En los últimos tiempos, el empleo de perfiles tubulares de acero rellenos de hormigón ha experimentado un notable incremento debido a su buen comportamiento, por una parte, estructural, al combinar el efecto del hormigón y del acero trabajando conjuntamente, y por otra, en situación de incendio, al presentar unos elevados tiempos de resistencia al fuego sin necesidad de protección externa. Una extensa revisión del estado actual del conocimiento ha permitido constatar que, si bien el comportamiento frente al fuego de estos perfiles tubulares de acero rellenos de hormigón ha sido investigado en profundidad en las últimas décadas, el número de investigaciones experimentales específicamente diseñadas para evaluar la resistencia al fuego de pilares tubulares circulares de acero esbeltos rellenos de hormigón de alta resistencia sometidos a cargas excéntricas es escaso. Este trabajo de investigación analiza una campaña experimental consistente en el desarrollo de 40 ensayos de resistencia al fuego sobre pilares tubulares circulares de acero esbeltos rellenos de hormigón, tanto de resistencia normal como de alta resistencia, y sometidos a la acción de cargas centradas y excéntricas, con el fin de analizar la influencia de estas variables. Así, los parámetros de diseño de este programa experimental son el valor nominal de la resistencia a compresión del hormigón (30 y 90 MPa), el tipo de hormigón de relleno (en masa, reforzado con armaduras de acero y reforzado con fibras de acero), el nivel de carga (20 y 40%) y la excentricidad de la carga (0, 20 y 50 mm). Todos los pilares ensayados tienen una longitud total de 3180 mm y un diámetro exterior de 159 mm, siendo el espesor de la pared del tubo de acero de 6 mm. Como condiciones de contorno se considera empotrado el extremo inferior de cada pilar y articulado el superior, siendo el valor de la esbeltez relativa a temperatura ambiente de los pilares superior a 0,5 en todos los casos analizados. Finalmente, los resultados obtenidos en los ensayos experimentales se comparan con las previsiones de diferentes métodos de cálculo simplificado propuestos por la normativa vigente a nivel internacional con el fin de validar la precisión de estos métodos, confirmando que el Eurocódigo 4 proporciona predicciones inseguras para pilares circulares esbeltos CFT sometidos a cargas centradas y excesivamente conservadoras cuando la carga es excéntrica. / Moliner Besalduch, V. (2014). Análisis experimental de la resistencia al fuego de pilares tubulares circulares de acero esbeltos rellenos de hormigón [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/35327

[EN] Great Britain has always been a pioneer in the field of urban planning during key stages in its history, the Garden City and the New Towns are two models that have been decisive in urban culture, and have been used with great profusion internationally. The influence that the development of the Modern Movement had throughout the twentieth century, is another determining factor of the course of the mentioned models and their commitment with these new resources in architectural and urban settings. The experience of Harlow, Milton Keynes and Thamesmead shed light on these and other topics of interest for future developments. Deepening into aspects such as their instrumental and compositional definition, their own urban development and programmatic aims, the shapes of each settlement and its relationship with the territory, their urban structure, their compositional units, the role and settings of the civic centres, their architectural typologies and their landscape treatments, allow us to make a compared diagnosis of these experiences. This, together with some other data, will help us reach conclusions on the compliance of their aims and how they have evolved, their current situation and their future expectations. This research proposes to make a current reading of them in terms of the greater or lesser implications of their ideologies and their possible influence on the challenges that the urban planning and design faces nowadays. The New Towns are an alternative to the sprawl of large cities and a dispersed growth on the territory, a problem still to be resolved and inherited from the last decades in Europe. / [ES] Gran Bretaña ha sido pionera en materia de planificación urbanística en etapas clave de su historia. La Ciudad Jardín y las New Towns son dos de los referentes que han sido decisivos para la cultura urbanística, y utilizados con gran profusión a nivel internacional. La influencia que a lo largo del siglo XX tuvo el desarrollo del Movimiento Moderno fue otro factor determinante del recorrido de ambos modelos y de su compromiso con nuevos recursos en la configuración arquitectónica y urbanística. La experiencia de las New Towns arroja luz sobre esos y otros temas de interés para futuros desarrollos. Estudiar en detalle tres de ellas, Harlow, Thamesmead y Milton Keynes, y profundizar en aspectos como: su definición instrumental y política, su propia formulación urbanística y objetivos programáticos, la identidad física de cada asentamiento y su relación con el territorio, la estructura urbana, las unidades compositivas, el papel y la configuración de los centros cívicos, sus tipologías arquitectónicas o sus tratamientos paisajísticos, nos permite hacer un diagnóstico comparado de dichas experiencias. Este diagnóstico, junto con otros datos nos aproxima a algunas conclusiones sobre el cumplimiento de sus objetivos, el modo en que han evolucionado, su situación actual y sus expectativas de futuro. La investigación propone hacer una lectura actual de las mismas en cuanto a la mayor o menor trascendencia de sus idearios y su posible vigencia sobre los retos a los que el Urbanismo actual se enfrenta. Las New Towns constituyen una alternativa al crecimiento desmedido de las grandes ciudades y las formas de ocupación indiscriminada del territorio, un problema todavía por resolver heredado de las últimas décadas del siglo XX en Europa. / [CA] Gran Bretanya ha sigut pionera en matèria de planificació urbanística en etapes clau de la seua història. La Ciutat Jardí i les New Towns són dos dels referents que han sigut decisius per a la cultura urbanística, i utilitzats amb gran profusió a nivell internacional. La influència que al llarg del segle XX va tindre el desenvolupament del Moviment Modern va ser un altre factor determinant del recorregut d'ambdós models i del seu compromís amb nous recursos en la configuració arquitectònica i urbanística. L'experiència de les New Towns dóna llum a eixos i altres temes d'interés per a futurs desenvolupaments. Estudiar amb detall tres d'elles, Harlow, Thamesmead i Milton Keynes, i aprofundir en aspectes com: la seua definició instrumental i política, la seua pròpia formulació urbanística i objectius programàtics, la identitat física de cada assentament i la seua relació amb el territori, l'estructura urbana, les unitats compositives, el paper i la configuració dels centres cívics, les seues tipologies arquitectòniques o els seus tractaments paisatgístics, ens permet fer un diagnòstic comparat d'eixes experiències. Aquest diagnòstic, junt amb altres dades, ens aproxima a algunes conclusions sobre el compliment dels seus objectius, el mode en què han evolucionat, la seua situació actual i les seues expectatives de futur. La investigació proposa fer una lectura actual d'elles pel que fa a la major o menor transcendència dels seus idearis i la seua possible vigència sobre els reptes a què l'Urbanisme actual s'enfronta. Les New Towns constituïxen una alternativa al creixement desmesurat de les grans ciutats i les formes d'ocupació indiscriminada del territori, un problema encara per resoldre heretat de les últimes dècades del segle XX a Europa. / Deltoro Soto, MJ. (2015). LA EXPERIENCIA URBANÍSTICA DE LAS NEW TOWNS BRITÁNICAS A TRAVÉS DE EJEMPLOS COMPARADOS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59434

[EN] Nowadays the European cities usually present important problems at economic, social and environmental levels. The European Union has published policies to ease this issue, and several European cities are creating sustainable mobility urban plans with the measures which can be taken to improve the mobility system. Transport decisions have direct impact on transit times, urban connectivity, and have also effects in the environment, public health and society. Choosing the best enhancement to implement is a complex decision, depending on tangible and intangible criteria, which have to be taken into account together. A compromise solution that weighs travel quality, cost and sustainability inputs has to be achieved. This thesis develops a multicriteria hybrid method of help to the decision for the optimal consensuated selection of an urban mobility project among the possible ones. This method combines the experts' participation with the Delphi method, the analysis of their answers with the multicriteria analysis AHP and the VIKOR method to analyze the results and the stability of the optimal solution obtained. The methodology has been applied to the city of Valencia. / [ES] Las ciudades europeas actuales presentan importantes problemas de tipo económico, ambiental y social. La Unión Europea ha publicado leyes para solventar estos problemas, y varias ciudades europeas están desarrollando planes de movilidad urbana sostenible con medidas que se pueden implementar para mejorar la movilidad. Las decisiones sobre el transporte tienen impacto directo en los tiempos de circulación, la conectividad urbana, y también afectan al medio ambiente, la salud pública y la sociedad. Elegir la mejora óptima a desarrollar es una decisión compleja, que depende de factores tangibles e intangibles que deben tomarse en cuenta a la vez. Se debe encontrar una solución de compromiso que pondere calidad del viaje, coste y sostenibilidad. Esta tesis desarrolla un método híbrido multicriterio de ayuda a la decisión para la selección óptima consensuada de un proyecto de movilidad urbana entre varios posibles. Este método combina la participación de expertos mediante el método Delphi, el análisis de sus respuestas mediante el método de análisis multicriterio AHP y el método VIKOR para analizar los resultados y la estabilidad de la solución obtenida como óptima. El método se ha aplicado a la ciudad de Valencia. / [CA] Les ciutats europees actuals presenten importants problemes de tipus econòmic, ambiental i social. La Unió Europea ha publicat lleis per a solventar estos problemes, i varies ciutats europees estan desenvolupant plans de mobilitat urbana sustentable amb mesures que es poden implementar per a millorar la mobilitat. Les decisions sobre el transport tenen impacte directe en els temps de circulació, la connectivitat urbana i també afecten el medi ambient, la salut pública i la societat. Elegir la millora òptima a desenvolupar és una decisió complexa, que depèn de factors tangibles e intangibles que s'han de tomar en compte a la vegada. S'ha de trobar una solució de compromís que ponderi qualitat del viatge, cost i sostenibilitat. Aquesta tesi desenvolupa un mètode híbrid multicriteri d'ajuda a la decisió per la selecció òptima consensuada d'un projecte de mobilitat urbana entre varis possibles. Aquest mètode combina la participació d'experts mitjançant el mètode Delphi, l'anàlisi de les respostes mitjançant el mètode d'anàlisi multicriteri AHP i el mètode VIKOR per analitzar els resultats i la estabilitat de la solució obtinguda com òptima. El mètode s'ha aplicat a la ciutat de València. / Mazarío Díez, JL. (2015). Priorización de proyectos mejora para la movilidad urbana sostenible en la ciudad de Valencia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59436

