3D. Se diseñaron mezclas de Hormigón de Alta Resistencia (HSC) y Hormigón de Resistencia Normal (NSC), con HSC mostrando mayor resistencia, pero enfrentando desafíos de extrusión debido al contenido de Aditivo Modificador de Viscosidad (AMV). En consecuencia, se utilizó NSC para imprimir el prototipo. Se llevó a cabo un análisis de sostenibilidad utilizando el modelo MIVES, un método de toma de decisiones multicriterio, comparando la silla impresa en 3D con una silla urbana de hormigón armado tradicional. Los resultados revelaron que la silla impresa en 3D alcanzó un índice de sostenibilidad del 75,7%, mientras que la silla tradicional obtuvo un 42%. Sin embargo, este estudio enfrentó limitaciones, incluido centrarse únicamente en la fase de fabricación y considerar solo dos alternativas. Además, no se analizaron las propiedades mecánicas de la silla tradicional; por lo tanto, se desconoce si tienen aspectos mecánicos superiores, lo que podría producir un resultado subjetivo. Es fundamental que futuras investigaciones amplíen el alcance de alternativas, consideren todo el ciclo de vida del producto, encuentren soluciones para desafíos de extrusión enfrentados por mezclas con AMV y se evalúen las propiedades mecánicas de todas las alternativas.

This thesis represents an unconventional approach by fusing modern 3D printing technologies with the untapped potential of recycled aggregates since sustainability in construction starts to be an imperative rather than an aspiration In this thesis, the potential of integrating both approaches—fine Recycled Aggregates (fRAs) from Construction and Demolition Waste (CDW) with 3D Printing Technologies (3DPT)—is evaluated from an experimental and analytical angle. A prototype urban chair made of a concrete mix containing 100% fRA was developed using a 3D gantry printer. High Strength Concrete (HSC) and Normal Strength Concrete (NSC) mixes were designed, with HSC showing superior strength but facing extrusion challenges due to Viscosity Modifying Admixture (VMA) content. Consequently, NSC was utilized for printing the prototype. A sustainability analysis was carried out using the MIVES model, which is a multi-criteria decision-making method, comparing the 3D printed chair to a traditional reinforced concrete urban chair. The results revealed that the 3D printed chair achieved a sustainability index of 75.7%, while the traditional chair attained 42%. However, this study faced limitations including focusing solely on the manufacturing phase and considering only two alternatives. Additionally, the mechanical properties of the traditional chair were not analysed, as a result, it is unknown whether they have higher mechanical aspects, which could produce a subjective result. It's crucial for future research to expand the scope of alternatives, consider the entire product life cycle, find solutions for extrusion challenges faced by mixes with VMA, and evaluate the mechanical properties of all alternatives to provide a more comprehensive and accurate assessment of the sustainability of materials and manufacturing techniques used in creating urban chairs.

Evaluación de rebote en hormigón proyectado reforzado con fibras metálicas

Master thesis

Gándara Vivar, Carlos

Tutor / Supervisor: Martinello Carlesso, Debora; Fuente Antequera, Albert de la

Publication date: 2023

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Aquest estudi consisteix en la caracterització mecànica del formigó projectat reforçat amb fibres i formigó reforçat amb fibres buidat als motlles mitjançant assaigs de compressió, mòdul assecant dʻelasticitat en compressió, assaig Barcelona, assaig a flexió en bigues i en panells quadrats. Compara els resultats, analitza la resistència residual dels dos formigons i mitjançant l'assaig inductiu determina un 37% de rebot de fibres metàl·liques. Segueix els lineaments de la normativa UNE-EN 14651, proposada a la normativa prEN 14488-3 mètode B i del Model Code for Concrete Structures es determina que el tipus de fibres metàl·liques i la dosificació emprada compleix els requeriments per ser considerat estructural i poder reemplaçar lús de malles electrosoldades. La proposta a la normativa prEN 14488-3 fa referència a assaigs de formigó projectat utilitzant panells quadrats, mentre que la normativa UNE-EN 14651 fa referència a formigó reforçat amb fibres utilitzant bigues de secció transversal 150 x 150 mm. Dins la caracterització mecànica emprada en aquest estudi després d'assajar els panells quadrats aquests elements són tallats en bigues de secció transversal 100 x 100 mm i són assajades seguint les configuracions de la normativa UNE-EN 14651 per comparar els resultats de panells – bigues de 100 x 100 mm i bigues de 150 x 150 mm – bigues de 100 x 100 mm.

