Debido al crecimiento continuo del consumo de concreto como material de construcción, resulta de ayuda contar con métodos de evaluación no destructivos que, de manera sencilla y rápida, permitan caracterizar una estructura de concreto en términos de Resistencia a Compresión; en función de ello la presente investigación propone el Ensayo de Ultrasonido para la estimación de dicho parámetro, basándose en un modelo de aproximación que correlacione la Resistencia a Compresión con la Velocidad de Pulso Ultrasónico, con un grado de confiabilidad asociado. La idea es realizar un control de calidad permanente in situ, que permita la continuidad correcta de labores y/o evitar retrabajos probablemente costosos, en resumen, generar ahorros para la industria de la construcción. El trabajo experimental desarrollado comienza en Laboratorio con la preparación, muestreo y control de seis diseños patrón de concreto, para los cuales se establece algunas variables de estudio: la relación Agua/Cemento y el tamaño del agregado (representado por el Huso del mismo). La siguiente etapa importante se realiza a Escala Industrial, para ello se hace una selección, muestreo y control de las mezclas de producción que son de mayor consumo en el entorno de la construcción de Lima, considerando que el rango de resistencias a compresión es similar al del trabajo en Laboratorio. Con los resultados de Velocidad de Pulso Ultrasónico y de Resistencia a Compresión, obtenidos de ensayos en estado endurecido para ambas etapas (Laboratorio y Escala Industrial), se establecen relaciones y se realiza un análisis de confiabilidad, a fin de determinar ecuaciones de tendencia que se ajusten al comportamiento de los concretos. Finalmente, identificando la relación Agua/Cemento y el Huso del agregado, se evalúan los márgenes de error al simular estimaciones de la Resistencia a Compresión con las ecuaciones establecidas, observando en qué medida se presentan los casos de sobreestimación o subestimación. / Tesis

Las experiencias recientes de terremotos como el de Chile en 2010 y el de Bam en Irán, en 2003, evidencian la fragilidad del patrimonio edificado. Lamentablemente, su destrucción y desaparición implicarían la pérdida efectiva de la memoria de los pueblos y de monumentos que muchas veces constituyen la esencia más importante de la sociedad. En este artículo, se explica la aplicación de tecnología innovadora para el diagnóstico estructural de dos construcciones patrimoniales de tierra ubicadas en la ciudad del Cusco. Se presenta, inicialmente, el caso del sitio arqueológico preinca de Chokepukio, construido entre los siglos X y XIV, en el cual se usaron ensayos experimentales deidentificación modal y análisis numérico en elementos finitos para evaluar su seguridad sísmica. El segundo corresponde al estudio de la iglesia de San Pedro Apóstol de Andahuaylillas, construida a finales del siglo XVI, en donde se aplicaron ensayos de termografía infrarroja paraidentificar materiales y anomalías estructurales.

La inspección térmica basada en radiación infrarroja provee medidas rápidas, sin contacto y desde una única posición. Su principio básico es el control y estimación de diferencias de temperaturas en una superficie. Conscientes de su aplicabilidad potencial en la evaluación no destructiva ni invasiva, se planteó como objetivo general el efectuar contribuciones al conocimiento y la técnica que, además, tuviesen visos de aplicación real. Ante la variedad de sistemas termográficos existentes, se detectan carencias de unos respecto de otros que limitan su aplicabilidad. Surge la necesidad de compararlos y con ello la definición de parámetros que valoren los beneficios de cada uno de ellos. Igualmente, se requiere una automatización de los procesos de toma de decisión para eludir la subjetividad en el análisis de las secuencias térmicas. Se aportan diferentes propuestas basadas en métodos estadísticos y técnicas transformadas que procuran imágenes únicas donde todos los defectos detectables son localizados. / Thermal inspection based on infrared radiation provides fast and contactless measurements from one location. Its basic principle is the control and assessment of temperature differences on a surface. Given its potential applicability for non-destructive and non-invasive evaluation and testing, the main goal of this thesis is the contribution to the knowledge and technique state of the art, always from a real-application point of view. Considering the wide variety of thermographic systems, several lacks have been detected in some systems limiting their use. It could be interesting to compare these systems and, hence, to establish a set of parameters that objectively evaluates the benefits of any of them. In addition, an automation of the decision process should be provided to avoid the human subjectivity in the analysis of thermographic sequences. Here, different proposals based on statistical methods and data transforms are detailed. They provide unique images where defects are highlighted.

