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The estimation of the time required to construct building projects has been a topic of great interest to many researchers and practitioners. Delays are a common problem in the construction industry and may be motivated by different factors. In this context, prediction of the construction time of building projects at early project phases has been considered a key element for project success. Initially, the construction time of a building is affected by several factors related to project features, although some factors are more crucial than others. Based on these factors, for the purpose of providing proper tools to estimate construction time and minimise the subjectivity in such estimation, to date, most research works have presented parametric models which were built using linear regression analysis (LRA). Nevertheless, there is an increasing trend for using artificial neural networks (ANNs) to develop better predictive models. In order to produce the best possible predictive models and provide a clearer explanation regarding the relationships that exist between different project scope factors and the construction time of new builds, the research work presented in this thesis used two data sets and three different modelling techniques: LRA, ANNs and a new numerical methodology based on the finite element method (FEM). In particular, this thesis addressed the general assumption that nonlinear modelling techniques are likely to better represent the previously mentioned relationships than LRA. According to available data, predictor variables related to construction costs, gross floor area (GFA), number of floors, and the type of facility were selected to analyse their influence on the duration of the construction process. Additionally, and since that there is no general agreement in the literature regarding which is the most appropriate dependent variable for predicting construction time, both time and speed of construction were analysed to determine which of these offer better predictive models. In this regard, construction speed can be used as a useful and robust benchmark for comparison of contractor performance. In the case of ANNs, two different types of network architectures were tested: the multilayer perceptron (MLP) and the radial basis function (RFB). The modelling process of MLP networks was divided into five stages: (i) selection of the training methodology, (ii) data division, (iii) design of the initial network structure, (iv) network optimisation, and (v) validation of the optimised models. MLP networks were used in conjunction with two different training algorithms and five options for calibration data division. In addition, a methodology was defined to obtain optimised MLP networks with an adequate predictive performance. This methodology develops a stepwise trial and error procedure in which a basic MLP network structure, with enough consistency, is first established and subsequently this initial structure is modified at each step of the proposed optimisation process in order to achieve the best possible network configuration. This thesis also proposes a framework to evaluate the performance of predictive models which includes five different assessment criteria: (i) verification of compliance with the underlying assumptions regarding the statistical procedure used to obtain the models, (ii) checking the goodness of fit of the models to the data set used for generating them, (iii) validation of models in terms of ability to generalise, (iv) assessment of the balance existing between the ability of a model to generalise and the accuracy obtained with the calibration data, and (v) development of a sensitivity analysis to verify model stability. Finally, a sensitivity analysis was also proposed to evaluate the impact of the construction cost variability, caused by the uncertainty in its estimation, on the performance of predictive models. The results obtained with this thesis showed that construction speed is a more appropriate dependent variable than construction time to develop predictive models to estimate the construction process duration of building projects, and that such construction speed is affected more by GFA than by construction cost. Furthermore, the FEM-based numerical methodology provided better predictive models than those generated by MLP networks and LRA. In this regard, the findings of this research work support the idea that linear regression models can provide a good starting point from which to search for better predictive models using nonlinear modelling techniques. The knowledge gained from this thesis will allow for new approaches to be explored in order to better determine the relationships existing between project scope factors and the construction speed of new builds, but always taking into account that the results provided by the models proposed herein are only initial construction speed estimates at early stages of project development, when only basic information is available, and are not intended to replace detailed schedules undertaken by builders.