Este estudio consiste en la caracterización mecánica del hormigón proyectado reforzado con fibras y hormigón reforzado con fibras vaciado en los moldes mediante ensayos de compresión, módulo secante de elasticidad en compresión, ensayo Barcelona, ensayo a flexión en vigas y en paneles cuadrados. Compara sus resultados, analiza la resistencia residual de ambos hormigones y mediante el ensayo inductivo determina un 37% de rebote de fibras metálicas. Sigue los lineamientos de la normativa UNE-EN 14651, propuesta a la normativa prEN 14488- 3 método B y del Model Code for Concrete Structures se determina que el tipo de fibras metálicas y la dosificación empleada cumple con los requerimientos para ser considerado estructural y poder reemplazar el uso de mallas electrosoldadas. La propuesta a la normativa prEN 14488-3 hace referencia a ensayos de hormigón proyectado utilizando paneles cuadrados, mientras que la normativa UNE-EN 14651 se refiere a hormigón reforzado con fibras utilizando vigas de sección transversal 150 x 150 mm. Dentro de la caracterización mecánica empleada en este estudio después de ensayar los paneles cuadrados estos elementos son cortados en vigas de sección transversal 100 x 100 mm y son ensayadas siguiendo las configuraciones de la normativa UNE-EN 14651 para comparar los resultados de paneles – vigas de 100 x 100 mm y vigas de 150 x 150 mm – vigas de 100 x 100 mm.

This study consists of the mechanical characterization of the fiber-reinforced shotcrete and fiber-reinforced cast concrete in the molds by compression tests, secant modulus of elasticity in compression, Barcelona test, flexural test on beams and square panels. It compares the results, analyzes the residual resistance of both concretes and through the inductive test determines a 37% rebound of steel fibers. It follows the guidelines of the UNE-EN 14651 standard, proposed to the prEN 14488-3 method B standard and the Model Code for Concrete Structures, it is determined that the type of steel fibers and the dosage used meet the requirements to be considered structural and power replace the use of electro-welded mesh. The proposal to the prEN 14488-3 standard refers to shotcrete tests using square panels, while the UNE-EN 14651 standard refers to fiber-reinforced concrete using beams with a cross section of 150 x 150 mm. Within the mechanical characterization used in this study, after testing the square panels, these elements are cut into beams with a cross section of 100 x 100 mm and are tested following the configurations of the UNE-EN 14651 standard to compare the results of panels - steel beams. 100 x 100 mm and 150 x 150 mm beams – 100 x 100 mm beams.

Experimental investigation of polypropylene fiber reinforced concrete recycling: use of recycled aggregates and recovered fiber in new concrete production

Master thesis

Tamayo Gordillo, Juan José

Tutor / Supervisor: Fuente Antequera, Albert de la; Tošić, Nikola

Publication date: 2022

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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La presente campaña experimental se centra principalmente en la investigación de la viabilidad del hormigón producido con materiales reciclados, concretamente con áridos procedentes de elementos de hormigón reciclados y fibra reciclada. Para ello, se utilizará una primera generación de hormigones producidos con áridos naturales y fibra virgen en diferentes proporciones. Una vez producido y caracterizado, este hormigón servirá como punto de referencia para la comparación entre el hormigón convencional y el producido con materiales reciclados. Se evaluarán las propiedades en estado fresco y endurecido para investigar el cambio en el comportamiento del hormigón que se puede producir por el uso de materiales reciclados. Esta campaña se lleva a cabo en el contexto de que la industria de la construcción produce millones de toneladas al año procedentes de los procesos de construcción, demolición y remodelación de estructuras en la ingeniería civil, y existe la necesidad de avanzar hacia una industria más sostenible y eficiente. Esto requiere la creación de nuevas tecnologías que ayuden a gestionar los residuos y, crear nuevos materiales que sean más eficientes y puedan ser reutilizados durante varios ciclos