Esta tesis doctoral se encuentra desarrollada en los ámbitos de materiales, ensayos no destructivos y procesado de señal. Su propósito es aportar nuevas técnicas no destructivas centrándose tanto en su desarrollo como en su aplicación a sistemas reales. La evaluación de durabilidad y daño en materiales no homogéneos es el eje central de este documento, articulándolo en dos capítulos fundamentales. En primera instancia se evalúa el comportamiento del cemento reforzado con fibra de vidrio bajo esfuerzo de flexión. Múltiples señales ultrasónicas fueron adquiridas en todo el proceso de deformación de los elementos implementando una nueva técnica de adquisición multifrecuencia. En la fase posterior a la adquisición se determinaron parámetros lineales y no lineales de las señales ultrasónicas pulsadas correlacionando dichos parámetros con las curvas tensión - deformación descritas por los elementos ensayados. En el último bloque se expone el análisis de espectroscopía por impacto sobre probetas de mortero dañadas química y térmicamente. Se profundizó sobre el comportamiento dinámico no-lineal e histéretico de los elementos de mortero. El análisis del ablandamiento del módulo dinámico con el incremento de la amplitud de excitación es un tema de gran interés para la evaluación de daño, siendo la técnica actual dependiente de la adquisición de múltiples señales. En este contexto, se propone nueva técnica de procesado de señal capaz de extraer parámetros de esta naturaleza a partir de una única señal. / Aquesta tesi doctoral està desenvolupada als àmbits de materials, assajos no destructius i processament de senyals. El seu propòsit és aportar noves tècniques no destructives, centrades tant en el seu desenvolupament com en la seua aplicació a sistemes reals. L'avaluació de durabilitat i dany en materials no homogenis és l'eix central d'aquest document, format per dos capítols fonamentals. En primer lloc s'avalua el comportament del ciment reforçat amb fibra de vidre sotmès a esforç de flexió. Diverses senyals ultrasòniques van ser adquirides durant tot el procés de deformació dels elements que implementa una nova tècnica d'adquisició multifreqüència. En la fase posterior a l'adquisició es van determinar paràmetres lineals i no lineals de les senyals ultrasòniques polsades que correlacionen aquests paràmetres amb les corbes de tensió-deformació descrites pels elements assajats. Al tercer bloc s'exposa l'anàlisi d'espectroscòpia per impacte en provetes de morter malmeses químicament i tèrmicament. Es va aprofundir en el comportament dinàmic no lineal i histerètic dels elements de morter. L'anàlisi de l'estovament del mòdul dinàmic amb l'increment de l'amplitud de l'excitació és un aspecte molt interessant per a l'avaluació de dany, tècnica que actualment depèn de l'adquisició de diverses senyals. En aquest context, es proposa una nova tècnica de processament de senyal capaç d'extraure paràmetres d'aquesta natura a partir d'una única senyal. / This doctoral thesis is developed in materials, Non-Destructive Testing (NDT) and signal processing fields. Its purpose is to make a contribution in new non destructive techniques focusing in its development and application to real systems. Durability and damage evaluation in non-homogeneous materials is the keystone of this document, assembling the structure in two main chapters. In the first instance the behaviour of Glass-fiber Reinforced Cement under bending test is evaluated. Multiple ultrasonic signals during the deformation process of the specimens were acquired, implementing a new multi-frequency acquisition technique. After the acquisition stage, linear and non-linear parameters were calculated from the pulsed ultrasonic signals correlating those parameters with the stress strain curve described during the test. In the third chapter, the impact spectroscopy analysis applied to chemical and thermal damaged mortar samples is exposed. The non-linear histeretic behaviour of the mortar specimens was studied more in depth. The analysis of the dynamic modulus softening with increment of the excitation amplitude is a hot spot at this moment for damage evaluation, being the current technique depending on the multiple signals acquisition. In this context, a new technique is proposed which allows a non-linear parameters extraction from a single reverberation signal. / Genovés Gómez, V. (2018). New non-destructive testing techniques based on mechanical waves: Development and application to damage characterization on non-homogeneus materials [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/114799 / TESIS

