Optimización multiobjetivo para el estudio de la sostenibilidad del hormigón autocompactante

• Autores: Tatiana Garcia Segura, Víctor Yepes Piqueras, Julián Alcalá González, José Vicente Martí Albiñana
• Localización: Resúmenes de comunicaciones, 2014, ISBN 978-84-89670-80-8, págs. 169-170
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Multiobjective optimization for the sustainability study of self-compacting concrete
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• Resumen
  • español

    Esta comunicación describe la utilización de la optimización multiobjetivo para el estudio de la sostenibilidad de los hormigones autocompactantes. Se utiliza el algoritmo recocido simulado multiobjetivo “Multiobjective Simulated Annealing” (MOSA) para encontrar soluciones que cumplen las limitaciones resistentes y constructivas, y además, maximizan o minimizan varios objetivos simultáneamente. Los objetivos escogidos para valorar la sostenibilidad estructural son el coste, las emisiones de CO2 y la durabilidad.

    La frontera de Pareto muestra las soluciones que presentan un equilibrio entre los intereses sin articulación a priori de preferencias, de modo que todo el conjunto de soluciones puede ser explorado. Esta herramienta simplifica la toma de decisiones en un estudio de soluciones, ya que la elección queda limitada dichas soluciones. En este trabajo también se utiliza la mentada herramienta para sacar conclusiones sobre la sostenibilidad de los hormigones autocompactantes. Los valores de la frontera de Pareto son finalmente utilizados para valorar los costes y las emisiones anuales.

    Se toma como ejemplo una viga en doble T de hormigón de 15 m de luz definida por 20 variables. Una variable recoge ocho posibles dosificaciones de hormigón. Cuatro hormigones convencionales CC y cuatro hormigones autocompactantes SCC representan cuatro clases resistentes. Se han utilizado las velocidades de carbonatación de cada dosificación para valorar la captura de CO2 por carbonatación y la vida útil de la estructura. Los resultados muestran que reducciones de las emisiones de CO2 y mejoras en durabilidad son económicamente viables. Además, las soluciones con menor coste y emisión anual utilizan hormigón autocompactante. Esta metodología es aplicable a cualquier estructura de hormigón. Los resultados proporcionan al proyectista estructural criterios para elegir soluciones más sostenibles.

  • English

    This communication describes the use of multiobjective optimization for the sustainability study of self-compacting concrete.

    Multiobjective simulated annealing (MOSA) algorithm finds feasible solutions in terms of strength and constructability and, in addition, maximizes or minimizes several objectives simultaneously. The objectives chosen for the sustainability assessment are the cost, CO2 emissions and durability. Pareto front shows solutions that have a balance between interests. As there is not a priori discrimination, the entire set of solutions can be explored. This tool simplifies the decision-making process in a study of alternative solutions, since the election is restricted to those solutions. This study also uses the tool to draw general conclusions about the sustainability of self-compacting concrete. Pareto values are used to assess the annual cost and emission.

    The practical example is a concrete I-beam defined by a total of 20 variables. One variable fixes eight possibilities of concrete mix. Four mixes of Self-compacting (SCC) and four mixes of Conventional Vibrated Concrete (CC) represent four strength classes.

    Concrete carbonation rate has been used to evaluate the CO2 capture by carbonation and the structure life. Results show that reductions in CO2 emissions and improvements in durability are economically feasible. Besides, the best values of annual cost and emission use self-compacting concrete. This methodology is applicable to every concrete structure. Results provide the structural engineers with rules for choosing more sustainable solutions.