The present experimental campaign is mainly focused on investigating the feasibility of concrete produced with recycled materials, specifically with aggregate from recycled concrete elements and recycled fiber. For this purpose, a first generation of concrete produced with natural aggregates and virgin fiber in different proportions will be used. Once produced and characterized, this concrete will serve as a reference point for the comparison between conventional concrete and concrete produced with recycled materials. Properties in the fresh and hardened state will be evaluated in order to investigate the change in concrete's behavior that can be produced by the use of recycled materials. This campaign is carried out in the context that the construction industry produces millions of tons per year from construction processes, demolition, and remodeling of structures in civil engineering, and there is a need to move towards a more sustainable and efficient industry. This requires the creation of new technologies that help manage waste and, create new materials that are more efficient and can be reused for several cycles

Análisis de sostenibilidad de edificaciones construidas mediante impresión 3D. Caso de estudio de una casa unifamiliar

Master thesis

Barría Luna, Claudio Andrés

Tutor / Supervisor: Fuente Antequera, Albert de la; Josa i Culleré, Irene

Publication date: 2022

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Pasarelas de hormigón mediante la técnica de la impresión 3D: estado del arte y análisis de sostenibilidad

Master thesis

Asensio Cuadra, Javier

Tutor / Supervisor: Fuente Antequera, Albert de la

Publication date: 2022

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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La fabricació digital amb formigó està suscitant un elevat interès en el sector de la construcció gràcies als seus avantatges a nivell de sostenibilitat, destacant entre altres el menor consum de materials i menors emissions de gasos contaminants amb efecte hivernacle a l'atmosfera enfront de solucions de formigó tradicionals. Des de la seva primera aplicació en passarel·les, any 2016, fins a l'actualitat, s'han construït sis unitats i quatre més estan en fase de muntatge, demostrant així la viabilitat de la tècnica i la voluntat que el seu ús s'estengui. En el present treball es descriuen aquestes passarel·les impreses en formigó 3D (3DPC) en mode d'Estat de l'Art. D'altra banda, per a quantificar el grau de sostenibilitat de les passarel·les 3DPC i comparar aquest grau enfront d'altres solucions de formigó, és necessari desenvolupar una metodologia integral orientada a l'avaluació i a la quantificació objectiva dels requeriments econòmics, ambientals i socials relacionats amb la tecnologia de passarel·les de formigó, perquè en l'actualitat no hi ha cap normativa que permeti aquesta anàlisi. La metodologia plantejada es basa en el mètode MIVES aplicat per a la presa de decisió multicriteri. Els criteris i indicadors més representatius de la sostenibilitat identificats es mesuren i s'integren amb uns pesos determinats en un arbre de presa de decisió establert per a passarel·les, i la seva valoració global es recull en l'Índex de Sostenibilitat, IS. La metodologia descrita s'aplica a la passarel·la 3DPC d'Alcobendas i a quatre passarel·les de formigó alternatives. Aquestes noves passarel·les, que es dissenyen especialment per a aquesta anàlisi, són dues solucions tradicionals i dues solucions tecnològicament innovadores. Els resultats de l'anàlisi permeten concloure que les passarel·les 3DPC tenen aspectes positius en indicadors ambientals i socials, però es posa de manifest que els indicadors econòmics han de millorar per a una solució competitiva.