Actualmente, la técnica del georradar, que utiliza radiación electromagnética en el espectro de las microondas, tiene muchas aplicaciones en diversos campos y es un método de prospección no destructivo que permite el estudio rápido de estructuras de edificación. De hecho es una técnica que se emplea cada vez más en la inspección y diagnóstico de estructuras de edificación y materiales de construcción como por ejemplo el hormigón o la piedra. En esta tesis se analiza la aplicación de la técnica no destructiva del georradar para la inspección, diagnóstico y análisis resistente de la madera estructural. El carácter no destructivo de esta técnica hace que sea especialmente adecuada para el análisis de la madera cuando ésta forma parte de una estructura. El estudio se aborda desde tres puntos de vista. En el primero de ellos se estudian las variaciones que se producen en los parámetros de onda por medio de georradar al variar las principales propiedades físicas de la madera, en concreto aquellas que afectan de forma determinante a la resistencia mecánica de la misma: la anisotropía, la variación del contenido de humedad y la variación de densidad. En el segundo, se comparan los resultados obtenidos con el georradar al evaluar las propiedades de la madera con dos técnicas no destructivas emergentes en el campo de estudio de la madera estructural (el resistógrafo y la técnica de ultrasonidos). En el último, se establecen los criterios básicos para emplear la técnica del georradar en la clasificación resistente de la madera aserrada nueva. En este sentido, se realiza un estudio pormenorizado comparativo de las distintas técnicas existentes en la actualidad y la clasificación realizada por medio de georradar a partir de unos criterios iniciales definidos por primera vez en esta tesis. / Rodríguez Abad, I. (2010). Evaluación de la técnica no destructiva del georradar para la inspección, diagnóstico y análisis resistente de la madera estructural [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7361 / Palancia

El presente trabajo muestra el estudio de uniones soldadas obtenidas mediante el proceso de soldadura GTAW, en planchas de tres milímetros de espesor de la aleación de aluminio AA5052 – H34. El objetivo principal de la tesis es determinar y comparar las características y propiedades de las uniones soldadas, obtenidas con y sin material de aporte, utilizando el proceso de soldadura GTAW. Para el estudio se realiza en total 6 cupones soldados con una sola pasada (3 cupones con material de aporte y 3 cupones sin material de aporte). Asimismo, el aporte que se utiliza es el electrodo ER5356 elegido por sus buenas propiedades, características y compatibilidad química con el material base a soldar. Posterior a la elaboración de los cupones soldados, se realizan ensayos no destructivos para determinar si las uniones soldadas cumplen con la normativa AWS D1.2. De esta forma, se realizan ensayos de inspección visual, tintes penetrantes y radiografía industrial. Asimismo, la caracterización y el análisis de las propiedades de los cupones soldados a través de elaboración de probetas, los cuales son sometidos a ensayos mecánicos de tracción, ensayo de barrido de dureza, ensayos de doblado y ensayos metalográficos. En los ensayos de tracción, los resultados de las probetas soldadas sin material de aporte alcanzan menores valores de resistencia a la tracción, en comparación con las uniones soldadas con material de aporte. En los ensayos de dureza, los mayores valores para las uniones sin material de aporte se encuentran en el metal base y los menores en el baño de fusión, para las uniones soldadas con aporte los mayores valores se presentan en el baño de fusión y los menores en la ZAC. En los ensayos de doblado para ambos casos no se evidencian agrietamientos acumulados mayores o iguales a los 3 mm. En base a los resultados de la presente investigación se concluye que, las uniones soldadas de aleación de aluminio AA5052 - H34 mediante el proceso de soldadura GTAW, se comportan de manera satisfactoria bajo los dos métodos: con y sin material de aporte. Pues, los valores de resistencia a la tracción en ambos procesos presentan valores que se encuentran por encima del valor límite que indica el código AWS D1.2. Finalmente, en la presente investigación, se obtienen ligeramente mejores propiedades y características en la unión soldada con material de aporte frente a una sin material.