Ministerio de Educación, Cultura y Deporte. Beca FPU 12/03242

Esta investigación se ha realizado en el marco del Proyecto Europeo MASTRO “Intelligent bulk MAterials for Smart TRanspOrt industries”. Se trata de un proyecto financiado por el programa Horizonte 2020 de la Comisión Europea, con un presupuesto de 5.940.666,28 € para un consorcio de 16 participantes, liderado por Acciona y formado por: Acciona, ALKE SRL, Arkema France SA, Embraer Portugal SA, Superior Graphite Deutschland GMBH, Applynano Solutions S.L., Axia Innovation UG, BSRIA Limited, Centro di Ricerche Europeo di Tecnologie Design e Materiali, Centro Tecnologico das Industrias Textil e do Vestuario de Portugal, Centre Technique Industriel de la Plasturgie et des Composites, Diadgroup SRL, EMBRAER Portugal SA, Universidad de Alicante, Universita Degli Studi di Salerno, The University of Sheffield, PINOUT Solutions SL, Airholding S.A.. El proyecto comenzó en diciembre del año 2017 y ha finalizado recientemente, en agosto del 2021. El objetivo general de MASTRO es desarrollar materiales inteligentes para el sector del transporte basados en conceptos novedosos como metodologías de autodetección, deshielo y autocurado. ese pretende aumentar la seguridad de los consumidores, la vida útil de los componentes y su rendimiento, al tiempo que se reducen los costes de mantenimiento, la fabricación y las emisiones de gases de efecto invernadero durante su vida útil. Las funcionalidades de autorrespuesta abordados se basan en tres fenómenos físicos: la piezorresistividad (variación de la resistividad eléctrica de un material cuando se aplica una tensión mecánica), el efecto de la primera ley de Joule (la relación entre el calor generado en un conductor y el flujo de corriente eléctrica, la resistencia y el tiempo) y la disipación electrostática (para proteger un material de las descargas electrostáticas). La funcionalidad de los materiales inteligentes desarrollados se demostró en condiciones adecuadas a nivel de prototipo para los sectores aeroespacial, automovilístico y de infraestructuras de transporte, como los bordes de ataque de las alas de los aviones, los parachoques de los coches y los pavimentos. Los resultados del proyecto han derivado en numerosas aplicaciones en los sectores mencionados. Así, las nanotecnologías y los materiales avanzados serán la base de la próxima generación de productos de alto valor añadido, impulsando las oportunidades de mercado de la Unión Europea [1], [2]. En esta tesis se han estudiado dos matrices distintas (cemento y resina), correspondiendo con dos de las estudiadas dentro del proyecto MASTRO. Aunque es necesario realizar esfuerzos adicionales para superar algunos de los inconvenientes asociados a esta nueva tecnología, la multifuncionalidad de los materiales podría ser pronto una realidad. La multifuncionalidad suele basarse en el aumento de la conductividad eléctrica de los compuestos mediante la adición de adiciones conductores. Para los materiales en base cemento conductores multifuncionales (MCCM) entre las nuevas funciones distintas de su función estructural que este podría desarrollar están: su uso como sensor de deformación o tensión, ánodo para la extracción electroquímica de cloruros, apantallamiento de interferencias electromagnéticas y -una de las aplicaciones funcionales más prometedoras- la calefacción. Al respecto de esta última aplicación, y en particular en el campo de la ingeniería civil, la prevención de la formación de hielo (o el deshielo) de las infraestructuras civiles (aeropuertos, puentes, enlaces viales, etc.) está despertando un gran interés en diferentes empresas relacionadas con dicho campo. El presente trabajo se ha dividido en tres partes. La primera se centra en el desarrollo de la función de calefacción en MCCM con una adición híbrida carbonosa, la segunda parte se centra en los MCCM con substitución de una parte de los áridos por coque y la tercera parte se centra en resinas epoxi con la misma adición hibrida que en la primera parte de materiales carbonosos, estudiando en todos los casos la mencionada función. La primera parte del estudio de esta tesis tiene como objetivo estudiar la viabilidad de pasta de cemento conductora y hormigón conductor con una adición híbrida de nanotubos de carbono (CNT, por su nombre en inglés carbon nanotubes) y polvo de grafito (EG, por su nombre en inglés expanded graphite) como material para la calefacción, prevención de formación de hielo y deshielo en pavimentos, a partir de ensayos específicos para cada caso. Los resultados confirman que los compuestos de cemento conductor estudiados, con la adición de 1% CNT + 5% EG, exhibieron propiedades de calefacción, deshielo y prevención de la formación de hielo, al aplicar voltajes en AC y en DC constantes entre los dos extremos de cada muestra, con un consumo de energía relativamente bajo. El principal aporte de este apartado del trabajo es lograr un nivel de conductividad suficiente para el desarrollo de la función de calefacción y deshielo utilizando esta adición híbrida en hormigón, que no se ha utilizado hasta ahora, para ser aplicada en estructuras reales de hormigón. Este estudio ha sido publicado en la revista “Smart Materials and Structures”, de la Editorial IOP. El trabajo se llevó a cabo en exclusiva por el equipo de la Universidad de Alicante. El uso de materiales de desecho (como el coque de petróleo) como sustitutos del cemento o de los áridos podría reducir la huella de carbono. Con la intención de obtener un material más sostenible se ha seguido la investigación de la función de calefacción utilizando coque de petróleo como adición conductora y como sustituto de una parte de los áridos, lo que nos lleva a la segunda parte de esta tesis. En este trabajo, el uso de coque de petróleo produjo materiales multifuncionales a base de cemento con resistividades bajas (obteniendo un ahorro económico considerado a la hora de utilizar coque en lugar a otros nanomateriales carbonosos y, con toda probabilidad, una huella de carbono menor) con una buena trabajabilidad lo que hace que estos compuestos sean adecuados para la calefacción, la prevención de la formación de hielo y el deshielo, debido al efecto Joule. Este estudio ha sido presentado en el Congreso Internacional “CEMENT – BASED MATERIALS TAILORED” For a sustainable future (CBMT) que ha tenido lugar en Turquía. El trabajo se llevó a cabo por el equipo de la Universidad de Alicante en colaboración con ACCIONA. En la tercera parte de este estudio, se han incorporado CNT y EG para proporcionar conductividad eléctrica y capacidad de autocalentamiento por efecto Joule a una matriz epoxi. Los resultados muestran que la mayor relación de aspecto de los CNT contribuyó significativamente a la conductividad eléctrica de la resina epoxi en comparación con la del grafito, y, sin embargo, la morfología 2D del grafito contribuyó específicamente a incrementar la conductividad térmica. Además, la presencia de grafito mejoró la estabilidad térmica de la resina epoxi, ayudando a evitar su deformación (a mayor conductividad térmica, mayor disipación de calor), pero no contribuyó a la función de calefacción por efecto Joule. Por otro lado, se demostró la viabilidad de las resinas epoxi eléctricamente conductoras para aplicaciones de deshielo y prevención de la formación de hielo por efecto Joule. Este estudio ha sido publicado en la revista “nanomaterials”, de la Editorial MDPI. El trabajo se llevó a cabo por el equipo de la Universidad de Alicante en colaboración con Applynano Solutions S.L y con la Universita Degli Studi di Salerno. / Investigación financiada por la Comisión Europea mediante el proyecto MASTRO, programa H2020 R&I. Contrato nº 760940.