La fabricación digital con hormigón está suscitando un elevado interés en el sector de la construcción gracias a sus ventajas a nivel de sostenibilidad, destacando entre otras el menor consumo de materiales y menores emisiones de gases contaminantes invernadero a la atmósfera frente a soluciones de hormigón tradicionales. Desde su primera aplicación en pasarelas, año 2016, hasta la actualidad, se han construido seis unidades y cuatro más están en fase de montaje, demostrando así la viabilidad de la técnica y la voluntad de que su empleo se extienda. En el presente trabajo se describen estas pasarelas impresas en hormigón 3D (3DPC) a modo de Estado del Arte. Por otro lado, para cuantificar el grado de sostenibilidad de las pasarelas 3DPC y comparar ese grado frente a otras soluciones de hormigón, es necesario desarrollar una metodología integral orientada a la evaluación y a la cuantificación objetiva de los requerimientos económicos, ambientales y sociales relacionados con la tecnología de pasarelas de hormigón, pues en la actualidad no hay ninguna normativa que permita dicho análisis. La metodología planteada se basa en el método MIVES aplicado para la toma de decisión multicriterio. Los criterios e indicadores más representativos de la sostenibilidad identificados se miden y se integran con unos pesos determinados en un árbol de toma de decisión establecido para pasarelas, y su valoración global se recoge en el Índice de Sostenibilidad, IS. La metodología descrita se aplica a la pasarela 3DPC de Alcobendas y a cuatro pasarelas de hormigón alternativas. Estas nuevas pasarelas, que se diseñan especialmente para este análisis, son dos soluciones tradicionales y dos soluciones tecnológicamente innovadoras. Los resultados del análisis permiten concluir que las pasarelas 3DPC tienen aspectos positivos en indicadores ambientales y sociales, pero se pone de manifiesto que los indicadores económicos tienen que mejorar para una solución competitiva.

Digital fabrication with concrete (DFC) is generating a great deal of interest in the construction sector thanks to its advantages in terms of sustainability. Lower material consumption and lower emissions of greenhouse gases into the atmosphere highlight among others compared to traditional concrete solutions. Since its first application in footbridges in 2016, six units have been built and four more are currently being assembled, thus demonstrating the viability of the technique and the desire to extend its use. This paper describes these 3D printed concrete footbridges (3DPC) as a State of the Art. On the other hand, in order to quantify the value of sustainability of 3DPC footbridges and to compare this value with other concrete solutions, it is necessary to develop a comprehensive methodology aimed at the evaluation and objective quantification of the economic, environmental and social requirements related to concrete footbridge technology. Currently, there are no regulations that allow such an analysis. The proposed methodology is based on the MIVES method applied for multi-criteria decision-making. The most representative criteria and indicators of sustainability identified are measured and integrated with certain weights in a decision-making tree, specially designed for footbridges. Their overall assessment is given by the Sustainability Index. The methodology described is applied to the 3DPC footbridge in Alcobendas and to four alternative concrete footbridges. These new footbridges, which are specially designed and modelled for this analysis with the same boundary conditions as the Alcobendas footbridge, are two traditional solutions and two technologically innovative solutions. The results of the analysis lead to the conclusion that the 3DPC footbridges have positive impacts on environmental and social indicators, but it is clear that the economic indicators need to be improved in order to attain a competitive solution.

Sustainability assessment of Brownfield Sites Redevelopment

Master thesis

Ondarçuhu, Adèle

Tutor / Supervisor: Josa i Culleré, Irene; Fuente Antequera, Albert de la

Publication date: 2022

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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En un contexto de aumento rápido de la población global se vuelve esencial pensar como utilizar el espacio de manera eficaz. En efecto, no es posible dejar las ciudades comer poco a poco tierras agrícolas indispensables para alimentar esta población creciente. Y aunque se extienden las ciudades se observan dentro de las ciudades antiguos edificios industriales dejados abandonados por el desplazamiento de la actividad productora fuera de las ciudades. El objetivo del estudio es de evaluar la sostenibilidad de proyectos de rehabilitación de antiguas industrias abandonadas. La idea es de comparar el impacto económico, ambiental y social de demolición de la estructura vieja para instalar una nueva actividad con la valorización del edificio industrial para proponer nuevos usos. El estudio quiere demostrar los beneficios que representa una emergente visión del urbanismo, ahorradora de recursos, y que valora un urbanismo circular. Para alcanzar este objetivo, se construyó un modelo comparativo a partir del método MIVES, para soportar la toma de decisión de instituciones publicas que atribuyen subvenciones para proyectos de rehabilitación. Además, el modelo fue utilizado y probado en un caso real de estudio para evaluar varios proyectos de reutilización de un viejo matadero industrial abandonado en la ciudad de Marseille en Francia. Los resultados muestran que, cualquier sea el argumento con mas peso para la ciudad entre el económico o ambiental, los proyectos de reutilización de la estructura de origen son mas sostenibles. Porque limitan el consume de energía y recursos y la producción de residuos durante la fase de construcción, lo que también reduce bastante los costes de construcción. Los futuros proyectos que el sitio puede acoger son evidentemente limitados por el tamaño de la estructura existente, pero el precio bajo de estos sitios abandonados también permite la instalación de proyectos innovadores, con cultural y social proposiciones.