[EN] The most established infrastructure in the territory is the road. The sections in bridge and tunnel are the most unique and expensive although the former are more numerous than the latter. Today overpass bridges are one of the most common in all major highways. The most recommended and usual for this type of bridge abutment is open. Many efforts have been devoted to the calculation and design of bridge decks, fewer piers, and even less, to the abutments. This thesis deals with optimal design of open abutment of reinforced concrete road bridges. Optimal abutments of the thesis are obtained by heuristics methods and a computer program has been made, are fully designed to be built, and they consist of 40 discrete variables. Abutments have not been previously treated in the optimization references. Optimized criteria are cost, structural safety, constructability and environmental sustainability both isolated or in pairs with the cost (recent hybrid multi-objective optimization MOSAMO). The abutments thus obtained are optimal designs that have not required previous experience of a designer of structures to propose, as has been done until now, the initial design (resistant checks), either manually or, as at present, by one or more computer programs structures; in which case, the initial design is retouched slightly by the engineer if it does not meet any testing, by trial and error. Current programs do not yet include optimization routines like the thesis so that the goodness of the final design depends heavily on the designer that manages them and literature that knows. The literature on the design of abutments is scarce and incomplete. The thesis extends it providing the geometric relationships, the orders of magnitude and the resistant mechanisms of optimal abutments (pre-dimensioning criteria) and compares them with the literature and with a reference abutment ER a height of 9 m really built and designed by renowned engineers, in respect of which have been got cost savings greater than 18% (basically at the shallow foundation), and for which it has conducted a parametric study to obtain optimum abutments with overall heights between 6 and 15 m for admissible stress from 0,2 to 0,5 MPa. They have been used with success heuristic algorithms to the abutments of the two existing main groups: first, Hill Climbing; and, secondly, Population-based or Evolutionary Algorithms (EA); in both cases, with feasible and infeasible solutions. In this thesis, through a new proposal of penalty in the objective function, savings of 60% are achieved in time of calculation that are definitive. The algorithms used are based on simulated annealing (SAMO) and thresholds acceptance (TAMO). They are two hybrid stochastic climbing algorithms with mutation operators based on genetic algorithms. The differences between them are not significant, less than 0.2%. The reheating do not give good results. With an Intel Core 2 Quad Q6600 computer 2.4 GHz CPU and 3.24 GB RAM optimization is achieved (with higher penalties) in just an execution of the algorithm, as a novelty compared to other research, 1h 35' (38' with a current computer). Within the second group two new heuristics are developed HSDLS and HSPDLS based on Harmony Search and hybridized with DLS without and with penalties (and the same mutation operator first group) with similar results are achieved but with times 9 and 6 times higher, respectively. Both monobjetivo as multiobjective optimization (MO) show the equivalence of optimizing cost, CO2 or energy with minor differences of 1.5%, although it is, at the expense of a high number of bars. The MO (cost-bar) optimization offers an average saving of 78.4% in bars with an average increase of the other three criteria of 7.85% and with a cost savings compared ER still of 12.23%. / [ES] La infraestructura de mayor implantación en el territorio es la carretera. Los tramos en puente y en túnel son los más singulares y costosos, aunque los primeros son más numerosos que los segundos. Hoy en día los puentes de paso superior son uno de los más frecuentes en todas las carreteras importantes. El estribo más recomendable y habitual para este tipo de puentes es el abierto porque, se esconde bajo el terraplén mejorando la visibilidad de los conductores de la vía inferior, y, ahorra materiales respecto al cerrado a partir de una altura de terraplén suficiente. Muchos esfuerzos se han dedicado al cálculo y diseño de los tableros de puente, menos a las pilas, y, aún menos, a los estribos. Esta tesis se ocupa del diseño óptimo de estribos abiertos de hormigón armado en puentes de carretera. Los estribos óptimos de la tesis se obtienen mediante métodos heurísticos y un programa informático que se ha realizado. Están completamente diseñados para ser construidos, y para ello constan de 40 variables discretas. Los estribos no han sido antes tratados en la bibliografía de optimización. Las funciones objetivo son el coste, la seguridad estructural, la constructibilidad y la sostenibilidad ambiental tanto de forma aislada como por parejas con el coste (con una optimización multiobjetivo híbrida MOSAMO). Los programas actuales aún no incluyen rutinas de optimización como el de la tesis. Por ello la bondad del diseño final depende mucho del proyectista que los maneja y de la bibliografía que conoce. La bibliografía sobre el diseño de estribos es escasa y no completa. Este trabajo la amplía aportando las relaciones geométricas, los órdenes de magnitud y los mecanismos resistentes de los estribos óptimos (criterios de predimensionamiento) y los compara con los de la bibliografía y con los de un estribo de referencia ER. Estribo con una altura de 9 m, realmente construido y proyectado por reconocidos ingenieros, respecto al que se han comprobado ahorros económicos superiores al 18% (fundamentalmente en la zapata). Para este ER se ha realizado un estudio paramétrico obteniendo los estribos óptimos con alturas totales entre 6 y 15 m y para tensiones admisibles entre 0,2 y 0,5 MPa. Se han empleado con éxito algoritmos heurísticos a los estribos de los dos grandes grupos existentes: por un lado, de Búsqueda Secuencial por Entornos o Hill Climbing; y, por otro, de los llamados Algoritmos Poblacionales o Evolutivos; en ambos casos, tanto con soluciones factibles como infactibles. En esta tesis, mediante una nueva propuesta de penalización de la función objetivo, se consiguen, ahorros del 60% en tiempo de cálculo. Los algoritmos empleados se basan en el recocido simulado (SAMO) y en la aceptación por umbrales (TAMO). Son dos algoritmos híbridos de escalada estocástica con operadores de mutación basados en los algoritmos genéticos. Las diferencias entre ellos no son significativas, menores del 0.2%. Con un ordenador Intel Core 2 Quad CPU Q6600 de 2.4 GHz y con 3.24 GB de memoria RAM se consigue la optimización (con penalizaciones altas) en tan sólo una ejecución del algoritmo, como novedad frente a otras investigaciones, de 1h 35'(38' con ordenador actual). Dentro del segundo grupo se desarrollan dos nuevas heurísticas HSDLS y HSPDLS basadas en Harmony Search e hibridadas con DLS sin y con penalizaciones (y el mismo operador de mutación primer grupo) con las que se consiguen resultados similares pero con tiempos 9 y 6 veces superiores respectivamente. Tanto la optimización monobjetivo como la multiobjetivo (MO) ponen de manifiesto la equivalencia de optimizar en coste, en CO2 o en energía con diferencias menores del 1.5%, si bien es, a costa de un elevado número de armaduras pasivas. La optimización MO (coste-barras) ofrece un ahorro medio en barras del 78.4% con un incremento medio de los otros tres criterios de 7.85% siendo el ahorro económico respecto ER todavía de / [CA] La infraestructura de més implantació al territori és la carretera. Els trams en pont i en túnel són els més singulars i costosos tot i que els primers són més nombrosos que els segons. Avui en dia els ponts pas superior són un dels més freqüents en totes les carreteres importants. L'estrep més recomanable i habitual per a aquest tipus de ponts és l'obert. Molts esforços s'han dedicat al càlcul i disseny dels taulers de pont, menys a les piles, i, encara menys, als estreps. Aquest tesi s'ocupa del disseny òptim d'estreps oberts de formigó armat en ponts de carretera. Els estreps òptims de la tesi s'obtenen mitjançant mètodes heurístics i un programa informàtic que s'ha realitzat, estan completament dissenyats per ser construïts, i per a això consten de 40 variables discretes. Els estreps no han estat abans tractats en la bibliografia d'optimització. Els criteris optimitzats són el cost, la seguretat estructural, la constructibilitat i la sostenibilitat ambiental tant de forma aïllada com per parelles amb el cost (recent optimització multiobjectiu híbrid MOSAMO). Els programes actuals encara no inclouen rutines d'optimització com el de la tesi pel que la bondat del disseny final depèn molt del projectista que els maneja i de la bibliografia que coneix. La bibliografia sobre el disseny d'estreps és escassa i no completa. La tesi l'amplia aportant les relacions geomètriques, els ordres de magnitud i els mecanismes resistents dels estreps òptims (criteris de predimensionament) i els compara amb els de la bibliografia i amb els d'un estrep de referència d'una altura de 9 m realment construït i projectat per reconeguts enginyers, respecte al qual s'han comprovat estalvis