Plantea corroborar si realmente cuando se implementa la filosofía de trabajo Lean Construction en el control de la producción se mejora el desempeño de la construcción. Ya que las bases teóricas indican que Lean se puede aplicar a todo tipo de proyectos. El aporte de la investigación radica en probar o refutar dicha hipótesis para un nuevo tipo de proyecto. A la fecha una implementación en una obra de infraestructura aérea no ha sido documentada ni en tesis ni en artículos científicos. Es una investigación del tipo cuantitativa con un nivel de estudio explicativo. En la cual existe una variable independiente y otra dependiente; y se analiza la relación que existe entre ellas. La variable independiente es el control de la producción y la variable dependiente es el desempeño de la construcción. Para corroborar la hipótesis se utilizará un diseño pre-experimental. Se realizará una medición de los indicadores de cada dimensión de la variable dependiente antes de la implementación Lean. Luego se realizará una segunda medición de los indicadores de dicha variable después de la implementación Lean. Para las mediciones se utilizarán herramientas como el muestreo de trabajo y la revisión documentaria. Se contrastará los resultados a fin de evaluar las variaciones obtenidas y extraer conclusiones. / Tesis

El propósito de este trabajo fue diseñar y fabricar un sistema prototipo de medición que adquiera, de manera experimental, la magnitud de la fuerza necesaria para remover fluidos viscosos adheridos a una superficie plana. Para esto, se estableció el comportamiento de un fluido en función de su viscosidad y la variación de ésta con respecto a la temperatura y presión. Además, se definieron los distintos tipos de fluidos no newtonianos, centrándose en los fluidos viscosos alimenticios, puesto que sus requerimientos por lo general, en cuanto a calidad, son más rigurosos en comparación de otros fluidos usados en la industria. También, se presentó el estado de la tecnología para equipos de enfriamiento de fluidos viscosos y equipos de medición de viscosidad. Luego, se propuso un modelo físico para la remoción de un fluido adherido a una superficie plana y se diseñó, bajo la norma VDI 2221, el sistema prototipo de medición. Después de lo mencionado, se verificó las características mecánicas principales del equipo del sistema prototipo fabricado, puesto que pueden o no cumplir las condiciones de diseño requeridas. Se denominó equipo del sistema prototipo de medición al dispositivo mecánico diseñado montado sin los sensores de medición (sensor de fuerza y sensor de movimiento) y sistema prototipo de medición al equipo acoplado con los sensores de medición mencionados. Habiendo verificado las características mecánicas del sistema prototipo de medición fue posible calcular su incertidumbre mediante ensayos experimentales. Esto ayudó a conocer si los datos adquiridos para la fuerza de remoción son exactos y precisos. Finalmente, con la incertidumbre calculada se hizo pruebas con un fluido de concentración y viscosidad conocidas (fluido caracterizado), y, se evaluó y comparó tanto la exactitud como la precisión de los resultados experimentales adquiridos. / Tesis