Debido al crecimiento continuo del consumo de concreto como material de construcción, resulta de ayuda contar con métodos de evaluación no destructivos que, de manera sencilla y rápida, permitan caracterizar una estructura de concreto en términos de Resistencia a Compresión; en función de ello la presente investigación propone el Ensayo de Ultrasonido para la estimación de dicho parámetro, basándose en un modelo de aproximación que correlacione la Resistencia a Compresión con la Velocidad de Pulso Ultrasónico, con un grado de confiabilidad asociado. La idea es realizar un control de calidad permanente in situ, que permita la continuidad correcta de labores y/o evitar retrabajos probablemente costosos, en resumen, generar ahorros para la industria de la construcción. El trabajo experimental desarrollado comienza en Laboratorio con la preparación, muestreo y control de seis diseños patrón de concreto, para los cuales se establece algunas variables de estudio: la relación Agua/Cemento y el tamaño del agregado (representado por el Huso del mismo). La siguiente etapa importante se realiza a Escala Industrial, para ello se hace una selección, muestreo y control de las mezclas de producción que son de mayor consumo en el entorno de la construcción de Lima, considerando que el rango de resistencias a compresión es similar al del trabajo en Laboratorio. Con los resultados de Velocidad de Pulso Ultrasónico y de Resistencia a Compresión, obtenidos de ensayos en estado endurecido para ambas etapas (Laboratorio y Escala Industrial), se establecen relaciones y se realiza un análisis de confiabilidad, a fin de determinar ecuaciones de tendencia que se ajusten al comportamiento de los concretos. Finalmente, identificando la relación Agua/Cemento y el Huso del agregado, se evalúan los márgenes de error al simular estimaciones de la Resistencia a Compresión con las ecuaciones establecidas, observando en qué medida se presentan los casos de sobreestimación o subestimación.

"Los Santos Juanes" Church is one of the most important religious monuments of Valencia. Erected after the reconquest on the foundations of the Boatella mosque, it is part of a group of churches, which after the Christian siege were configured in a similar way called parochial type. With a hidden gothic structure, the temple shows his baroque majesty, especially in the interior, besides countless vestiges of a past that define its current configuration. This PhD thesis aims to discern and analyze the constructive developments the temple has suffered from its origins up to the present days. By detailing each of the interventions carried out in the building, and relating them to the responsible historical premises and the consequences they have had in the building. In order to obtain this, all the possible information regarding the church and its surroundings has been gathered, using the needed graphical and technological skills, to find out in great detail the intrinsic characteristics. The graphic documentation extracted, allows a metric and geometric study, in order to verify the numerical correspondence with the constructive and structural advance of the temple. After the constructive analysis, a structural analysis is performed. The structural analysis is carried out using different 3D prototypes using to define its geometry, data from the scanner and other documentary references found. Partial models are used to evaluate the influence of the variation of different mechanical characteristics of the materials or to obtain the influence of different constructional arrangements facing seismic action. Specifically, the study of the different constructive arrangements focuses on analyzing the influence to the typical diaphragms of Mediterranean Gothic buildings. To do so, its impact in the structural behavior of the church is evaluated through the analysis of models with and without these elements, in order to understand its functionality against seismic actions. Then a 3D model of the church as a whole, allows the static analysis for gravity loads, modal calculation, a static nonlinear calculation (pushover) and dynamic nonlinear calculation (story time). The results of these analyses provide us with information about its structural behavior, collapse mechanism and vulnerability index. Finally, a 3D model of the terrain with information extracted from the geotechnical study and georadar is performed. On this model, the 3D model of the church is incorporated. All this is carried out with the aim of assessing the influence of the terrain in