In a context of rapid growth of the global population it is becoming essential to think about how to use the space in an efficient way. Indeed, it is no longer possible to let the cities eat progressively agricultural lands vital to feed this increasing population. And while the cities extend, we observe in urban areas number of old industrial sites, brownfields, left abandoned by the delocalization of productive activities out of the cities. The objective of the present study is to evaluate the sustainability of brownfields rehabilitation projects. The idea is to compare the economic, environmental and social impact of the demolition of the old structure to install a new activity with the valorisation of the industrial building to propose new uses. The study aims at showing the benefits of an emerging vision of urbanisms, sparing resources and developing a circular urbanism. To achieve this objective, a comparison model was build following the MIVES method, to support decision-making by public institutions that attribute subsidies to rehabilitation projects. The model was used and tested in a real case study to evaluate different projects of rehabilitation of an old industrial slaughterhouse abandoned in the city of Marseille in France. The results show that, whatever economic or environmental arguments are considered more important, projects of reutilisation of the old industrial building are the most sustainable alternatives. Since they limit the energy and resources consumption and waste production during the construction period, they also reduce a lot construction costs. The future projects that the site can welcome are of course limited by the size of the existing structure, but the affordable price of these abandoned sites also allows the installation of innovative projects, with cultural and social purposes.

Caracterización experimental de hormigones reforzados con fibras sintéticas sometidos a procesos de multi-reciclado

Bachelor thesis

Ahmad, Muneer

Tutor / Supervisor: Fuente Antequera, Albert de la; Tošić, Nikola

Publication date: 2022

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Actualment, l'ús de formigó reforçat amb fibres s'està convertint en una solució habitual. A causa dels estudis realitzat, la bona resposta estructural que ofereix, la posada en obra i l'estalvi econòmic respecte als formigons reforçats amb armadura tradicional, converteixen els formigons reforçats amb fibres en una solució més eficient i comuna. Malgrat els diversos estudis realitzat durant els últims anys sobre els formigons reforçats amb fibres que destaquen els seus avantatges estructurals, els temes relacionats amb la demolició i el posterior reciclatge dels formigons reforçats amb fibres no han estat abordat i, per tant, es desconeixen els aspectes relacionats amb el seu reciclabilidad i la seva reusabilitat es desconeixen. Per a donar resposta a les qüestions que es plantegen sobre la reciclabilidad i la reusabilitat dels formigons amb fibres, la present tesi planteja una campanya experimental 3 generacions per a caracteritzar els àrids reciclats i posteriorment caracteritzar els formigons fabricats amb els àrids reciclatge.

Actualmente, el uso de hormigón reforzado con fibras se está convirtiendo en una solución habitual. Debido a los estudios realizado, la buena respuesta estructural que ofrece, la puesta en obra y el ahorro económico respecto a los hormigones reforzados con armadura tradicional, convierten los hormigones reforzados con fibras en una solución más eficiente y común. A pesar de los diversos estudios realizado durante los últimos años sobre los hormigones reforzados con fibras que destacan sus ventajas estructurales, los temas relacionados con la demolición y el posterior reciclado de los hormigones reforzados con fibras no han sido abordado y, por lo tanto, se desconocen los aspectos relacionados con su reciclabilidad y su reusabilidad se desconocen. Para dar respuesta a las cuestiones que se plantean sobre la reciclabilidad y la reusabilidad de los hormigones con fibras, la presente tesis plantea una campaña experimental 3 generaciones para caracterizar los áridos reciclados y posteriormente caracterizar los hormigones fabricados con los áridos reciclado.