In Peru, mining is one of the main drivers behind most developments in engineering, an area of high dynamic forces and high pollution. As an illustration, shovel excavators transport tons of sediment each day while cylinder screens sort the stones by size. Typically, ball or cylindrical bearings support these screens and companies, such as SKF, replace the bearings in regular intervals. Thus, the idea is to implement a system, which can dynamically adapt to loads and dynamical load changes to reduce maintenance intervals and vibrations. Ultimately, for a prototype this thesis presents two design proposals of a homopolar, hybrid active magnetic bearing. Moreover, the selection of an inductive type sensor should represent an adequate solution for determining the shaft position. / In Peru ist der Bergbau einer der Haupttreiber für die meisten Entwicklungen im Ingenieurwesen, einem Bereich mit hohen dynamischen Kräften und hoher Verschmutzung. Beispielsweise transportieren Schaufelbagger täglich Tonnen von Sedimenten, während Zylindersiebe die Steine nach Größe sortieren. Typischerweise werden diese Siebe von Kugel- oder Zylinderlager getragen, welche von Unternehmen wie SKF in regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden. Die Idee ist also, ein System zu implementieren das sich dynamisch an Lasten und dynamische Laständerungen anpassen kann, um Wartungsintervalle und Vibrationen zu reduzieren. Letztendlich stellt diese Arbeit zwei Entwürfe für einen Prototyp eines homopolaren, hybriden aktiven Magnetlagers vor. Darüber hinaus soll die Auswahl eines induktiven Sensors eine geeignete Lösung zur Bestimmung der Wellenposition darstellen. / Tesis

In this thesis the algorithms and strategies for active magnetic bearing should be analysed, implemented and simulated in Matlab as well as experimentally tested in the real-time computation system for a prototype of active magnetic bearing. Develop a general method and algorithm identi cation for active magnetic bearings prototype and get real system parameters that allow generate the equation of state of the system to control its further development. The specific objectives in this Thesis are: Develop a data acquisition system for the AMBs. Analyse the mathematical model of the system from the real system. Conduct experiments of a physical model for data collection. Develop an identification algorithm for the parameters of the real AMBs. Validate system developed by testing the prototype. / Tesis

La presente tesis expone el diseño energético y las pruebas respectivas sobre un prototipo de tostador solar de granos de cacao de manera que pueda ser replicado en el sector rural del Perú. Esto tiene como finalidad brindarle al agricultor una tecnología nueva de tostado que esté de acuerdo con la calidad del mercado. El tostador usa la potencia térmica otorgada por un concentrados Scheffler de 8m2 de superficie llegado a aprovechar 3.8 kW de potencia, haciendo posible tostar 3 kg de granos de cacao en media hora, es decir, 6 kg en una hora en dos etapas. En los capítulos iniciales se muestra una descripción del funcionamiento y aplicaciones de uso del concentrador Scheffler. También la metodología del diseño para definir un proyecto definitivo óptimo. Luego se realiza un análisis térmico del tostador, evaluando las temperaturas, potencia entregada por el sol y la potencia recibida, con la finalidad de obtener expresiones que permitan simular el comportamiento del tostador antes de construir un primer prototipo. De la misma manera, se realiza un análisis de las partes más importantes de la máquina como son la estructura, el motor y el sistema de transmisión. Finalmente, el prototipo construido se somete a diversas pruebas para así validar todo el análisis teórico realizado y comprobar que, efectivamente, el tostador cumple con la meta principal que es tostar granos de cacao.

Investigación orientada a comprobar el uso adecuado de las herramientas de gestión y determinar los factores relacionados en el uso adecuado de las herramientas de gestión en el control de riesgos laborales en el proceso constructivo del túnel Néstor Gambetta. Con este propósito se formula un estudio de tipo aplicativo, con enfoque cuantitativo y cualitativo, investigación documental, descriptiva comparativa de tipo transversal y con la aplicación de las técnicas estadísticas son obtenidos los resultados. La muestra consiste en 1045 Análisis de Seguridad en el Trabajo (AST), 1200 Permiso para Trabajo de Alto Riesgo (PTAR) y 1200 Check List. / Tesis