econòmics superiors al 18% (fonamentalment a la sabata), i per al qual s'ha realitzat un estudi paramètric obtenint els estreps òptims amb altures totals entre 6 i 15 mi per a tensions admissibles entre 0,2 i 0,5 MPa. S'han emprat amb èxit algoritmes heurístics als estreps dels dos grans grups existents: per una banda, de Recerca Seqüencial per Entorns o Hill Climbing; i, de l'altra, dels anomenats Algorismes poblacionals o Evolutius; en tots dos casos, tant amb solucions factibles com infactibles. Nou és l'ús de solucions infactibles amb algoritmes del primer grup en optimització d'estructures, ja que només un company del grup de recerca ho havia fet en marcs tipus volta però sense quantificar la millora. En aquest tesi, mitjançant una nova proposta de penalització de la funció objectiu, s'aconsegueixen estalvis del 60% en temps de càlcul que són definitius. Els algoritmes emprats es basen en el recuit simulat (SAMO) i en l'acceptació per llindars (TAMO). Són dos algoritmes híbrids d'escalada estocàstica amb operadors de mutació basats en els algoritmes genètics. Les diferències entre ells no són significatives, menors del 0.2%. Els rescalfaments no donen bons resultats. Amb un ordinador Intel Core 2 Quad CPU Q6600 de 2.4 GHz i amb 3.24 GB de memòria RAM s'aconsegueix l'optimització (amb penalitzacions altes) en tan sols una execució de l'algorisme, com a novetat enfront d'altres investigacions, de 1h 35 (38' amb ordinador actual). Dins el segon grup es desenvolupa dos novas heurísticas, HSDLS i HSPDLS, basadas en Harmony motor i hibridada amb DLS sense i amb penalitzacions (i el mateix operador de mutació primer grup) amb la qual s'aconsegueixen resultats similars però amb temps 9 i 6 cops superiors, respectivament. Tant l'optimització monobjetivo com la multiobjectiu (MO) posen de manifest l'equivalència d'optimitzar en cost o en CO2 o Energia amb diferències menors del 1.5%, si bé és, a costa d'un elevat nombre de barres. L'optimització MO (cost-barres) ofereix un estalvi mitjà en barres del 78.4% amb un increment mitjà dels altres 3 criteris de 7.85% i l'estalvi econòmic respecte ER encara d'un 12,23%. / Luz Ivars, AJ. (2016). Diseño óptimo de estribos abiertos de hormigón armado en puentes de carretera mediante optimización heurística [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61291

Tesis por compendio / [EN] Currently, there is a trend towards sustainability, especially in developed countries, where the concerns of society about environmental degradation and social problems have increased. Following this trend, the construction sector is one of the most influential sectors due to its high economic, environmental, and social impacts. At the same time, there is an increase in the demand for transport, which drives a need to develop and maintain the necessary infrastructure for this purpose. Taking all these factors into account, bridges become a key structure and therefore assessment of sustainability throughout their whole life-cycle is essential. The main objective of this thesis is to propose a methodology that allows assessment of the sustainability of a bridge under uncertain initial conditions (subjectivity of the decision-maker or variability of initial parameters) and optimization of the design to obtain a robust optimal bridge. To this end, an extensive bibliographic review of all the works that perform assessments of the sustainability of bridges through the valuation of criteria related to their main pillars (economic, environmental, or social) has been carried out. In this review, it has been observed that the most comprehensive way to evaluate the environmental and social pillars is through the use of life-cycle impact assessment methods. These methods allow sustainability assessment to be performed for the whole life-cycle of the bridge. This process provides valuable information to decision-makers for the assessment and selection of the most sustainable bridge. However, the decision-makers' subjective assessments of the relative importance of the criteria influence the final assessment of sustainability. For this reason, it is necessary to create a methodology that reduces the associated uncertainty and seeks robust solutions according to the opinion of decision-makers. In addition, for bridges, the design and decision-making are conditioned by the initially defined parameters. This leads to solutions that may be sensitive to small changes in these initial conditions. A robust optimal design makes it possible to obtain optimal solutions and structurally stable designs under variations of the initial conditions as well as sustainable designs that are not influenced by the preferences of the stakeholders who are part of the decision-making process. Thus, obtaining a robust optimal design becomes a probabilistic optimization process that has a high computational cost. For this reason, the use of metamodels has been integrated into the proposed methodology. Specifically, Latin hypercube sampling is used for the definition of the initial sample and a kriging model is used for the definition of the mathematical approximation. In this way, kriging-based heuristic optimization reduces the computational cost by more than 90% with respect to conventional heuristic optimization while obtaining very similar results. This thesis provides, first of all, an extensive bibliographic review of both the criteria used for the assessment of sustainability of bridges and the different methods of life-cycle impact assessment to obtain a complete profile of the environmental and social pillars. Subsequently, a methodology is defined for the full assessment of sustainability, using life-cycle impact assessment methods. Likewise, an approach is proposed that makes it possible to obtain structures with little influence from the structural parameters, as well as from the preferences of the different decision-makers regarding the sustainability criteria. The methodology provided in this thesis is applicable to any other type of structure. / [ES] Actualmente existe una tendencia hacia la sostenibilidad, especialmente en los países desarrollados donde la preocupación de la sociedad por el deterioro ambiental y los problemas sociales ha aumentado. Siguiendo esta tendencia, el sector de la construcción es uno de los sectores que mayor influencia tiene debido a su alto impacto económico, ambiental y social. Al mismo tiempo, existe un incremento en la demanda de transporte que provoca la necesidad de desarrollo y mantenimiento de las infraestructuras necesarias para tal fin. Con todo esto, los puentes se convierten en una estructura clave, y por tanto, la valoración de la sostenibilidad a lo largo de toda su vida es esencial. El objetivo principal de esta tesis es proponer una metodología que permita valorar la sostenibilidad de un puente bajo condiciones iniciales inciertas (subjetividad del decisor o variabilidad de parámetros iniciales) y optimizar el diseño para obtener puentes óptimos robustos. Para ello, se ha realizado una extensa revisión bibliográfica de todos los trabajos en los que se realiza un análisis de la sostenibilidad mediante la valoración de criterios relacionados con sus pilares principales (económico, medio ambiental o social). En esta revisión, se ha observado que la forma más completa de valorar los pilares medioambientales y sociales es mediante el uso de métodos de análisis de ciclo de vida. Estos métodos permiten llevar a cabo la valoración de la sostenibilidad durante todas las etapas de la vida de los puentes. Todo este procedimiento proporciona información muy valiosa a los decisores para la valoración y selección del puente más sostenible. No obstante, las valoraciones subjetivas de los decisores sobre la importancia de los criterios influyen en la evaluación final de la sostenibilidad. Por esta razón, es necesario crear una metodología que reduzca la incertidumbre asociada y busque soluciones robustas frente a las opiniones de los agentes implicados en la toma de decisiones. Además, el diseño y toma de decisiones en puentes está condicionado por los parámetros inicialmente definidos. Esto conduce a soluciones que pueden ser sensibles frente a pequeños cambios en dichas condiciones iniciales. El diseño óptimo robusto permite obtener diseños óptimos y estructuralmente estables frente a variaciones de las condiciones iniciales, y también diseños sostenibles y poco influenciables por las preferencias de los decisores que forman parte del proceso de toma de decisión. Así pues, el diseño óptimo robusto se convierte en un proceso de optimización probabilística que requiere un gran coste computacional. Por este motivo, el uso de metamodelos se ha integrado en la metodología propuesta. En concreto, se ha utilizado hipercubo latino para la definición de la muestra inicial y los modelos kriging para la definción de la aproximación matemática. De esta forma, la optimización heurística basada en kriging ha permitido reducir más de un 90% el coste computacional respecto a la optimización heurística conveniconal obteniendo resultados muy similares. Esta tesis proporciona en primer lugar, una amplia revisión bibliográfica, tanto de los criterios utilizados para la valoración de la sostenibilidad en puentes como de los diferentes métodos de análisis de ciclo de vida para obtener un perfil completo de los pilares ambientales y sociales. Posteriormente, se define una metodología para la valoración completa de la sostenibilidad, usando métodos de análisis de ciclo de vida. Asimismo, se propone un enfoque que permite obtener estructuras poco influenciables por los parámetros estructurales, así como por las preferencias de los diferentes decisores frente a los criterios sostenibles. La metodología proporcionada en esta tesis es aplicable a cualquier otro tipo de estructura. / [CA] Actualment existeix una tendència cap a la sostenibilitat, especialment en els països desenrotllats on la preocupació de la societat pel deteriori ambiental i els problemes socials ha augmentat. Seguint aquesta tendència, el sector de la construcció és un dels sectors que major influència té a causa del seu alt impacte econòmic, ambiental i social. Al mateix temps, existeix un increment en la demanda de transport que provoca la necessitat de desenrotll i manteniment de les infraestructures necessàries per a tal fi. En tot açò, els ponts es converteixen en una estructura clau, i per tant, la valoració de la sostenibilitat al llarg de tota la seua vida és essencial. L'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral és proposar una