Nowadays, the use of fibre-reinforced concrete is becoming a common solution. Due to the studies conducted, the good structural response it offers, the ease of installation and the economic savings compared to concretes reinforced with traditional reinforcement, make fibre-reinforced concretes a more efficient and common solution. Despite the numerous studies carried out in recent years on fibre-reinforced concretes highlighting their structural advantages, the issues related to the demolition and subsequent recycling of fibre-reinforced concretes have not been addressed and, therefore, the aspects related to their recyclability and reusability are unknown. To answer the questions raised about the recyclability and reusability of fibre-reinforced concretes, this thesis proposes a 3-generation experimental campaign to characterise the recycled aggregates and subsequently characterise the concretes manufactured with the recycled aggregates.

Projecte d'excavació i estructures de Resort Residencial 'Villas' a la Parròquia d'Ordino

Master thesis

Jurado Peñalta, Santiago

Tutor / Supervisor: Fuente Antequera, Albert de la

Publication date: 2022

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Avantprojecte del pas per a ferrocarril sobre l'AP-7 - Reus

Bachelor thesis

Maté Estivill, Quim

Tutor / Supervisor: Galeote Moreno, Eduardo; Fuente Antequera, Albert de la

Publication date: 2022

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Evaluación de la sostenibilidad de Sistemas de Gestión de Residuos Municipales a través del modelo MIVES. Estudio de caso en la comuna de Concepción (Chile)

Master thesis

Riquelme Mora, Katherine

Tutor / Supervisor: Fuente Antequera, Albert de la; Josa i Culleré, Irene

Publication date: 2021

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Dins del marc de l'economia circular, s'està migrant actualment des de sistemes de gestió de residus basats en la disposició sobre sòl cap a aquells que prioritzin el reciclatge i la valorització. Això és el que es coneix com a jerarquia en el maneig de residus i és una pràctica estesa en varis països. Un exemple és el cas de Xile, on la política de residus estableix una meta per l'any 2030 del 30% de valorització basada en aquesta jerarquia. No obstant, aquest és un repte important ja que la xifra actual és menor a l'1%. En aquest context, s'ha estudiat la implementació de diferents sistemes de gestió de residus sòlids municipals (SGRSM) que tendeixen al reciclatge i valorització a la comuna de Concepción (Xile). Per això s'ha fet servir un model de presa de decisions d'avaluació de la sostenibilitat a través de la metodologia MIVES. S'ha establert un arbre de presa de decisions basat en 3 pilars de desenvolupament sostenible: ambiental, social i econòmic, que incorpora els principals aspectes de cada un d'ells a través de 13 indicadors. Amb això s'han avaluat 3 alternatives diferents de sistemes de gestió de residus: (A1) Recollida selectiva + TMB, compostatge i disposició en farciment sanitari de la fracció resta, (A2) Recollida selectiva + TMB, compostatge de MO e incineració de la fracció resta i (A3) recollida no selectiva e incineració indiferenciada de residus. S'han comparat aquestes amb l'escenari actual (EA). S'han establert, a més, 5 escenaris per avaluar la sensibilitat del model davant de canvis en la importància relativa del requeriments i criteris. Els resultats indiquen que la opció més sostenible és A2 amb un índex de 0,697, seguida d'A1 amb 0,675. EA presenta el valor més baix de sostenibilitats amb 0,359. L'anàlisi de sensibilitat indica que, inclús quan l'aspecte econòmic es fa més rellevant, A2 i A1 segueixen tenint un índex millor, confirmant que poder ser utilitzats en l'àrea d'estudi com a sistema de gestió de residus de forma sostenible.

