Resumen de Diseño eficiente de puentes de sección en cajón con criterios sostenibles multiobjetivo
Tatiana Garcia Segura, Víctor Yepes Piqueras
Este estudio presenta un método de diseño de puentes eficientes que minimiza el coste y las emisiones de CO2, mientras maximiza la seguridad estructural. Para ello, se proponen ocho módulos que unen un programa comercial de análisis por elementos finitos con un programa de control que lleva a cabo la optimización multiobjetivo y verificación de los estados límite. Mediante esta metodología, el ingeniero puede escoger los parámetros que se mantienen fijos y las variables a optimizar. Finalmente, el programa proporciona una frontera de Pareto representada por las soluciones de equilibrio entre los criterios. Estas soluciones presentan la mejor combinación de geometría, tipo de hormigón, armadura y postesado para lograr los objetivos seleccionados. Se ha escogido como caso de estudio un puente continuo de sección en cajón de tres vanos situado en la costa. El puente tiene un vano principal de 44 m y dos laterales de 35,2 m. La sección funcional del puente consta de dos carriles de 3,50 m y arcenes de 1 y 2,5 m de ancho. Además, se prevé un espacio de 65 cm para alojar los pretiles. Todo ello forma un ancho necesario de 11,8 m. Se ha utilizado el algoritmo heurístico de búsqueda armónica multiobjetivo (multiobjective harmony search) mejorado con estrategias de diversificación-intensificación.
Los objetivos de económicos y ambientales valoran el coste y las emisiones derivados de la producción de materiales, transporte y construcción del puente. Además, éstos consideran, respectivamente, el coste de las emisiones y la captura de CO2 producida durante la vida útil del puente. El objetivo de seguridad estructural es evaluado mediante el valor mínimo del coeficiente asociado a cada estado límite último. Esta herramienta proporciona reglas de diseño que llevan a puentes sostenibles. Además, los resultados muestran tanto la relación entre los objetivos, como la relación entre los objetivos y las variables.