the global structural behavior of the building facing static and dynamic loads. / La Iglesia de los Santos Juanes es uno de los monumentos eclesiásticos más importantes de Valencia. Erigida tras la reconquista sobre los cimientos de la antigua mezquita de la Boatella, forma parte de un grupo de iglesias que, tras el asedio cristiano, se configuraron en una tipología similar denominada tipo parroquial. De estructura gótica escondida, el templo muestra su majestuosidad barroca especialmente en el interior, además de un sin fin de vestigios de un pasado que han hecho mella en su configuración actual. La presente tesis doctoral pretende discernir y analizar la evolución constructiva que ha tenido el templo desde sus orígenes hasta la actualidad, detallando cada una de las intervenciones y relacionándolas con las premisas históricas responsables, así como las consecuencias que ellas han tenido en el edificio. Para ello, se ha recabado toda la información posible en referencia a la iglesia y sus alrededores, utilizando las técnicas gráficas y tecnológicas necesarias, que permiten averiguar con el mayor detalle posible las características intrínsecas del edificio. Con la documentación gráfica extraída, se realiza un estudio métrico y geométrico, con el fin de poder comprobar la correspondencia numérica con el avance constructivo y estructural del templo. Tras el análisis constructivo se efectúa un análisis estructural. El análisis estructural se efectúa utilizando diferentes prototipos 3D, empleando para definir su geometría, los datos extraídos del escáner y demás referencias documentales encontradas. Se utilizan modelos parciales para evaluar la influencia de la variación de distintas características mecánicas de los materiales o para obtener la influencia de las diferentes disposiciones constructivas ante la acción sísmica. Concretamente el estudio de las distintas disposiciones constructivas se centra en analizar la influencia que tienen los diafragmas típicos de las construcciones del gótico mediterráneo. Para ello se evalúa su incidencia en el comportamiento estructural de la iglesia a través del análisis de modelos con y sin dichos elementos, con el fin de comprender su funcionalidad frente a acciones sísmicas. A continuación, un modelo 3D de la iglesia en su conjunto permite el análisis estático para cargas gravitatorias, un cálculo modal, un cálculo no lineal estático (Pushover) y un cálculo no lineal dinámico (historia en el tiempo). Los resultados obtenidos en estos análisis nos proporcionan la información sobre su comportamiento estructural, su mecanismo de colapso y su índice de vulnerabilidad. Por último, se realiza un modelo 3D del terreno con la información extraída del estudio geotécnico y el georradar. Sobre este modelo se incorpora el modelo 3d de la iglesia. Todo ello con la finalidad de evaluar la influencia que tienen las características del terreno en el comportamiento estructural global del edificio frente a cargas estáticas y dinámicas. / L'església dels Sants Joans és un dels monuments eclesiàstics més importants de València. Erigida després de la reconquesta sobre els ciments de l'antiga mesquita de la Boatella, forma part d'un grup d'esglésies, que després de l'assetjament cristià, es varen configurar en una tipologia pareguda anomenada tipus parroquial. D'estructura gòtica amagada, el temple mostra la seua majestuositat barroca especialment en el interior, a més d'una infinitat de vestigis d'un passat que ha fet mossa en la seua configuració actual. La present tesi doctoral pretén estudiar i analitzar l'evolució constructiva que ha tingut el temple des dels seus orígens fins l'actualitat, detallant cadascuna de les intervencions i relacionant-la amb les premisses històriques responsables, així com les conseqüències que elles han tingut en l' edifici. Per això, s'ha recopilat tota la informació possible en referència a l'església i els seus voltants, utilitzant les tècniques gràfiques i tecnològiques necessàries, que permeten obtindre amb el major detall possible les característiques intrínseques de l'edifici. Amb la documentació gràfica treta, es realitza un estudi mètric i geomètric, amb el fi de poder comprovar la correspondència numèrica amb l'avanç constructiu i estructural del temple. Després de l'anàlisi constructiu es realitzarà un anàlisi estructural. En un primer estadi, es calcula el model de dany empleat les característiques dels materials tretes dels assajos experimentals, la geometria obtinguda del escàner i les demés referències documentals trobades. Concretament