metodologia que permeta valorar la sostenibilitat d'un pont baix condicions inicials incertes (subjectivitat del decisor o variabilitat dels paràmetres inicials) i optimitzar el disseny per a obtenir ponts òptims robusts. Per a això, s'ha realitzat una extensa revisió bibliogràfica de tots els treballs en els quals es realitza un anàlisis de la sostenibilitat mitjançant la valoració de criteris relacionats amb els seus pilars principals (econòmic, ambiental o social). En aquesta revisió s'ha observat que la forma més completa de valorar els pilars ambientals i socials és mitjançant l'ús de mètodes d'anàlisis de cicle de vida. Aquests mètodes permeten realitzar la valoració de la sostenibilitat al llarg de totes les etapes de la vida dels ponts. Tot aquest procediment proporciona informació molt valuosa als decisors per a la valoració i selecció del pont més sostenible. No obstant això, les valoracions subjectives dels decisors sobre la importància dels criteris influeixen en l'avaluació final de la sostenibilitat. Per aquesta raó, és necessari crear una metodologia que reduïsca la incertesa associada i busque solucions robustes enfront de les opinions dels agents implicats en la presa de decisions. A més, el disseny i la presa de decisions en ponts està condicionat pels paràmetres inicialment definits. Açò condueix a solucions que poden ser sensibles front a menuts canvis en les dites condicions inicials. El disseny òptim robust permet obtenir dissenys òptims i estructuralment estables front a variacions de les condicions inicials, i també dissenys sostenibles i poc influenciables per les preferències dels decisors que formen part del procés de presa de decisió. D'aquesta manera, el disseny òptim robust es converteix en un procés d'optimització probabilística que requereix un gran cost computacional. Per aquest motiu, l'ús de metamodels s'ha integrat en la metodologia proposta. En concret, s'ha utilitzat l'hipercub llatí per a la definició de la mostra inicial i els models kriging per a la definició de l'aproximació matemàtica. D'aquesta forma, l'optimització heurística basada en kriging ha permés reduir més d'un 90% el cost computacional respecte a l'optimització heurística convencional obtenint resultats molt similars. Aquesta tesi doctoral proporciona en primer lloc, una ampla revisió bibliogràfica, tant dels criteris utilitzats per a la valoració de la sostenibilitat en ponts com dels diferents mètodes d'anàlisis de cicle de vida per a obtenir un perfil complet dels pilars ambientals i socials. Posteriorment, es defineix una metodologia per a la valoració completa de la sostenibilitat, utilitzant mètodes d'anàlisis de cicle de vida. Així mateix, es proposa un enfocament que permet obtenir estructures poc influenciables pels paràmetres estructurals, així com per les preferències dels diferents decisors enfront dels criteris sostenibles. La metodologia proporcionada en aquesta tesi doctoral és aplicable a qualsevol altre tipus d'estructura. Nº de páginas: / I would like to acknowledge the economic support of the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness, formerly called Spanish Ministry of Science and Innovation. This thesis has been possible thanks to the FPI fellowship and the financially support of BRIDLIFE (Research Project BIA2014-56574-R) and DIMALIFE (Project BIA2017-85098-R). / Penadés Plà, V. (2020). Life-cycle sustainability design of post-tensioned box-girder bridge obtained by metamodel-assisted optimization and decision-making under uncertainty [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/147480 / Compendio

[ES] En el núcleo de la industria mundial de la construcción radica el uso excesivo de materiales, especialmente de combustibles fósiles. En esta línea de investigación, muchos investigadores y diseñadores han reducido significativamente la proporción de materiales y han minimizado la cantidad destinada al diseño en función de los criterios de investigación y las especificaciones de diseño. Teniendo en cuenta que las medidas anteriores pueden reducir los materiales de manera efectiva, es necesario investigar más a fondo algunas cuestiones: a) ¿En qué etapas del ciclo de vida de los materiales de construcción se consumen más? b) ¿Cómo utilizar el método científico más adecuado para reducir el consumo de materiales en la fase de mayor uso? c) ¿Cómo completar científicamente la evaluación de la optimización del consumo de materiales bajo la influencia de la superación de muchos eventos discretos y factores de influencia externos durante la etapa de diseño? d) En la fase de construcción, ¿cómo optimizar al máximo el proceso de gestión del proyecto y lograr el mayor ahorro de material para garantizar la calidad, la seguridad y el coste? e) ¿Cuánto material se puede ahorrar mediante la optimización del diseño y la gestión del proyecto? f) ¿Cuál es el impacto final del sistema teórico de investigación y de los datos de análisis mencionados en el desarrollo sostenible de la industria de la construcción? Al examinar publicaciones relevantes sobre el ciclo de vida completo de la industria de la construcción (Capítulo 2), la tesis encontró que las etapas de diseño y construcción son clave para reducir efectivamente el consumo de materiales. El objetivo principal de esta tesis es resolver los problemas de optimización propuestos. Mediante el establecimiento de un marco de modelo de investigación multidimensional y un modelo de optimización de gestión de proyectos sistemático, la tesis reduce el peso de varios componentes estructurales del puente estáticamente indeterminado y realiza la optimización ligera de la estructura del puente. La tesis establece varios modelos teóricos básicos de innovación en el marco del modelo de investigación: el modelo de acoplamiento bibliométrico, el modelo matemático ComplexPlot; el modelo matemático integral multifactorial; el modelo de optimización de acoplamiento micro y macrodimensional de elementos finitos, y el modelo de evaluación de optimización de la gestión de proyectos dominó del método de la entropía. El sistema de investigación teórica supera la interferencia de la discreción del objeto de investigación, la complejidad y los factores de influencia inciertos y realiza la solidez de la evaluación y la mejora. El sistema de investigación teórica supera la interferencia de la discreción del objeto de investigación, la complejidad y los factores de influencia inciertos y consigue la solidez de la evaluación y la mejora. Asimismo, mejora ampliamente la resistencia del modelo a los factores naturales, humanos, accidentales e inciertos y el problema de la interferencia externa de las emergencias. Por último, el sistema formó un conjunto completo de sistemas de modelos de optimización de prevención y control conjuntos maduros y alcanzó los objetivos y enfoques de la investigación. El valor de la investigación de esta tesis: a) llena el vacío de la investigación en este campo. b) innova en una variedad de nuevos modelos teóricos de investigación. c) resuelve los problemas de discreción, incertidumbre e interferencia de factores externos en la optimización de la topología y la optimización de la gestión de proyectos. Las interferencias de los factores externos de mutación y la sensibilidad de las emergencias se compensan y corrigen. d) La investigación mejora la captura de datos discretos y la escasez de compensación del sistema de análisis de software Monte Carlo. / [CA] En el nucli de la indústria mundial de la construcció radica l'ús excessiu de materials, especialment de combustibles fòssils. En aquesta línia d'investigació, molts investigadors i dissenyadors han reduït significativament la proporció de materials i han minimitzat la quantitat destinada al disseny en funció dels criteris d'investigació i les especificacions de disseny. Tenint en compte que les mesures anteriors poden reduir els materials de manera efectiva, és necessari investigar més a fons algunes qüestions: a) En quines etapes del cicle de vida dels materials de construcció es consumeixen més? b) Com utilitzar el mètode científic més adequat per a reduir el consum de materials en la fase de major ús? c) Com completar científicament l'avaluació de l'optimització del consum de materials sota la influència de la superació de molts esdeveniments discrets i factors d'influència externs durant l'etapa de disseny? d) En la fase de construcció, com optimitzar al màxim el procés de gestió del projecte i aconseguir el major estalvi de material per a garantir la qualitat, la seguretat i el cost? e) Quant material es pot estalviar mitjançant l'optimització del disseny i la gestió del projecte? f) Quin és l'impacte final del sistema teòric d'investigació i de les dades d'anàlisis esmentades en el desenvolupament sostenible de la indústria de la construcció? En examinar publicacions rellevants sobre el cicle de vida complet de la indústria de la construcció (Capítol 2), la tesi va trobar que les etapes de disseny i construcció són clau per a reduir efectivament el consum de materials. L'objectiu principal d'aquesta tesi és resoldre els problemes d'optimització proposats. Mitjançant l'establiment d'un marc de model d'investigació multidimensional i un model d'optimització de gestió de projectes sistemàtic, la tesi redueix el pes de diversos components estructurals del pont estàticament indeterminat i realitza l'optimització lleugera de l'estructura del pont. La tesi estableix diversos models teòrics bàsics d'innovació en el marc del model d'investigació: el model d'acoblament bibliomètric, el model matemàtic ComplexPlot; el model matemàtic integral multifactorial; el model d'optimització d'acoblament micro i macrodimensional d'elements finits, i el model d'avaluació d'optimització de la gestió de projectes va dominar del mètode de l'entropia. El sistema d'investigació teòrica supera la interferència de la discreció de l'objecte d'investigació, la complexitat i els factors d'influència incerts i realitza la solidesa de l'avaluació i la millora. El sistema d'investigació teòrica supera la interferència de la discreció de l'objecte d'investigació, la complexitat i els factors d'influència incerts i aconsegueix la solidesa de l'avaluació i la millora. Així mateix, millora àmpliament la resistència del model als factors naturals, humans, accidentals i incerts i el problema de la interferència externa de les emergències. Finalment, el sistema va formar un conjunt complet de sistemes de models d'optimització de prevenció i control conjunts madurs i va aconseguir els objectius i enfocaments de la investigació. El