Within the framework of the circular economy, the waste management systems are currently migrating from land disposal to those that prioritize recycling and recovery. This is what is known as the waste management hierarchy and it is a widespread practice in several countries. Such is the case of Chile, whose waste policy goal targets a 30% recovery by 2030 based on this hierarchy. However, this is a significant challenge, as the current rate is less than 1%. In this context, studies have been performed about the implementation of different municipal solid waste management systems aimed at recycling and recovery in Concepción (Chile). To this end, a decision-making model of sustainability assessment has been used utilizing the MIVES methodology. A decision-making tree has been established based on the 3 pillars of sustainable development: environmental, social and economic. This tree incorporates the main aspects of each of these pillars through 13 indicators. Three different alternatives of waste management systems have been evaluated: (A1) Selective collection + MTB, composting and disposal of the remaining fraction in a sanitary landfill, (A2) Selective collection + MTB, composting and incineration of the remaining fraction and (A3) non-selective collection and incineration of waste. These have been compared with the current scenario (EA). Furthermore, five scenarios have been established to evaluate the sensitivity of the model to changes in the relative importance of its requirements and criteria. The results of the model indicate that the most sustainable option is A2 with an index of 0.697, followed by A1 with 0.675. EA presents the lowest sustainability value as 0.359. The sensitivity analysis indicates that, even when the economic aspect becomes more relevant, A2 and A1 continue to have a better index, confirming that they can be used in the study area as sustainable waste management systems.

En el marco de la economía circular, se está migrando actualmente desde sistemas de gestión de residuos basados en la disposición sobre suelo hacían aquéllos que prioricen el reciclaje y la valorización. Esto es lo que se conoce como jerarquía en el manejo de residuos y es una práctica extendida en varios países. Tal es el caso de Chile, cuya política de residuos establece una meta para el año 2030 del 30% de valorización basada en esta jerarquía. Sin embargo, este es un desafío importante, ya que la cifra actual es menor al 1%. En este contexto, se ha estudiado la implementación de diferentes sistemas de gestión de residuos sólidos municipales (SGRSM) tendientes al reciclaje y valorización en la comuna de Concepción (Chile). Para ello se ha utilizado un modelo de toma de decisiones de evaluación de la sostenibilidad a través de la metodología MIVES. Se ha establecido un árbol de toma de decisiones basado en los 3 pilares del desarrollo sustentable: ambiental, social y económico, y que incorpora los principales aspectos de cada uno de ellos a través de 13 indicadores. Con éstos, se han evaluado 3 alternativas diferentes de sistemas de gestión de residuos: (A1) Recogida selectiva + TMB, compostaje de MO y disposición en relleno sanitario de la fracción resto, (A2) Recogida selectiva + TMB, compostaje de MO e incineración de la fracción resto y (A3) recogida no selectiva e incineración indiferenciada de residuos. Se han comparado estas con el escenario actual (EA). Se han establecido, además, 5 escenarios para evaluar la sensibilidad del modelo ante cambios en la importancia relativa de sus requerimientos y criterios. Los resultados del modelo indican que la opción más sostenible es A2 con un índice de 0,697, seguida de A1 con 0,675. EA presenta el valor más bajo de sostenibilidad con 0,359. El análisis de sensibilidad indica que, aun cuando el aspecto económico se hace más relevante, A2 y A1 siguen teniendo un índice mejor, confirmando que pueden ser utilizados en el área de estudio como sistemas de gestión de residuos de forma sostenible.

Modelo para la toma de decisiones en la evaluación de destinos turísticos basado en criterios de sostenibilidad: estudio de caso situado en Costa Rica

Master thesis

Araya Vargas, Juan Diego

Tutor / Supervisor: Josa i Culleré, Irene; Fuente Antequera, Albert de la

Publication date: 2021

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Viabilidad estructural del hormigón reforzado con fibras sintéticas multi-reciclado