l'estudi de les diferents disposicions constructives es centren en analitzar la influència que tenen els diafragmes típics de les construccions del gòtic mediterrani. Per a dur-ho a terme s'avalua la seua incidència en el comportament estructural de l'església a través de l'anàlisi de models amb i sense dits elements, amb la finalitat de comprendre la seua funcionalitat front a accions sísmiques. A continuació, un model 3D de l'església en el seu conjunt permet l'anàlisi estàtic per a càrregues gravitatòries, un càlcul modal, un càlcul no lineal estàtic (Pushover) i un càlcul no lineal dinàmic (història en el temps). Els resultats obtinguts en estos anàlisi ens proporcionen la informació del seu comportament estructural, el seu mecanisme de col¿lapse i l'índex de vulnerabilitat. Per últim es realitza un model 3D del terreny amb la informació treta del estudi geotècnic i el georadar. Sobre este model s'incorpora el model 3D de l'església. Tot allò amb la finalitat d' avaluar la influència que tenen les característiques del terreny en el comportament estructural global de l'edifici front a càrregues estàtiques i dinàmiques. / Molines Cano, JM. (2017). LA REAL PARROQUIA DE LOS SANTOS JUANES: ANÁLISIS CONSTRUCTIVO Y ESTRUCTURAL [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86199 / TESIS

Un pilote se ve afectado por diferentes solicitaciones de cargas (vertical, horizontal y momentos). La investigación analiza un pilote bajo una carga horizontal con los métodos analíticos/numéricos y un ensayo de campo. El ensayo para analizar comportamiento experimental fue realizado en Chilca, donde el ensayo de carga a escala real proporciona una base sólida para la comprensión del problema. El pilote cilíndrico, de acero A572 grado 50 de 24” de diámetro (½” de espesor). La profundidad enterrada del pilote es de 8.80 m y la carga lateral se aplica a una distancia de 0.40 m de la superficie. El ensayo siguió los lineamientos de la norma ASTM D3966. La caracterización geotécnica del sitio fue realizada en conjunto con la empresa. Con los ensayos de campo SPT y refracción sísmica se obtuvieron las propiedades mecánicas del suelo. Las propiedades del pilote de acero son conocidas por tratarse de un acero normalizado. Con estos datos se realizaron los análisis. Los cálculos analíticos y numéricos se compararon con las mediciones experimentales a través de gráficas de desplazamientos y momentos flexionantes a lo largo del pilote. El método de curvas p-y (Matlock y Reese) proporciona resultados aproximados y modela adecuadamente la distribución de cargas laterales y desplazamientos del pilote. El Método de Elementos Finitos (MEF) con el programa comercial Abaqus® se usa como herramienta para solucionar el problema. El modelo constitutivo elastoplástico de Mohr Coulomb es usado para analizar el comportamiento del suelo. El MEF modela la interacción suelo-pilote y simula aceptablemente bien el desplazamiento del pilote bajo la acción de la carga lateral. Finalmente, fue realizado un análisis paramétrico con el fin de conocer la influencia de los parámetros del suelo y pilote para entender mejor las respuestas del problema.

Esta Tesis Doctoral presenta un sistema automatizado de inspección no destructiva de materiales usando ultrasonidos para la detección de heterogeneidades en piezas metálicas, en concreto, de acero al carbono de tipo S275JR. Para ello, se han utilizado guías lineales que se han automatizado con motores paso a paso cuyos movimientos se controlan desde el computador, mediante una aplicación gráfica diseñada específicamente para este trabajo. Una vez detectados los defectos, se permite una posterior clasificación de los defectos según morfología, posición y tamaño con programas que utilizan algoritmos basados en Reconocimiento de Patrones. Tras su ejecución se obtienen los informes de resultados indicando la estimación de los datos buscados. / This Thesis presents an automated system to the inspection of materials using ultrasounds to the detection of heterogeneities in metallic pieces, in particular, carbon steel S275JR. For that, it used linear guides that have been automated with stepper motors, whose movements are controlled from the computer using a graphic application designed specifically to this research. When defects are detected, it allows the later classification of defects according to their morphology, size and position with programs that use algorithms based on Pattern Recognition. After execution of the programs, results reports provide an optimal estimation of expected data.