valor de la investigació d'aquesta tesi: a) ompli el buit de la investigació en aquest camp. b) innova en una varietat de nous models teòrics d'investigació. c) resol els problemes de discreció, incertesa i interferència de factors externs en l'optimització de la topologia i l'optimització de la gestió de projectes. Les interferències dels factors externs de mutació i la sensibilitat de les emergències es compensen i corregeixen. d) La investigació millora la captura de dades discretes i l'escassetat de compensació del sistema d'anàlisi de programari Muntanya Carlo. / [EN] At the heart of the global construction industry is the overuse of materials, especially non-renewable fossil energy raw materials. In this research direction, many researchers and designers have significantly reduced the proportion of materials and minimized the amount of design within the scope of research ideas and design specifications. Given whether the above measures can effectively reduce materials, several questions need to be further studied: a) In which stages of the life cycle of building materials are consumed more? b) How to use the most compelling scientific method to reduce the consumption of materials at the stage where materials are used the most? c) How to scientifically complete the material consumption optimization evaluation in the design stage under the influence of overcoming many discrete events and external influencing factors? d) In the construction stage, how to optimize the project management process to the greatest extent and achieve the most excellent material saving to ensure quality, safety and cost? e) How much material can be saved through design and project management optimization? f) What are the ultimate impact of the above research theoretical system and analysis data on the sustainable development of the construction industry? Through the investigation of relevant publications on the whole life cycle of the construction industry (chapter 2), the thesis finds that the design and construction stages are the key to effectively reducing material consumption. The main goal of this thesis is to solve the proposed optimization problems. By establishing a multi-dimensional research model framework and a systematic project management optimization model, the thesis reduces the weight of various components of the statically indeterminate bridge structure and realizes the lightweight optimization of the bridge structure. The thesis establishes several core theoretical innovation models in the research model framework: the bibliometric coupling model, ComplexPlot mathematical model; the multi-factor integral mathematical model; the multi-dimensional finite element micro and macro coupling optimization model, and the entropy weight method domino project management optimization evaluation model. The theoretical research system overcomes the interference of the research object's discreteness, complexity, and uncertain influencing factors and realizes the robustness of evaluation and improvement. It comprehensively improves the model's resistance to natural, human, accidental, and uncertain factors and the external interference problem of emergencies. Ultimately, the system formed a complete set of mature joint prevention and control optimization model systems and realized the research goals and paradigms. The research value of this thesis: a) fills the research gap in this field. b) innovates a variety of new theoretical research models. c) solves the problems of discreteness, uncertainty, and external factor interference in topology optimization and project management optimization. Compensation and correction are made for the interference of external mutation factors and the sensitivity of emergencies. d) The research improves the Monte Carlo software analysis system's discrete data capture and compensation shortage. In this thesis, various types of advanced project management methods and advanced construction schemes are applied in the case study, which provides a rich reference value for optimizing statically indeterminate bridges of the same type. For readers without extensive practical experience, there are some difficulties in understanding and applying the model. The reader needs to think carefully in combination with the case, which is also the insufficiency of this thesis. / This research was supported by grants from ”BIA2017-85098-R” and “PID2020-117056RB-I00”. / Zhou, Z. (2023). Life Cycle Optimization Analysis of Bridge Sustainable Development [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/191959

The finite element method is a powerful analysis tool which has facilitated a better understanding of the behaviour of reinforced concrete structures. Its use in the research field is widespread and complements experimental tests and the development of new analytical models. Its application in practice engineering has permitted to deal with complex elements. However, the general structural engineer is still reluctant to consider finite element modelling for his work as he finds most of these models excessively sophisticated for his needs and knowledge. In particular, complexity of many finite element tools usually derives from the adoption of advanced concrete constitutive models. Implementation of more simple models based on engineering practice could facilitate its use by less experienced finite element users. In structural engineering practice finite element analysis can be of great usefulness to deal with those more problematic elements and/or where the application of traditional analysis methods presents limitations. This includes the so-called D-regions with a 3D behaviour. The strut-and-tie method and the stress field method are consistent and rational tools for the analysis and design of D-regions, but while their application to 2D elements is well covered in literature, its extension to 3D is problematic. This generally explains why excessively conservative assumptions are still common in the design of these elements. Refinement of current analytical and design approaches or the use of finite element analysis could lead to more rational solutions which in turn will reduce material requirements and costs. A 3D nonlinear finite element-based tool was developed in this thesis oriented towards the analysis and design of 3D D-regions by less experienced finite element users. Regarding material modelling, an orthotropic concrete model was adopted to permit the use of uniaxial stress-strain relationships. Only one single parameter, the uniaxial compressive strength of concrete, needs to be defined. Additionally, several aid functions were implemented, among which the following can be highlighted: a comprehensive, embedded reinforcement model to facilitate the introduction of complex rebar geometries; special support and load elements permitting an integrated and simple treatment of the boundary conditions imposed by them; and a simple design algorithm for the automatic determination of the required rebar areas. Three examples of applications to representative 3D D-regions are presented to show the capabilities of the tool. In particular, the analyses of fourteen four-pile caps, three socket base column-to-foundations connections and one anchorage block are described in the third part of the thesis. Results prove that realistic response predictions can be obtained considering relatively simple constitutive models. The capacity of the tool to configure consistent stress field models depending on the reinforcement arrangement is also demonstrated. The generation of rational reinforcement configurations by applying the implemented design algorithm is also shown. A strut-and-tie-based method for the analysis and design of four-pile caps with rectangular geometries is proposed in the fourth part. The method is based on a refined 3D strut-and-tie model and the consideration of three potential modes of failure: exceeding the reinforcement strength, crushing of the diagonal strut at the base of the column with narrowing of the strut and splitting of the diagonal strut due to transverse cracking. The main innovation is that the strut inclination is not fixed as in current strut-and-tie-based design procedures, but determined by maximizing the pile cap strength. The method accounts for strength softening of cracked concrete, compatibility constraints and reinforcement details. Its application to 162 specimens of literature led to very good predictions of the ultimate strength and, to a lesser extent, of the mode of failure. / El método de los elementos finitos es una potente herramienta de análisis que ha facilitado un mejor conocimiento del comportamiento de las estructuras de hormigón armado. Su uso en el ámbito de la investigación está ampliamente extendido. Su aplicación en la práctica ingenieril ha permitido la resolución de elementos complejos. Sin embargo, el ingeniero estructural común todavía es reticente a usar la modelización por elementos finitos ya que considera que la mayoría de estos modelos son excesivamente sofisticados para sus necesidades. La complejidad de muchas herramientas de elementos finitos suele derivarse de la adopción de modelos constitutivos de hormigón avanzados. La implementación de modelos más sencillos podría facilitar su uso por usuarios menos experimentados. En la práctica ingenieril el análisis con elementos finitos puede ser de gran utilidad para tratar aquellos elementos más problemáticos y/o donde la aplicación de los métodos de análisis tradicionales presenta limitaciones. Esto incluye las llamadas regiones D con comportamiento 3D. El método de bielas y tirantes y el método de campos de tensiones son herramientas racionales para el análisis y dimensionamiento de regiones D, pero su extensión a 3D es problemática. Este hecho explica por qué se adoptan todavía hipótesis excesivamente conservadoras en el dimensionamiento de estos elementos. La propuesta de métodos analíticos y de diseño más adecuados o la modelización con elementos finitos podría conducir a soluciones más racionales, lo que a su vez reduciría las necesidades de material y los costes. Como parte de esta tesis se ha desarrollado una herramienta de cálculo no lineal basada en el método de los elementos finitos orientada al análisis y dimensionamiento de regiones D tridimensionales por usuarios con menos experiencia en la modelización con elementos finitos. Se ha adoptado un modelo ortotrópico para el hormigón para permitir el uso de relaciones uniaxiales de tensión-deformación. Sólo es necesario definir un único parámetro, la