Master thesis

Peralta Martínez, Dorca Bianela

Tutor / Supervisor: Fuente Antequera, Albert de la; Tošić, Nikola

Publication date: 2021

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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En les últimes dècades l'ocupació de formigó reforçat amb fibres (fibre reinforced concrete, FRC) s'està generalitzant en el món de la construcció a escala internacional. Ja és habitual executar amb aquest material obres de soleres i pavimentacions industrials, formigons projectats, formigons prefabricats, etc. També s'està incrementant l'ús de FRC en elements estructurals en edificació com forjats. Tot i que les investigacions anteriors només s'han centrat en els avantatges de l'aplicació de FRC, no hi ha una estratègia sobre el tractament de FRC a la fi de la seva vida útil. En aquest sentit, des del punt de vista de la sostenibilitat, el tractament de FRC després de el període de servei de les estructures de formigó hauria de ser un dels temes importants en un futur pròxim. Per alleujar aquesta situació, aquesta Tesi pretén demostrar la viabilitat de l'multireciclaje de formigons reforçats amb fibres polimèriques per al seu ús estructural. Per això, es planteja una campanya experimental de tres generacions de formigó, la primera fabricada amb àrid natural i les dues següents fabricades amb substitució de l'100% d'àrid reciclat gruixut precedent de la generació anterior. A més a es plantegen mètodes de prova per a la determinació de l'contingut de fibres i microplásticos presents en l'àrid reciclat. Els resultats d'aquesta Tesi indiquen que l'àrid reciclat obtingut pel reciclatge de FRC, es pot considerar com un àrid reciclat amb propietats i avantatjoses per a un ús estructural. Els resultats d'aquesta Tesi poden ajudar els fabricants d'elements de FRC, en com considerar el final de la vida útil d'aquestes construccions, i a les plantes de reciclatge de formigó, en com tractar, emmagatzemar i vendre àrids reciclats amb fibres.

En las últimas décadas el empleo de hormigón reforzado con fibras (fibre reinforced concrete, FRC) se está generalizando en el mundo de la construcción a escala internacional. Ya es habitual ejecutar con este material obras de soleras y pavimentaciones industriales, hormigones proyectados, hormigones prefabricados, etc. También está incrementando el uso de FRC en elementos estructurales en edificación como forjados. Aunque las investigaciones anteriores solo se han centrado en las ventajas de la aplicación de FRC, no existe una estrategia sobre el tratamiento de FRC al final de su vida útil. En este sentido, desde el punto de vista de la sostenibilidad, el tratamiento de FRC después del período de servicio de las estructuras de hormigón debería ser uno de los temas importantes en un futuro próximo. Para aliviar esta situación, esta Tesis pretende demostrar la viabilidad del multireciclaje de hormigones reforzados con fibras poliméricas para su uso estructural. Para esto, se plantea una campaña experimental de tres generaciones de hormigón, la primera fabricada con árido natural y las dos siguientes fabricadas con sustitución del 100% de árido reciclado grueso precedente de la generación anterior. Adicionalmente se plantean métodos de prueba para la determinación del contenido de fibras y microplásticos presentes en el árido reciclado. Los resultados de esta Tesis indican que el árido reciclado obtenido por el reciclaje de FRC, se puede considerar como un árido reciclado con propiedades especiales y ventajosas para un uso estructural. Los resultados de esta Tesis pueden ayudar a los fabricantes de elementos de FRC, en cómo considerar el final de la vida útil de esas construcciones, y a las plantas de reciclaje de hormigón, en cómo tratar, almacenar y vender áridos reciclados con fibras.

In recent decades the use of fiber reinforced concrete (FRC) has become widespread in the world of construction on an international scale. It is now customary to use this material to carry out works of slabs and industrial flooring, sprayed concrete, precast concrete, etc. The use of FRC is also increasing in structural elements in buildings such as floors. Although previous research has only focused on the benefits of applying FRC, there is no strategy on treating FRC at the end of its useful life. In this regard, from a sustainability point of view, the treatment of FRC after the service period of concrete structures should be one of the important topics in the near future. To alleviate this situation, this Thesis aims to demonstrate the viability of multi-recycling fiber-reinforced concrete with polymeric fibers for structural use. For this, an experimental campaign of three generations of concrete is proposed, the first manufactured with natural aggregate and the following two manufactured with substitution of 100% coarse recycled aggregate from the previous generation. Additionally, test methods are proposed to determine the content of fibers and microplastics present in the recycled aggregate. The results of this Thesis indicate that the recycled aggregate obtained by recycling FRC can be considered as a recycled aggregate with special and advantageous properties for structural use. The results of this Thesis can help manufacturers of FRC elements, in how to consider the end of the useful life of these constructions, and concrete recycling plants, in how to treat, store and sell recycled aggregates with fibers.