Optimización de la contribución al desarrollo sostenible de una estructura de hormigón armado

Abstract

[Resumen] En el presente Trabajo Fin de Máster (TFM) se ha elaborado una herramienta informática de cálculo y dimensionamiento de la estructura de hormigón de una nave industrial, que también sirve para evaluar su sostenibilidad. Por otro lado, usando como base dicha herramienta, se ha procedido a la optimización de la sostenibilidad de una estructura con pórticos de 26 m de luz. La herramienta de cálculo se divide en tres partes. La primera permite la estimación de cargas sobre el edificio, así como el cálculo, dimensionamiento y armado de los distintos elementos estructurales de la nave: correas, vigas, pilares y zapatas. La segunda parte, interconectada con la anterior, contabiliza todos los materiales empleados en la estructura y realiza un Análisis de Ciclo de Vida (ACV) ambiental, social y económico de la misma. Tras ello calcula un índice global de sostenibilidad de la estructura, aplicando el método multicriterio MIVES (Método Integrado de Valor para Evaluaciones Sostenibles). El modelo de sostenibilidad empleado es nuevo y se ha desarrollado específicamente para este TFM. Se trata de un modelo que, a los efectos del ACV ambiental, cumple la normativa EN 15804 sobre sostenibilidad en construcción. Además, los parámetros del modelo se han configurado de tal forma que permita, en el futuro, realizar comparaciones de sostenibilidad entre estructuras de nave industrial construidas con diferentes materiales, incluyendo también el acero y la madera. La tercera parte de la herramienta tiene como misión obtener una estructura con el máximo índice de sostenibilidad que resulte posible. Esto se ha hecho empleando una aplicación informática de optimización mediante algoritmos genéticos.

[Resumo] No presente Traballo Fin de Máster (TFM) elaborouse unha ferramenta informática de cálculo e dimensionamento da estrutura de formigón dunha nave industrial, que tamén serve para avaliar a súa sustentabilidade. Doutra banda, usando como base dita ferramenta, procedeuse á optimización da sustentabilidade dunha estrutura con pórticos de 26 m de luz. A ferramenta de cálculo divídese en tres partes. A primeira permite a estimación de cargas sobre o edificio, así como o cálculo, dimensionamento e armado dos distintos elementos estruturais da nave: correas, vigas, columnas e zapatas. A segunda parte, interconectada coa anterior, contabiliza todos os materiais empregados na estrutura e realiza unha Análise de Ciclo de Vida (ACV) ambiental, social e económico da mesma. Tras iso calcula un índice global de sustentabilidade da estrutura, aplicando o método multicriterio MIVES (Método Integrado de Valor para Avaliacións Sustentables). O modelo de sustentabilidade empregado é novo e desenvolveuse especificamente para este TFM. Trátase dun modelo que, para os efectos do ACV ambiental, cumpre a normativa EN 15804 sobre sustentabilidade en construción. Ademais, os parámetros do modelo configuráronse de tal forma que permita, no futuro, realizar comparacións de sustentabilidade entre estruturas de nave industrial construídas con diferentes materiais, incluíndo tamén o aceiro e a madeira. A terceira parte da ferramenta ten como misión obter unha estrutura co máximo índice de sustentabilidade que resulte posible. Isto fíxose empregando unha aplicación informática de optimización mediante algoritmos xenéticos.

[Abstract] In this Master's Dissertation, a computer tool has been developed for designing and assessing the sustainability of the concrete structure of an industrial building. On the other hand, using that tool as a base, the student has proceeded to optimise the sustainability of a structure with 26 m span portals. The tool is divided into three parts. The first one allows estimating the building loads, as well as designing the several structural elements of the building: purlins, beams, columns and footings. The second part, interconnected with the previous one, accounts for all materials employed in the structure, and performs its environmental, social and economic Life Cycle Analysis (LCA). It then calculates a global, structural sustainability index, applying the MIVES (Integrated Value Method for Sustainable Assessments, in translation) multi-criteria method. The sustainability model is new and has been developed specifically for this Master's Dissertation. It is a model that, for the purposes of environmental LCA, complies with the EN 15804 standard on sustainability in construction. In addition, the parameters of the model have been configured in such a way as to allow, in the future, sustainability comparisons between structures built with different materials, including also steel and wood. The purpose of the third part of the tool is to obtain a structure with the highest possible sustainability index. This has been done using a genetic algorithms optimization software.