resistencia a compresión uniaxial del hormigón. Adicionalmente, se han implementado varias funciones de ayuda, entre las que destacan: un modelo de armadura embebida para facilitar la introducción de geometrías de armado complejas; elementos especiales de apoyo y de carga que permiten un tratamiento integral de las condiciones de contorno; y un algoritmo de diseño para la determinación automática del área de armado necesaria. Se presentan tres ejemplos de aplicación a regiones D 3D representativas para mostrar las capacidades de la herramienta. En concreto, en la tercera parte del documento se describen los análisis de catorce encepados, tres cálices de cimentación y un bloque de anclaje. Los resultados muestran que se pueden obtener predicciones bastante realistas considerando modelos constitutivos relativamente sencillos. También se demuestra la capacidad de la herramienta para configurar modelos de campo de tensiones consistentes dependiendo de la configuración de armado. Además se muestra la capacidad del algoritmo de diseño para configurar disposiciones de armado racionales. En la cuarta parte se propone un método para el análisis y dimensionamiento de encepados sobre cuatro pilotes con geometría rectangular. El método se basa en un modelo 3D de bielas y tirantes refinado y la consideración de tres modos de fallo posibles: rotura del acero, aplastamiento de la biela diagonal en la base de la columna con estrechamiento de la misma y splitting de la biela diagonal debido a la fisuración transversal. La principal novedad es que el ángulo de la biela no se fija como en otros modelos, sino que se determina mediante la maximización de la resistencia del encepado. El método considera el debilitamiento de la resistencia del hormigón fisurado, condiciones de compatibilidad de deformaciones y detalles de armado. Su aplicación a 162 especímenes dio luga / El mètode dels elements finits és una potent eina d'anàlisi que ha facilitat un millor coneixement del comportament de les estructures de formigó armat. El seu ús en l'àmbit de la investigació està àmpliament estès. La seua aplicació en la pràctica enginyeril ha permès la resolució d'elements més complexos. No obstant això, l'enginyer estructural comú encara és reticent a fer servir la modelització per elements finits ja que considera que la majoria d'aquests models són excessivament sofisticats per a les seues necessitats i el seu conèixement. En concret, la complexitat de moltes eines d'elements finits sol derivar-se de l'adopció de models constitutius avançats de formigó. La implementació de models més senzills basats en la pràctica enginyeril podria facilitar el seu ús per a usuaris menys experimentats en la modelització amb elements finits. A la pràctica enginyeril l'anàlisi amb elements finits pot ser de gran utilitat per a tractar aquells elements més problemàtics i/o on l'aplicació dels mètodes d'anàlisi tradicionals presenta limitacions. Això inclou les anomenades regions D amb comportament 3D. El mètode de bieles i tirants i el mètode de camps de tensions són eines racionals per a l'anàlisi i dimensionament de regions D, però la seua extensió a 3D és problemàtica. Aquest fet explica per què s'adopten encara hipòtesis excessivament conservadores en el dimensionament d'aquests elements. La proposta de mètodes analítics i de disseny més adequats o la modelització amb elements finits podria conduir a solucions més racionals, amb el que també es reduirien les necessitats de material i els costos. Com a part d'aquesta tesi s'ha desenvolupat una eina de càlcul no lineal basada en el mètode dels elements finits orientada a l'anàlisi i dimensionament de regions D tridimensionals per a usuaris amb menys experiència en la modelització amb elements finits. S'ha adoptat un model ortotròpic per al formigó per permetre l'ús de relacions uniaxials de tensió-deformació. Només cal definir un únic paràmetre, la resistència a compressió uniaxial del formigó. Addicionalment, s'han implementat diverses funcions d'ajuda, entre les quals destaquen: un model d'armadura embeguda per facilitar la introducció de geometries d'armat complexes; elements especials de suport i de càrrega que permeten un tractament integral i senzill de les condicions de contorn; i un algoritme de disseny per a la determinació automàtica de l'àrea d'armat necessari. Es presenten tres exemples d'aplicació a regions D 3D representatives per mostrar les capacitats de l'eina. En particular, en la tercera part del document es descriuen les anàlisis de catorze enceps sobre quatre pilons, 3 calzes de fonamentació i un bloc d'ancoratge. Els resultats mostren que es poden obtenir prediccions prou realistes considerant models constitutius relativament senzills. També es demostra la capacitat de l'eina per configurar models de camp de tensions consistents depenent de la configuració d'armat. A més es mostra la capacitat de l'algoritme de disseny per configurar disposicions d'armat racionals. En la quarta part es proposa un mètode per a l'anàlisi i dimensionament d'enceps sobre quatre pilons amb geometria rectangular. El mètode es basa en un model 3D de bieles i tirants refinat i la consideració de tres modes de fallada possibles: trencament de l'acer, aixafament de la biela diagonal a la base de la columna amb estrenyiment de la mateixa i splitting de la biela diagonal per causa de la fissuració transversal. La principal novetat és que l'angle de la biela no es fixa com en els models actuals de bieles i tirants, sinó que es determina mitjan\c{c}ant la maximització de la resistència de l'encep. El mètode proposat considera el debilitament de la resistència del formigó fissurat, condicions de compatibilitat de deformacions i detalls d'armat. La seua aplicació a 162 espècimens de la liter / Meléndez Gimeno, C. (2017). A finite element-based approach for the analysis and design of 3D reinforced concrete elements and its applications to D-regions [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86193

[ES] Los humedales son uno de los ecosistemas más importantes del planeta. En los distintos hábitats que albergan convive un gran número de especies, siendo un reservorio de biodiversidad. Además, al ser sumideros de carbono (CO2, ) son un aliado natural en la lucha contra el cambio climático. Los humedales resultan imprescindibles para el cumplimiento de los objetivos de sostenibilidad de la Agenda 2030. Desgraciadamente, la desaparición de estos espacios naturales es alarmante, especialmente acelerada durante el siglo XX y lo que llevamos de siglo XXI. Uno de los motivos más importantes que causa su pérdida y degradación es la falta de recursos hídricos. En general, en situaciones de estrés hídrico, es necesario aportar agua procedente de fuentes externas. La elección de las fuentes de recursos hídricos supone un complejo problema de decisión. La calidad del agua debe ser la adecuada para garantizar la sostenibilidad del humedal. En esta tesis se elabora una metodología para resolver ese problema. Se ha aplicado al caso de las Tablas de Daimiel, pero puede ser utilizada en cualquier otro humedal. A partir de los valores de referencia del humedal se han elaborado unas funciones de rating que permiten asignar puntuación a los distintos valores de los parámetros fisicoquímicos. Hay una función de rating para cada uno de los parámetros. Las funciones son específicas del humedal cuya regeneración hídrica se pretende. Se ha asignado un peso a los distintos parámetros fisicoquímicos para considerar la diferente repercusión de cada uno de ellos en la calidad del agua. Para ello se ha llevado a cabo un análisis mediante el Analytical Hierarchical Process (AHP). Agregando las funciones de rating con los pesos obtenidos se ha diseñado un índice de sostenibilidad (WRSM). Las fuentes de agua más adecuadas toman valores más altos del índice, en contraposición con las menos aconsejables.Todo el proceso descrito se ha aplicado a las Tablas de Daimiel, comprobándose su utilidad y eficacia para evaluar diferentes tipos de aguas procedentes de muy diversas fuentes. La metodología desarrollada es novedosa, completamente reproducible y además es aplicable a cualquier otro humedal, por lo que puede constituir una nueva herramienta para abordar la importante y compleja tarea que supone la restauración hídrica de humedales. / [CA] Els aiguamolls són un dels ecosistemes més importants del planeta. En els diferents hàbitats que alberguen conviu un gran nombre d'espècies, sent un *reservorio de biodiversitat. A més, en ser embornals de carboni (CO¿, ) són un aliat natural en la lluita contra el canvi climàtic. Els aiguamolls resulten imprescindibles per al compliment dels objectius de sostenibilitat de l'Agenda 2030. Desgraciadament, la desaparició d'aquests espais naturals és alarmant, especialment accelerada durant el segle XX i el que portem de segle XXI. Un dels motius més importants que causa la seua pèrdua i degradació és la falta de recursos hídrics. En general, en situacions d'estrés hídric, és necessari aportar aigua procedent de fonts externes. L'elecció de les fonts de recursos hídrics suposa un complex problema de decisió. La qualitat de l'aigua ha de ser l'adequada per a garantir la sostenibilitat de l'aiguamoll. En aquesta tesi s'elabora una metodologia per a resoldre aqueix problema. S'ha aplicat al cas de les Taules de Daimiel, però pot ser utilitzada en qualsevol altre aiguamoll. A partir dels valors de referència de l'aiguamoll s'han elaborat unes funcions de ràting que permeten assignar puntuació als diferents valors dels paràmetres fisicoquímics. Hi ha una funció de ràting per a cadascun dels paràmetres . Les funcions són específiques de l'aiguamoll la regeneració hídrica del qual es pretén. S'ha assignat un pes als diferents paràmetres fisicoquímics per a considerar la diferent repercussió de cadascun d'ells en la qualitat de l'aigua. Per a això s'ha dut a terme una anàlisi mitjançant el Analytical *Hierarchical *Process (*AHP). Agregant les funcions de ràting amb els pesos obtinguts s'ha dissenyat un índex de sostenibilitat (*WRSM). Les fonts d'aigua més adequades prenen els valors més alts de l'índex, en contraposició amb les menys aconsellables. Tot el procés descrit s'ha aplicat a les Taules de Daimiel, comprovant-se la seua utilitat i eficàcia per a avaluar diferents tipus d'aigües procedents de molt diverses fonts. La metodologia desenvolupada és nova, completament reproduïble i a més és aplicable a qualsevol altre aiguamoll, per la qual cosa pot constituir una nova eina per a abordar la important i complexa tasca que suposa la restauració hídrica d'aiguamolls. / [EN] Wetlands are one of the most important ecosystems on the planet. A large number of species coexist in the different habitats that are home to wetlands. They are a reservoir of biodiversity. Furthermore, being carbon sinks (CO2, ), wetlands are a natural ally in the fight against climate change. Wetlands are essential to meet the sustainability goals of the 2030 Agenda. Unfortunately, the disappearance of these natural spaces is alarming, especially accelerated during the 20th century and so far in the 21st century. One of the most important reasons that causes its loss and degradation is the lack of water resources. In general, in situations of water stress, it is necessary to obtain water from external sources. The choice of sources of water resources is a complex decision problem. The quality of the water must be adequate to guarantee the sustainability of the wetland. This thesis develops a methodology to solve this problem. It has been applied to the case of the Tablas de Daimiel wetland, but it can be used in any other wetland. Based on the reference values of the wetland, qualification functions have been developed. These functions evaluate the physicochemical parameters. There is a rating function for each of the parameters. The functions are specific to the wetland whose water regeneration is intended. A weight has been assigned to the different physicochemical parameters to consider the different impact of each of them on water quality. For this, an analysis has been carried out using the Analytical Hierarchy Process (AHP). Adding the rating functions with the weights obtained, a sustainability index (WRSM) has been designed. The most suitable water sources take the highest values of the index, compared to the least recommended. The entire process described has been applied to the Tablas de Daimiel wetland, demonstrating its usefulness and effectiveness for evaluating different types of water from very diverse sources. The methodology developed is novel, completely reproducible and also applicable to any other wetland, so it can be a new tool to address the important and complex task of hydrological restoration in wetlands. / Benítez Navío, A. (2023). Metodología para la toma de decisiones estratégicas en la asignación sostenible de recursos para la recuperación hidrológica de humedales en situación de estrés hídrico [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/192828

[ES] Una alternativa para reducir el consumo de materias primas y los impactos ambientales derivados del cemento Portland es la sustitución parcial del clínker por adiciones minerales de subproductos agroindustriales. El objetivo de este trabajo fue investigar los efectos de la extracción de potasio sobre la reactividad de las biopuzolanas a partir de cenizas puras de caña de azúcar y caña energética, y evaluar las ganancias ambientales potenciales en compuestos de cemento Portland, buscando producir cenizas reactivas y sostenibles, y potasio para su aplicación como fertilizante. La caña energética y la caña de azúcar se caracterizaron morfológicamente mediante microscopio electrónico de barrido y EDS, se analizó el suelo recolectado durante la extracción de ambas variedades. Ambas cañas fueron calcinadas a una temperatura de 600 °C con una velocidad de 4 °C/min y un tiempo de exposición de 120 min. Las cenizas fueron lavadas para la extracción de potasio, cloro y azufre, y molidas para obtener el mismo rango granulométrico, luego se realizó el análisis de la solución extraída del lavado, y, por otra parte, sobre las cenizas se llevaron a cabo los análisis de masa específica real, granulometría, fluorescencia de rayos X, pérdida al fuego, difracción de rayos X, termogravimetría, microscopía electrónica de barrido con EDS, y determinación de sílices amorfa y cristalina. En pastas de hidróxido de calcio y puzolanas se realizó análisis de fijación de cal por termogravimetría, microscopía electrónica de barrido con EDS, evaluación de reactividad puzolánica por conductividad y pH, y método de Frattini. En las pastas de puzolanas y cemento se realizó la prueba de porosidad por intrusión de mercurio. Se evaluó la influencia de las cenizas y humo de sílice en el comportamiento de los morteros de cemento Portland, con ensayos de masa específica, absorción de agua, porosidad aparente, resistencia a la compresión y carbonatación acelerada. Se utilizó la técnica de Evaluación del Ciclo de Vida para evaluar los impactos ambientales potenciales de los morteros con reemplazo parcial de ceniza de caña energética, de caña de azúcar y humo de sílice en comparación con el mortero de referencia (sin reemplazos). La quema de caña energética genera un 78% más de ceniza en comparación con la caña de azúcar. Las cenizas de hoja de la caña energética presentaron mayor cantidad de sílice que las de caña de azúcar; por otro lado, los tallos presentaron un alto contenido de potasio. El análisis de la solución de lavado de ceniza indicó la posibilidad de utilizar esta solución en fertirrigación debido a los altos valores de potasio y azufre en el agua. El humo de sílice, la ceniza de paja de caña de azúcar, la ceniza de paja de caña energética y la mezcla de cenizas de caña energética (tallo y paja) fueron las muestras que presentaron alta puzolanicidad. Los morteros con sustitución del 10% de cenizas, fueron los que presentaron mejores resultados en cuanto a resistencia mecánica. En general, la sustitución de contenidos superiores al 10% de ambas cenizas mejora considerablemente el comportamiento ambiental de los morteros, debido al menor consumo de cemento, y a la generación de los subproductos de la extracción de sacarosa, (como el residuo filtrado y vinaza) y el potasio extraído del lavado de las cenizas, que evitan la producción de agroquímicos para la agricultura. Teniendo en cuenta el comportamiento ambiental y la resistencia a la compresión, los morteros con mejores resultados son aquellos con un 10% de ceniza de caña energética, ya que alcanzan los valores más altos de resistencia a la compresión y buenos valores de desempeño ambiental. Por lo tanto, la ceniza de la caña de azúcar y de la caña energética se pueden utilizar para su incorporación en materiales cementantes, especialmente la ceniza de caña energética. Sin embargo, el potasio y el cloro deben extraerse hasta que estén dentro de los niveles aceptables para su uso en compuestos de cemento. / [CA] L'alternativa per a reduir el consum de matèries primeres i els impactes que origina la producció de ciment Pòrtland implicaria substituir parcialment el clínquer per minerals obtinguts de subproductes agroindustrials. L'objectiu d'aquest treball és investigar els efectes de l'extracció del potassi en la reactivitat de les bioputzolanes, a partir de les cendres de la canya de sucre i de la canya energètica, i a més a més avaluar els beneficis ambientals com a component del ciment Pòrtland. La finalitat seria produir cendres reactives més sostenibles que podran ser utilitzades com a putzolanes, així com potassi com a fertilitzant. La canya de sucre i la canya energètica es caracteritzaren morfològicament mitjançant microscòpia electrònica de rastreig amb espectroscòpia d'energia dispersiva de raigs X, i es va analitzar el sòl després de la recol·lecció de les plantes. Ambdues canyes foren calcinades a 600¿°C de temperatura, a una velocitat d'escalfament de 4¿°C/min durant un temps màxim d'exposició de 120 minuts. Després de la calcinació, les cendres foren rentades per a extraure el potassi, el clor i el sofre i a continuació foren moltes fins a obtindre la granulometria adequada. Finalment, es va fer l'anàlisi de la solució aquosa del rentat, i diferents anàlisis de les cendres: massa específica real, granulometria làser, fluorescència de raigs X, pèrdua al foc, difracció de raigs X, termogravimetria, microscòpia electrònica de rastreig amb espectroscòpia d'energia dispersiva de raigs X, avaluació de reactivitat putzolànica per conductivitat i pH, i mètode Frattini. Les pastes de putzolana i de ciment se'n van sotmetre a la prova de porositat per intrusió de mercuri. Es va avaluar com influeix la cendra de la canya de sucre, la cendra de la canya energètica i el fum de sílice en els morters de ciment Pòrtland, amb assajos de massa específica, absorció d'aigua, porositat aparent, resistència a la compressió i carbonatació accelerada. La tècnica d'Avaluació del Cicle de Vida, va ser utilitzada per a valorar els impactes ambientals possibles dels morters amb substitució parcial de cendra de canya de sucre, cendra de canya energètica i fum de sílice i comparar-los amb els morters de referència (sense reemplaçaments). La canya energètica genera un 78% més de cendra per hectàrea que la canya de sucre tradicional, per altra banda, les cendres de les fulles de la canya energètica tenen un major contingut de sílice i la tija una gran quantitat de potassi. Els resultats de l'anàlisi de les solucions de les cendres rentades, ens indiquen que és possible utilitzar aquesta solució en fertirrigació per l'alt contingut en potassi i sofre. El fum de sílice, la cendra de la palla de la canya de sucre, la de la palla de canya energètica i LA de la mescla de canya energètica (tija i palla) foren les mostres amb millors resultats de reactivitat putzolànica. Els morters substituïts amb un 10% de cendra de canya de sucre i de cendra de canya energètica són els que presentaren millors resultats de resistència mecànica. En general, amb substitucions superiors al 10% de les cendres de canya de sucre i de canya energètica millora considerablement el comportament ambiental dels morters, gràcies a un menor consum de ciment, i a la generació de subproductes de l'extracció de sacarosa (com residus de filtres i vinassa), i del potassi obtingut de rentar les cendres que eviten la producció de productes químics per a l'agricultura. Si tenim en compte el comportament ambiental i la resistència a la compressió, els morters amb un 10% de cendra de canya energètica són els que presenten millors resultats, ja que registren els valors més alts a la compressió. En resum, podem afirmar que les cendres de la canya de sucre i de la canya energètica poden ser utilitzades per a afegir-les als materials cimentants, especialment, la cendra de canya energètica, sempre que els nivells de potassi i clor estiguen dins dels nivells permesos per al seu ús en el ciment. / [EN] An alternative to reduce the consumption of raw materials and the environmental impacts arising from the production of Portland cement is the partial replacement of clinker by mineral additions using agro-industrial by-products. The present research aimed to investigate the effects of potassium extraction on the reactivity of biopozzolans from from sugarcane and energy cane, and to evaluate the potential environmental gains of its use in Portland cement composites, seeking to produce reactive and sustainable ash that can be used as pozzolan and potassium for application as a fertilizer. Energy cane and sugar cane were morphologically characterized using a scanning electron microscope and X-ray energy dispersive spectroscopy, and the soil ,in which both varieties grew, analyzed. Both canes were calcined at a temperature of600 °C with a heating rate of 4 °C/min and a maximum exposure time of 120 min. After burning, the ashes were washed for the extraction of potassium, chlorine and sulfur and, then ground to obtain the same granulometric range; the analysis of the solution extracted from the washing was carried out, and, for the obtained ashes, real specific mass, laser granulometry, X-ray fluorescence, loss on fire, X-ray diffraction, thermogravimetry, scanning electron microscopy with X-ray energy dispersive spectroscopy and determination of amorphous and crystalline silica were carried out. In calcium hydroxide/ash pastes, the lime fixation analysis by thermogravimetry, scanning electron microscopy with X-ray energy dispersive spectroscopy, pozzolanic reactivity evaluation by conductivity and pH, and Frattini method were performed. In cement/ash pastes, the porosity test by mercury intrusion was carried out. The influence of energy cane ash, sugar cane and silica fume on the performance of Portland cement mortars was evaluated, by means specific mass, water absorption, apparent porosity, compressive strength and accelerated carbonation tests. The Life Cycle Analysis technique was used to assess the potential environmental impacts of mortars with partial replacement of energy cane ash, sugar cane ash and silica fume compared to the reference mortar (without replacements). The burning of energy cane generates 78% more ash per hectare compared to conventional sugarcane, the leaf ashes of the energy cane had a higher amount of silica than the sugar cane one; on the other hand, the stalks showed high potassium content. The analysis of the ash washing solution indicated the possibility of using this solution in fertigation due to the high values of potassium and sulfur that were solubilized in the water. Silica fume, sugar cane straw, energy cane straw, and the mixture of energy cane (stem and straw) were the ashes that showed high pozzolanicity. The mortars with replacement of 10% of sugarcane ash, and 10% of energy cane, were the ones that presented the best results in terms of mechanical strength. In general, the substitution of contents above 10% of sugarcane and energy cane ashes improves the environmental performance of mortars considerably, due to the lower consumption of cement, the co-products generated in the extraction of sucrose, such as filter and vinasse, and the potassium extracted from washing the ash, which avoid the production of agrochemicals for agriculture. Taking into account environmental performance and compressive strength, the mortars with the best results are those with 10% energy cane ash, as they achieve the highest compressive strength and good environmental performance values. Thus, ashes from sugarcane and energy cane can be used for incorporation into cementitious composites, especially energy cane ash. However, potassium and chlorine must be extracted until they are within acceptable levels for the use of ashes in cementitious composites. / Pitolli Lyra, G. (2023). Aplicação das cinzas da indústria sucroalcooleira como biopozolanas e Kfertilizante: cana-de-açúcar e cana-energia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/193853

[ES] La Constitución del Ecuador establece que el acceso a una vivienda digna es un derecho fundamental. Sin embargo, muchos ciudadanos viven en situaciones de riesgo, ya que las edificaciones que habitan no tienen características físicas y/o estructurales adecuadas. Esto se acentúa en la zona rural, en donde la necesidad de casas que cumplan estándares de calidad es en promedio 71, 2% más que las ciudades. En la mayoría de construcciones que se realizan en Ecuador, se usan materiales convencionales como el hormigón, bloques y ladrillos. Por lo que, cubrir la totalidad del déficit de vivienda (665 612 unidades) requiere una gran inversión económica; además, del alto costo ambiental que representaría; ya que, los materiales mencionados tienen consumos energéticos altos desde su producción hasta su puesta en obra. Es evidente entonces que la dotación de vivienda debe hacerse con materiales sustentables y accesibles a la mayoría de la población. Una alternativa es la paja, que es natural, renovable, sumidero de CO2 y biodegradable. En Ecuador se obtienen anualmente 28 754,492 toneladas de paja de trigo y cebada. Con este desecho de la cosecha, se podrían hacer fardos, con los cuales construir casas. Sin embargo, en el país existe muy poco conocimiento de este material y el sistema constructivo que se requiere para edificar de forma técnica y segura. La presente investigación aborda la caracterización física y mecánica de los fardos producidos localmente para determinar su posibilidad de su uso como material de construcción. Además, se realizaron ensayos pseudo-dinámicos a muros portantes realizados con fardos y recubiertos con dos alternativas de mortero. Con los resultados obtenidos, se realizó la modelación estructural de una vivienda tipo, determinando que el desplazamiento lateral relativo de la misma, cumple los estándares de la Norma Ecuatoriana de la Construcción para edificaciones sismo resistentes. También se realizó un análisis económico, determinando que el costo de la vivienda tipo es inferior al valor establecido para casas de interés social en el país. Lo que determina su accesibilidad al segmento poblacional más pobre. Además, se elaboró un manual, que detalla el procedimiento constructivo de la casa tipo, de forma clara y sencilla para hacerlo de fácil entendimiento. / [CA] La Constitució de l'Equador estableix que l'accés a un habitatge digne és un dret fonamental. No obstant això, molts ciutadans viuen en situacions de risc, ja que les edificacions que habiten no tenen característiques físiques i/o estructurals adequades. Això s'accentua en la zona rural, on la necessitat de cases que complisquen estàndards de qualitat és en mitjana 71,2% més que les ciutats. En la majoria de construccions que es realitzen a l'Equador, s'usen materials convencionals com el formigó, blocs i rajoles. Pel que, cobrir la totalitat del dèficit d'habitatge (665 612 unitats) requereix una gran inversió econòmica; a més, de l'alt cost ambiental que representaria; ja que, els materials esmentats tenen consums energètics alts des de la seua producció fins a la seua posada en obra. És evident llavors que la dotació d'habitatge ha de fer-se amb materials sustentables i accessibles a la majoria de la població. Una alternativa és la palla, que és natural, renovable, embornal de CO2 i biodegradable. A l'Equador s'obtenen anualment 28 754,492 tones de palla de blat i ordi. Amb aquesta deixalla de la collita, es podrien fer fardells, amb els quals construir cases. No obstinate això, al país existed molt poc coneixement d'aquest material I el sistema construction que es required per an edificar de manera tècnica I Segura. La present investigació aborda la caracterització física i mecànica dels fardells produïts localment per a determinar la seua possibilitat del seu ús com a material de construcció. A més, es van realitzar assajos pseudo-dinàmics a murs portants realitzats amb fardells i recoberts amb dues alternatives de morter. Amb els resultats obtinguts, es va realitzar el modelatge estructural d'un habitatge tipus, determinant que el desplaçament lateral relatiu d'aquesta, compleix els estàndards de la Norma Equatoriana de la Construcció per a edificacions sisme resistents. També es va realitzar una anàlisi econòmica, determinant que el cost de l'habitatge tipus és inferior al valor establit per a cases d'interés social al país. El que determina la seua accessibilitat al segment poblacional més pobre. A més, es va elaborar un manual, que detalla el procediment constructiu de la casa tipus, de manera clara i senzilla per a fer-ho de fàcil enteniment. / [EN] The Constitution of Ecuador establishes that access to decent housing is a fundamental right. However, many citizens live in risky situations since their buildings do not have adequate physical and structural characteristics. This is accentuated in rural areas, where the need for houses that meet quality standards is, on average, 71.2% higher than in the cities. In most constructions in Ecuador, conventional materials such as concrete, blocks, and bricks are used. Therefore, covering the entire housing deficit (665 612 units) requires a significant economic investment, in addition to the high environmental cost, since the materials have high energy consumption from production to installation. It is evident then that housing must be built with sustainable materials accessible to most of the population. One alternative is straw, which is natural, renewable, a CO2, and biodegradable. In Ecuador, 28 754.492 tons of wheat and barley straw are obtained annually. With this waste from the harvest, bales could be made with which to build houses. However, there needs to be more knowledge of this material and the construction system required to build technically and safely in the country. The present research addresses the physical and mechanical characterization of locally produced bales to determine the possibility of their use as a construction material. In addition, pseudo-dynamic tests were carried out on load-bearing walls made with bales. An economic analysis was also carried out, determining that the cost of the house type is lower than the value established for houses of social interest in the country. This determines its accessibility to the poorest segment of the population. In addition, a manual was prepared detailing the construction procedure of the house type clearly and straightforwardly to make it easy to understand. / Viera Arroba, LP. (2023). Factibilidad constructiva de viviendas con muros portantes de fardos de paja energéticamente eficientes y sismo resistentes en la zona andina del Ecuador [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/196654